1、第三节动量守恒定律在碰撞中的应用(时间：60分钟)题组一碰撞的特点及可能性分析1(单选)关于碰撞的理解正确的是()A碰撞是指相对运动的物体相遇时，在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B在碰撞现象中，一般内力都远大于外力，所以可以认为碰撞时系统的动能守恒C如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞D微观粒子的相互作用由于不发生直接接触，所以不能称其为碰撞答案A解析碰撞是十分普遍的现象，它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象一般内力远大于外力如果碰撞中机械能守恒，就叫做弹性碰撞微观粒子的相互作用同样具有短时间内发生强大内力作用的特点，所以仍然是碰撞2(单选)在一条直线上相向运动的
2、甲、乙两个小球，它们的动能相等，已知甲球的质量大于乙球的质量，它们正碰后可能发生的情况是()A甲、乙两球都沿乙球的运动方向B甲球反向运动，乙球停下C甲、乙两球都反向运动D甲、乙两球都反向运动，且动能仍相等答案C解析由p22mEk知，甲球的动量大于乙球的动量，所以总动量的方向应为甲球的初动量的方向，可以判断C正确3(双选)质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的，那么碰撞后B球的速度大小可能是()A.v B.vC.v D.v答案AB解析设A球碰后的速度为vA，由题意有mvmv2，则vAv，碰后A的速度有两种可能，因此由
3、动量守恒有mvmv2mvB或mvmv2mvB，解得vBv或v.4(双选)两个小球A、B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是mA4 kg，mB2 kg，A的速度vA3 m/s(设为正)，B的速度vB3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别为()A均为1 m/s B4 m/s和5 m/sC2 m/s和1 m/s D1 m/s和5 m/s答案AD解析由动量守恒，可验证四个选项都满足要求再看动能变化情况：Ek前mAvmBv27 JEk后mAvA2mBvB2由于碰撞过程中动能不可能增加，所以应有Ek前Ek后，据此可排除B；选项C虽满足Ek前Ek后，但A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后各
4、自仍然保持原来的速度方向，这显然是不符合实际的，因此C选项错误验证A、D均满足Ek前Ek后，且碰后状态符合实际，故正确选项为A、D.题组二碰撞模型的处理5(单选)科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情景他们使两个带正电的不同重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛列碰撞为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的()A速度 B质量 C动量 D动能答案C解析碰撞后粘在一起时动能损失最大，故碰前动量等大反向时，碰后粘在一起时系统静止，动能全部损失掉，故选C.图1356. (单选)如图135所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量
5、相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()AA开始运动时 BA的速度等于v时CB的速度等于零时 DA和B的速度相等时答案D解析A、B速度相等时弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，动能损失最大，选项D正确图1367(单选)(2013开封高二检测)小车AB静置于光滑的水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥，AB车质量为M，长为L.质量为m的木块C放在小车上，用细绳连结于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB与C都处于静止状态，如图136所示当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块C向B端冲去，并跟B端橡皮泥粘在一起，以下说法中不正确
6、的是()A如果AB车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒B整个系统任何时刻动量都守恒C当木块对地运动速度为v时，小车对地运动速度为vD整个系统最后静止答案A图1378(单选)(2013衡水高二检测)在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球在碰撞前后的速度时间图象如图137所示，下列关系式正确的是()Amamb BmambCmamb D无法判断答案B解析由图象知，a球以某一初速度与原来静止的b球碰撞，碰后a球反弹且速度小于初速度根据碰撞规律知，a球质量小于b球质量图1389. (单选)两个完全相同、质量均为m的滑块A和B
7、，放在光滑水平面上，滑块A与轻弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，当滑块B以v0的初速度向滑块A运动，如图138所示，碰到A后不再分开，下述说法中正确的是()A两滑块相碰和以后一起运动过程，系统动量均守恒B两滑块相碰和以后一起运动过程，系统机械能均守恒C弹簧最大弹性势能为mvD弹簧最大弹性势能为mv答案D解析B与A碰撞后一起运动的过程中，系统受到弹簧的弹力作用，合外力不为零，因此动量不守恒，A项错误；碰撞过程，A、B发生非弹性碰撞，有机械能损失，B项错误；碰撞过程mv02mv，因此碰撞后系统的机械能为2mmv，弹簧的最大弹性势能等于碰撞后系统的机械能mv，C项错误，D项正确图13910. A、B两
8、物体在水平面上相向运动，其中物体A的质量为mA4 kg，两球发生相互作用前后的运动情况如图139所示则：(1)由图可知A、B两物体在_时刻发生碰撞，B物体的质量为mB_kg.(2)碰撞过程中，系统的机械能损失多少？答案(1)2 s6(2)30 J解析(1)由图象知，在t2 s时刻A、B相撞，碰撞前后，A、B的速度：vA m/s2 m/svB m/s3 m/svAB m/s1 m/s由动量守恒定律有：mAvAmBvB(mAmB)vAB，解得mB6 kg(2)碰撞过程损失的机械能：EmAvmBv(mAmB)v30 J.题组三碰撞模型的综合应用11在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速度v0向右运
9、动在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图1310所示小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ1.5 PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m1m2.图1310答案21解析从两小球碰撞后到它们再次相遇，小球A和B的速度大小保持不变根据它们通过的路程，可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为41.设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等m1v0m1v1m2v2图1311m1vm1vm2v利用4，解得：m1m221.12.如图1311所示，一不可伸长
10、的轻质细绳，静止地悬挂着质量为M的木块，一质量为m的子弹，以水平速度v0击中木块，已知M9m，不计空气阻力问：(1)如果子弹击中木块后未穿出(子弹进入木块时间极短)，在木块上升的最高点比悬点O低的情况下，木块能上升的最大高度是多少？(设重力加速度为g)(2)如果子弹在极短时间内以水平速度穿出木块，则在这一过程中子弹、木块系统损失的机械能是多少？答案(1)(2)mv解析(1)因为子弹与木块作用时间极短，子弹与木块间的相互作用力远大于它们的重力，所以子弹与木块组成的系统水平方向动量守恒，设子弹与木块开始上升时的速度为v1，则mv0(mM)v1所以v1v0.因不计空气阻力，所以系统上升过程中机械能守
11、恒，设木块上升的最大高度为h，则(mM)v(mM)gh，解得h(2)子弹射穿木块前后，子弹与木块组成的系统水平方向动量守恒，设子弹穿出时木块的速度为v2，则mv0mMv2，解得v2v0在这一过程中子弹、木块系统损失的机械能为EmvmMvmv13(2014山东卷)如图1312所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半求：图1312(1)B的质量；(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失答案(1)(2)mv解析(1)以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB(2)从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mv0(mmB)v设碰撞过程A、B系统机械能的损失为E，则EmmB(2v)2(mmB)v2联立式得Emv