2013备战高考之物理一轮复习讲义64碰撞与动量守恒实验验证动量守恒定律高考快乐体验选修3-5

第1讲碰撞与动量守恒实验：验证动量守恒定律1．(2010·福建卷，29(2))如图1－1－18所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()．[来源:Z,xx,k.Com]A．小木块和木箱最终都将静止B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动[来源:学科网ZXXK]D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B正确．答案B2．(2011·上海单科，22A)光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连．开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量________(填“守恒”或“不守恒”)；机械能________(填“守恒”或“不守恒”)．解析动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力之和为零，与系统的内力无关．机械能守恒的条件除了重力之外无其他外力做功只是系统机械能守恒的必要条件，还要系统内力做功之和为零，而本情景中在细绳绷直的瞬间有内力做功，将部分机械能转化为内能，故机械能不守恒．答案守恒不守恒3．(2011·福建理综，29(2))在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球的速度方向与碰撞前相反．则碰撞后B球的速度大小可能是________．(填选项前的字母)A．0.6vB．0.4vC．0.3vD．0.2v[来源:Z_xx_k.Com]解析根据动量守恒定律得：mv＝2mvB－mvA化简可得，vA＝2vB－v，因vA0，所以vBv2，故只有A项正确．答案A图1－1－184．(2011·全国Ⅰ卷，20)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图1－1－19所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()．A.12mv2B.12mMm＋Mv2C.12NμmgLD．NμmgL解析由于水平面光滑，一方面，箱子和物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断二者具有向右的共同速度v′，根据动量守恒定律有mv＝(M＋m)v′，系统损失的动能为ΔEk＝12mv2－12(M＋m)v′2知B正确，另一方面，系统损失的动能可由Q＝ΔEk，且Q＝μmg·s相对，由于小物块从中间向右出发，最终又回到箱子正中间，其间共发生N次碰撞，则S相对＝NL，则D选项也正确．答案BD5．(2011·山东理综，38(2))如图1－1－20所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞．乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)[来源:Z+xx+k.Com]图1－1－20解析设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12m×v0＝11m×v1－m×vmin①10m×2v0－m×vmin＝11m×v2②为避免两船相撞应满足v1＝v2③[来源:学。科。网]联立①②③式得vmin＝4v0④答案4v0图1－1－196．(2011·课标，35(2))如1－1－21所示，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0.求弹簧释放的势能．解析设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒得3mv＝mv0①设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒得3mv＝2mv1＋mv0②设弹簧的弹性势能为Ep，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有12(3m)v2＋Ep＝12(2m)v12＋12mv02③由①②③式得弹簧所释放的势能为Ep＝13mv02.答案13mv02图1－1－21