1、单元过关检测(六)碰撞与动量守恒一、选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求)1粗糙的水平地面上放着一个木块，一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起滑行一段距离，在这个过程中，子弹和木块组成的系统()A动量和机械能都守恒B动量和机械能都不守恒C动量守恒，机械能不守恒D动量不守恒，机械能守恒B子弹射入木块过程中，系统内力远远大于外力，动量守恒，在一起滑动过程中，受到地面的摩擦力，合外力不为零，动量不守恒，根据能量守恒定律，子弹打入木块和在地面上滑行过程系统都要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故B正确，A
2、、C、D错误2将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A v0B v0C v0D v0D根据动量守恒定律mv0(Mm)v，得vv0，选项D正确3如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球下摆与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将()A向右运动B向左运动C静止不动D小球下摆时，车向左运动后又静止D水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向上动量守恒小球
3、下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因此为保证动量守恒，小车要向左运动当撞到橡皮泥，是完全非弹性碰撞，A球和小车大小相等、方向相反的动量恰好抵消掉，小车会静止4(2018湖南张家界三模)如图所示，一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF，与水平地面相切于E点，圆弧半径为R1 m另有一个质量为m的小球以初速度v0从E点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知M4m，g取10 m/s2，不计摩擦则小球的初速度v0的大小为()Av04 m/sBv05 m/sCv06 m/sDv07 m/sB当小球上升到圆弧上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向动
4、量守恒有mv0(mM)v1，根据机械能守恒定律有mv(mM)vmgR，联立两式解得v05 m/s，B正确5如图所示，在光滑的水平面上有2018个完全相同的小球排成一条直线，均处于静止状态现给第一个小球初动能Ek，使它正对其他小球运动若小球间的所有碰撞都是完全非弹性的，则整个碰撞过程中因为碰撞损失的机械能总量为()AEkBEkCEkDEkBmv12018mv，vv1Emv2018mv2，其中mvEk解得EEk，B正确6对下列物理现象的解释，正确的是()A击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻B跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量C易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作
5、用时间，减小作用力D在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零CD击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里填沙，是为了延长人与地的接触时间，所以A、B不正确；据动量定理Ftp知，当p相同时，t越长，作用力越小，故C正确；车能否移动或运动状态能否改变取决于外力的作用，与内部作用无关，所以D正确7(2019湖北十堰调研)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量为m的小物块从槽上高h处由静止开始下滑，重力加速度为g，下列说法正确的是()A物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为B物块第一次滑到槽底端时，
6、槽的动能为C在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒D物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽上高h处AD物块和槽在水平方向上动量守恒，物块第一次滑到槽底端时，有mv2mv，由机械能守恒定律得mghmv22mv2，解得槽的动能为，A正确，B错误；在压缩弹簧过程中，物块和弹簧组成的系统受到墙的作用力，动量不守恒，C错误；物块被反弹后的速度大于槽的速度，所以能追上槽，当滑到槽的最高点时，二者有相同的速度，由机械能守恒定律可以知道，物块不能回到槽上高h处，D正确8(2019河北衡水中学调研)如图所示，质量分别为m11.0 kg和m22.0 kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧地把它们捆在一起
7、，使它们发生微小的形变该系统以速度v00.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动经过时间t5.0 s后，测得两球相距s4.5 m，则下列说法正确的是()A刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/sB刚分离时，b球的速度大小为0.2 m/sC刚分离时，a、b两球的速度方向相同D两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 JABD系统的总动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2，两球相距sv1tv2t，代入数据解得v10.7 m/s，v20.2 m/s，负号表示速度方向与正方向相反，故A、B正确，C错误；由能量守恒定律得(
8、m1m2)vEPm1vm2v，代入数据解得EP0.27 J，故D正确二、非选择题9如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则()Am1m2，r1r2Bm1m2，r1m2，r1r2Dm1m2，r1r2(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是_.(填下列对应的字母)A直尺B游标卡尺C天平D弹簧秤E秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示)_成立即表示碰撞中动量守恒解析(1)两小球要选等大的，且入射小球的质量应大些，故选C(2)该
9、实验必须测出两球平拋的水平位移和质量，故必须用直尺和天平，因两球平拋起点相同，不用测小球直径，故用不到B(3)因平拋落地时间相同，可用水平位移代替速度，故关系式为m1m1m2.答案(1)C(2)AC(3)m1m1m210如图所示，质量为3 kg的木箱静止在光滑的水平面上，木箱内粗糙的底板正中央放着一个质量为1 kg的小木块，小木块可视为质点现使木箱和小木块同时获得大小为2 m/s的方向相反的水平速度，小木块与木箱每次碰撞过程中机械能损失0.4 J，小木块最终停止在木箱正中央已知小木块与木箱底板间的动摩擦因数为0.3，木箱内底板长为0.2 m求：(1)木箱的最终速度的大小；(2)小木块与木箱碰撞
10、的次数解析(1)设最终速度为v，木箱与木块组成的系统动量守恒，以木箱的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得Mvmv(Mm)v代入数据得v1 m/s.(2)对整个过程，由能量守恒定律可得mv2Mv2E(Mm)v2设碰撞次数为n，木箱底板长度为L，则有n(mgL0.4 J)E代入数据得n6.答案(1)1 m/s(2)611(2019湖北黄冈联考)如图所示，半径为R0.4 m，内壁光滑的半圆形轨道固定在水平地面上，质量m0.96 kg的滑块停放在距轨道最低点A为L8.0 m的O点处，质量为m00.04 kg的子弹以速度v0250 m/s从右边水平射入滑块，并留在其中已知滑块与水平地面间的动摩擦因数0
11、.4，子弹与滑块的作用时间很短，g取10 m/s2，求：(1)子弹相对滑块静止时二者的共同速度大小v；(2)滑块从O点滑到A点的时间t；(3)滑块从A点滑上半圆形轨道后通过最高点B落到水平地面上C点，A与C间的水平距离解析(1)子弹射入滑块的过程动量守恒，规定水平向左为正方向，则m0v0(mm0)v，代入数据解得v10 m/s.(2)子弹击中滑块后与滑块一起在摩擦力的作用下向左做匀减速运动，设其加速度大小为a，则(mm0)g(mm0)a，由匀变速直线运动的规律得vtat2L，联立解得t1 s(t4 s舍去)(3)滑块从O点滑到A点时的速度vAvat，代入数据解得vA6 m/s.设滑块从A点滑上半圆形轨道后通过最高点B点时的速度为vB，由机械能守恒定律得(mm0)v(mm0)g2R(mm0)v，代入数据解得vB2 m/s.滑块离开B点后做平拋运动，运动的时间t ，又xACvBt，代入数据得xAC m.答案(1)10 m/s(2)1 s(3) m
