全國通用版2018高考物理大一輪復習第六章碰撞與動量守恒碰撞與動量守恒專項練習課件

1、碰撞與動量守恒碰撞與動量守恒專項練習專項練習易錯排查練易錯排查練1.1.(2016(2016遼寧大連質檢遼寧大連質檢) )一只猴子用繩子拉著一塊與其等質量的石塊一只猴子用繩子拉著一塊與其等質量的石塊, ,在光在光滑水平面上運動滑水平面上運動( (如圖如圖),),開始時猴子和石塊都靜止開始時猴子和石塊都靜止, ,然后猴子以相對于繩子然后猴子以相對于繩子的速度的速度u u拉石塊拉石塊, ,則石塊的速度為則石塊的速度為( ( ) )A A易錯總結易錯總結: :相對速度是指相對于作用后的速度相對速度是指相對于作用后的速度, ,如如A A相對相對B B的速度為的速度為u,u,則則u=u=v vA A-v

2、-vB B, ,此式為矢量式此式為矢量式, ,將相對速度轉化為對地的速度將相對速度轉化為對地的速度, ,由動量守恒定律列式由動量守恒定律列式求解求解. .解析解析: :取向右為正方向取向右為正方向, ,設繩子的速度設繩子的速度( (即石塊的速度即石塊的速度) )大小為大小為v v1 1, ,猴子的猴子的速度大小為速度大小為v v2 2, ,則則u=vu=v2 2-(-v-(-v1 1),),所以所以v v2 2=u-v=u-v1 1, ,由動量守恒定律得由動量守恒定律得mvmv1 1-m(u-m(u-v v1 1)=0,)=0,則則v v1 1= ,= ,選項選項A A正確正確. .2u2.2

3、.(2016(2016山東濟南模擬山東濟南模擬) )如圖所示如圖所示, ,光滑水平面上靜止放置著一輛平板車光滑水平面上靜止放置著一輛平板車A.A.車上有兩個小滑塊車上有兩個小滑塊B B和和C,A,B,CC,A,B,C三者的質量分別是三者的質量分別是3m,2m,m.B3m,2m,m.B與車板之間的與車板之間的動摩擦因數(shù)為動摩擦因數(shù)為2,2,而而C C與車板之間的動摩擦因數(shù)為與車板之間的動摩擦因數(shù)為.開始時開始時B,CB,C分別從車分別從車板的板的左、右兩端同時以大小相同的初速度左、右兩端同時以大小相同的初速度v v0 0相向滑行相向滑行. .已知滑塊已知滑塊B,CB,C最后都沒有最后都沒有脫離平

4、板車脫離平板車, ,則關于車的運動則關于車的運動, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )B B易錯總結易錯總結: :由動量守恒可以求出由動量守恒可以求出A,B,CA,B,C三者共同運動的速度三者共同運動的速度, ,但對小車但對小車A A的運的運動動, ,與與B,CB,C的運動過程有關的運動過程有關, ,因此因此B,CB,C相對于相對于A A運動或相對于運動或相對于A A靜止靜止, ,對對A A的運動的運動產(chǎn)生影響產(chǎn)生影響, ,一旦與一旦與A A相對靜止了相對靜止了, ,就和就和A A看做整體進行研究看做整體進行研究. .解析解析: :由題意可知由題意可知,A,B,C,A,B,C組成

5、的系統(tǒng)動量守恒組成的系統(tǒng)動量守恒, ,取向右為正方向取向右為正方向, ,則有則有2mv2mv0 0-mv-mv0 0=6mv,=6mv,即即v= ,v= ,方向向右方向向右; ;由于由于B,CB,C所受的摩擦力不同所受的摩擦力不同, ,則則B B先先與與A A達到共同運動達到共同運動, ,對小車受力分析可知對小車受力分析可知, ,小車小車A A一直向右運動一直向右運動, ,先向右先向右加速后減速加速后減速, ,故選項故選項B B正確正確. .06v3.3.如圖所示如圖所示, ,一個木箱原來靜止在光滑水平面上一個木箱原來靜止在光滑水平面上, ,木箱內粗糙的底板上放著木箱內粗糙的底板上放著一個小木

6、塊一個小木塊. .木箱和小木塊都具有一定的質量木箱和小木塊都具有一定的質量. .現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初現(xiàn)使木箱獲得一個向右的初速度速度v v0 0, ,則則( ( ) )A.A.小木塊和木箱最終都將靜止小木塊和木箱最終都將靜止B.B.小木塊最終將相對木箱靜止小木塊最終將相對木箱靜止, ,二者一起向右運動二者一起向右運動C.C.小木塊在木箱內壁將始終來回往復碰撞小木塊在木箱內壁將始終來回往復碰撞, ,而木箱一直向右運動而木箱一直向右運動D.D.如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止, ,則二者將一起向左運動則二者將一起向左運動B B易錯總結易錯總結:

7、:地面光滑地面光滑, ,系統(tǒng)所受合力為零系統(tǒng)所受合力為零, ,動量守恒動量守恒. .木箱內粗糙木箱內粗糙, ,木箱與小木箱與小木塊摩擦木塊摩擦, ,動能減小動能減小, ,最終共同運動最終共同運動. .解析解析: :地面光滑地面光滑, ,木箱和小木塊組成的系統(tǒng)所受合力為零木箱和小木塊組成的系統(tǒng)所受合力為零, ,動量守恒動量守恒, ,且且總動量向右總動量向右, ,故選項故選項A,DA,D錯誤錯誤; ;由于木箱內粗糙由于木箱內粗糙, ,木箱與小木塊摩擦木箱與小木塊摩擦, ,動動能減小能減小, ,最終相對靜止最終相對靜止, ,共同向右運動共同向右運動, ,選項選項B B正確正確,C,C錯誤錯誤. .4

8、.4.(2016(2016吉林通化模擬吉林通化模擬) )兩輛質量相同的小車兩輛質量相同的小車, ,置于光滑的水平面上置于光滑的水平面上, ,有一有一人靜止在小車人靜止在小車A A上上, ,兩車靜止兩車靜止, ,如圖所示如圖所示. .當這個人從當這個人從A A車跳到車跳到B B車上車上, ,接著又接著又從從B B車跳回車跳回A A車并與車并與A A車保持相對靜止車保持相對靜止, ,則則A A車的速率車的速率( ( ) )A.A.等于零等于零 B.B.大于大于B B車的速率車的速率C.C.小于小于B B車的速率車的速率D.D.等于等于B B車的速率車的速率C C易錯總結易錯總結: :抓住小車和人組

9、成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒抓住小車和人組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒, ,人和小車人和小車A A的總的總動量和小車動量和小車B B的動量大小相等的動量大小相等, ,根據(jù)質量關系直接得到速率的大小關系根據(jù)質量關系直接得到速率的大小關系. .解析解析: :設人的質量為設人的質量為m,m,小車的質量均為小車的質量均為M,M,人來回跳躍后人與人來回跳躍后人與A A車的速度車的速度為為v v1 1,B,B車的速度為車的速度為v v2 2, ,根據(jù)題意知根據(jù)題意知, ,人、車組成的系統(tǒng)水平方向動量守人、車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒恒. .由動量守恒得由動量守恒得(M+m)v(M+m)v1 1+Mv+Mv2

10、2=0,v=0,v1 1=- ,=- ,其中負號表示其中負號表示v v1 1,v,v2 2的方向的方向相反相反, ,小車小車A A的速率小于小車的速率小于小車B B的速率的速率, ,故選項故選項C C正確正確. .2MvMm5.5.(2016(2016山東濰坊質檢山東濰坊質檢) )如圖所示如圖所示, ,水平光滑地面上停放著一輛質量為水平光滑地面上停放著一輛質量為M M的的小車小車, ,小車左端靠在豎直墻壁上小車左端靠在豎直墻壁上, ,其左側半徑為其左側半徑為R R的四分之一圓弧軌道的四分之一圓弧軌道ABAB是是光滑的光滑的, ,軌道最低點軌道最低點B B與水平軌道與水平軌道BCBC相切相切,

11、,整個軌道處于同一豎直平面內整個軌道處于同一豎直平面內. .將將質量為質量為m m的物塊的物塊( (可視為質點可視為質點) )從從A A點無初速度釋放點無初速度釋放, ,物塊沿軌道滑行至軌道物塊沿軌道滑行至軌道末端末端C C處恰好沒有滑出處恰好沒有滑出. .重力加速度為重力加速度為g,g,空氣阻力可忽略不計空氣阻力可忽略不計. .關于物塊從關于物塊從A A位位置運動至置運動至C C位置的過程位置的過程, ,下列說法中正確的是下列說法中正確的是( ( ) )A.A.在這個過程中在這個過程中, ,小車和物塊構成的系統(tǒng)水平方向動量守恒小車和物塊構成的系統(tǒng)水平方向動量守恒B.B.在這個過程中在這個過程

12、中, ,物塊克服摩擦力所做的功為物塊克服摩擦力所做的功為mgRmgRC.C.在這個過程中在這個過程中, ,摩擦力對小車所做的功為摩擦力對小車所做的功為mgRmgRD.D.在這個過程中在這個過程中, ,由于摩擦生成的熱量為由于摩擦生成的熱量為D DmMgRmM易錯總結易錯總結: :利用動量守恒定律和能量關系解決問題利用動量守恒定律和能量關系解決問題, ,一定要把握好研究對一定要把握好研究對象象, ,有時是某個物體有時是某個物體, ,有時是幾個物體組成的系統(tǒng)有時是幾個物體組成的系統(tǒng), ,有時是以所有物體為整有時是以所有物體為整體研究體研究. .6.6.(2016(2016廣東深圳質檢廣東深圳質檢)

13、 )如圖所示如圖所示,AOB,AOB是光滑水平軌道是光滑水平軌道,BC,BC是半徑為是半徑為R R的光滑的光滑的的1/41/4固定圓弧軌道固定圓弧軌道, ,兩軌道恰好相切兩軌道恰好相切. .質量為質量為M M的小木塊靜止在的小木塊靜止在O O點點, ,一個質一個質量為量為m m的子彈以某一初速度水平向右快速射入小木塊內的子彈以某一初速度水平向右快速射入小木塊內, ,并留在其中和小木并留在其中和小木塊一起運動塊一起運動, ,且恰能到達圓弧軌道的最高點且恰能到達圓弧軌道的最高點C(C(木塊和子彈均可以看成質點木塊和子彈均可以看成質點).).已知已知R=0.4 m,m=1 kg,MR=0.4 m,m

14、=1 kg,M=10 kg.(=10 kg.(取取g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,結果保留兩位有效數(shù)字結果保留兩位有效數(shù)字) )(1)(1)求子彈射入木塊前的速度求子彈射入木塊前的速度v v0 0; ;答案答案: :(1)31 m/s(1)31 m/s(2)(2)若每當小木塊上升到圓弧并返回到若每當小木塊上升到圓弧并返回到O O點或靜止于點或靜止于O O點時點時, ,立即有相同的子立即有相同的子彈射入小木塊彈射入小木塊, ,并留在其中并留在其中. .則當?shù)趧t當?shù)? 3顆子彈射入小木塊后顆子彈射入小木塊后, ,木塊的速度多大木塊的速度多大? ?答案答案: :(2)2.4 m/s(2)

15、2.4 m/s易錯總結易錯總結: :木塊回到木塊回到O O點時點時, ,第二顆子彈射入第二顆子彈射入, ,由動量守恒可知由動量守恒可知, ,子彈打入木子彈打入木塊并留在其中后塊并留在其中后, ,木塊靜止于木塊靜止于O O點點; ;然后然后, ,第三顆子彈又射入并留在其中第三顆子彈又射入并留在其中, ,滿滿足足動量守恒動量守恒, ,以此類推以此類推, ,每當?shù)诿慨數(shù)?,4,62,4,6顆子彈射入后顆子彈射入后, ,木塊均靜止木塊均靜止; ;每當?shù)诿慨數(shù)?,3,51,3,5顆子彈射入后顆子彈射入后, ,木塊均共同向右運動木塊均共同向右運動, ,但由于質量的增加但由于質量的增加, ,使得勻使得勻速運

16、動的速度逐漸減小速運動的速度逐漸減小. .7.7.(2016(2016江西南昌模擬江西南昌模擬) )在光滑的冰面上放置一個截面為四分之一圓的半在光滑的冰面上放置一個截面為四分之一圓的半徑足夠大的光滑自由曲面徑足夠大的光滑自由曲面, ,一個坐在冰車上的小孩手扶小球靜止在冰面上一個坐在冰車上的小孩手扶小球靜止在冰面上. .某時刻小孩將小球以某時刻小孩將小球以v v0 0=2 m/s=2 m/s 的速度向曲面推出的速度向曲面推出( (如圖所示如圖所示).).已知小孩和已知小孩和冰車的總質量為冰車的總質量為m m1 1=40 kg,=40 kg,小球質量為小球質量為m m2 2=2 kg,=2 kg,

17、曲面質量為曲面質量為m m3 3=10 kg.=10 kg.試求試求小孩將球推出后還能否再接到球小孩將球推出后還能否再接到球, ,若能若能, ,則求出再接到球后人的速度則求出再接到球后人的速度, ,若不若不能能, ,則求出球再滑回水平面上的速度則求出球再滑回水平面上的速度. .易錯總結易錯總結: :整個過程中沒有摩擦力整個過程中沒有摩擦力, ,系統(tǒng)的動量守恒系統(tǒng)的動量守恒, ,根據(jù)動量守恒計算小根據(jù)動量守恒計算小球和人分開后的人的速度的大小球和人分開后的人的速度的大小, ,再根據(jù)動量守恒計算球和曲面作用之后再根據(jù)動量守恒計算球和曲面作用之后小球的速度小球的速度, ,比較兩個速度的大小比較兩個速

18、度的大小, ,即可判斷小球能否追上人即可判斷小球能否追上人, ,若能追上若能追上, ,就能接到球就能接到球, ,若不能追上若不能追上, ,就不能接到球就不能接到球. .熱點強化練熱點強化練熱點一動量守恒的判斷熱點一動量守恒的判斷1.1.(2016(2016甘肅蘭州質檢甘肅蘭州質檢)()(多選多選) )一只小船靜止在湖面上一只小船靜止在湖面上, ,一個人從小船的一個人從小船的一端走到另一端一端走到另一端, ,以下說法正確的是以下說法正確的是( (水的阻力不計水的阻力不計)()( ) )A.A.人受的沖量與船受的沖量相同人受的沖量與船受的沖量相同B.B.人向前走的速度一定大于小船后退的速度人向前走

19、的速度一定大于小船后退的速度C.C.當人停止走動時當人停止走動時, ,小船也停止后退小船也停止后退D.D.人向前走時人向前走時, ,人與船的總動量守恒人與船的總動量守恒CDCD解析解析: :由于人和船不受水的阻力由于人和船不受水的阻力, ,所受外力之和為零所受外力之和為零, ,故系統(tǒng)動量守恒故系統(tǒng)動量守恒. .當人的速度為零時當人的速度為零時, ,由動量守恒由動量守恒m m人人v v1 1=Mv=Mv2 2, ,可得船的速度也一定為零可得船的速度也一定為零, ,故故選項選項C,DC,D正確正確; ;由于不知小船和人的質量由于不知小船和人的質量, ,無法得出人和船的速度大小無法得出人和船的速度大

20、小關系關系, ,故選項故選項B B錯誤錯誤; ;由動量定理可知由動量定理可知I=mI=m人人v v1 1=Mv=Mv2 2, ,說明人和船的沖量大說明人和船的沖量大小相等小相等, ,但由于人和船的速度方向一定相反但由于人和船的速度方向一定相反, ,故沖量方向相反故沖量方向相反, ,沖量不沖量不相等相等, ,選項選項A A錯誤錯誤. .2.2.(2016(2016山東煙臺模擬山東煙臺模擬) )如圖所示如圖所示, ,光滑水平面上有一矩形長木板光滑水平面上有一矩形長木板, ,木板左木板左端放一小物塊端放一小物塊, ,已知木板質量大于物塊質量已知木板質量大于物塊質量,t=0,t=0時兩者從圖中位置以相

21、同時兩者從圖中位置以相同的水平速度的水平速度v v0 0向右運動向右運動, ,碰到右面的豎直擋板后木板以與原來等大反向的碰到右面的豎直擋板后木板以與原來等大反向的速度被反彈回來速度被反彈回來, ,運動過程中物塊一直未離開木板運動過程中物塊一直未離開木板, ,則關于物塊運動的速則關于物塊運動的速度度v v隨時間隨時間t t變化的圖像可能正確的是變化的圖像可能正確的是( ( ) )A A解析解析: :木板碰到擋板前木板碰到擋板前, ,物塊與木板一直做勻速運動物塊與木板一直做勻速運動, ,速度為速度為v v0 0; ;木板碰木板碰到擋板后到擋板后, ,物塊向右做勻減速運動物塊向右做勻減速運動, ,速

22、度減至零后向左做勻加速運動速度減至零后向左做勻加速運動, ,木板向左做勻減速運動木板向左做勻減速運動, ,最終兩者速度相同最終兩者速度相同, ,設為設為v,v,設木板的質量為設木板的質量為M,M,物塊的質量為物塊的質量為m,m,取向左為正方向取向左為正方向, ,則由動量守恒得則由動量守恒得MvMv0 0-mv-mv0 0=(M+m)v=(M+m)v, ,得得v= vv= v0 0vv0 0, ,故故A A正確正確. .MmMm3.3.(2016(2016上海徐匯區(qū)質檢上海徐匯區(qū)質檢)()(多選多選) )如圖為兩物體如圖為兩物體A,BA,B在沒有其他外力作用在沒有其他外力作用時時相互作用前后的相

23、互作用前后的v-v-t t圖像圖像, ,則由圖像可知則由圖像可知( ( ) )A.A,BA.A,B的質量之比為的質量之比為5353B.A,BB.A,B作用前后總動量守恒作用前后總動量守恒C.A,BC.A,B作用前后總動量不守恒作用前后總動量不守恒D.A,BD.A,B間相互作用力相同間相互作用力相同ABAB熱點二彈簧類問題中的動量守恒熱點二彈簧類問題中的動量守恒4.4.( (多選多選) )木塊木塊a a和和b b質量均為質量均為m,m,用一根輕彈簧連接起來用一根輕彈簧連接起來, ,放在光滑水平面放在光滑水平面上上,a,a緊靠在墻壁上緊靠在墻壁上, ,在在b b上施加向左的水平力使彈簧壓縮上施加向

24、左的水平力使彈簧壓縮, ,此時彈簧的彈性此時彈簧的彈性勢能為勢能為E Ep p, ,如圖所示如圖所示, ,當撤去外力后當撤去外力后, ,下列說法中正確的是下列說法中正確的是( ( ) )BCBC5.5.( (多選多選) )放在光滑水平面上的甲、乙兩小車中間夾了一壓縮輕質彈簧放在光滑水平面上的甲、乙兩小車中間夾了一壓縮輕質彈簧, ,但但不連接不連接, ,用兩手分別控制小車處于靜止狀態(tài)用兩手分別控制小車處于靜止狀態(tài), ,下面說法中正確的是下面說法中正確的是( ( ) )A.A.兩手同時放開后兩手同時放開后, ,兩車的總動量為零兩車的總動量為零B.B.先放開右手先放開右手, ,后放開左手后放開左手,

25、 ,兩車的總動量向右兩車的總動量向右C.C.先放開左手先放開左手, ,后放開右手后放開右手, ,兩車的總動量向右兩車的總動量向右D.D.兩手同時放開兩手同時放開, ,兩車總動量守恒兩車總動量守恒; ;兩手放開有先后兩手放開有先后, ,兩車總動量不守恒兩車總動量不守恒ABD ABD 解析解析: :兩手同時放開時兩手同時放開時, ,系統(tǒng)的合外力為零系統(tǒng)的合外力為零, ,所以系統(tǒng)的動量守恒所以系統(tǒng)的動量守恒, ,又因又因為開始時總動量為零為開始時總動量為零, ,選項選項A A正確正確; ;先放開右手先放開右手, ,右邊的小車向右運動右邊的小車向右運動, ,再放開左手時再放開左手時, ,系統(tǒng)的總動量向右系統(tǒng)的總動量向右, ,且以后保持系統(tǒng)的動量守恒且以后保持系統(tǒng)的動量守恒, ,則選則選項項B B正確正確; ;同理若先放開左手同理若先放開左手, ,后放開右手后放開右手, ,兩車的總動量向左兩車的總動量向左, ,選項選項C C錯錯誤誤; ;當兩手同時放開當兩手同時放開, ,兩車的總動量為零且守恒兩車的總動量為零且守恒, ,兩手放開有先后兩手放開有先后, ,則兩則兩車總動量不守恒車總動量不守恒, ,選項選項D D正確正確. .熱點三動量守恒定律和能量關系的綜合應用熱點三動量守恒定律和能量