7.4 动量和能量观点的综合应用（碰撞问题二）过关检测-2022届高考物理一轮复习

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7.4动量和能量观点的综合应用（碰撞问题二）1．如图所示，两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动，它们的质量分别为mA=4kg，mB=2kg，速度分别是vA=3m/s（设为正方向），vB=-3m/s则它们发生正碰后，速度的可能值分别为（　　）A．vA′=-1m/s，vB′=5m/s B．vA′=5m/s，vB′=-7m/sC．vA′=2m/s，vB′=-1m/s D．vA′=-1m/s，vB′=-5m/s2．在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动，在小球A的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图所示，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点处的竖直墙壁弹回后与小球A在P点相遇，已知PQ=1.5PO。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性碰撞，两球均可视为质点，则A、B两小球质量之比为（　　）A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶13．如图甲所示，光滑水平面上有A、B两物块，已知A物块的质量，初始时刻B静止，A以一定的初速度向右运动，之后与B发生碰撞并一起运动，它们的位移—时间图象如图乙所示（规定向右为位移的正方向，因A、B碰撞时间极短，图中无法显示）则根据上述信息，求出在A、B碰撞过程中的物理量是正确的是（ 　　） A．物块A对B的冲量为15N·s B．物块B的动量变化量为kg·m/sC．物块A、B间的平均作用力大小为300N D．A、B系统损失的机械能为8J4．如图1所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。t=0时，乙球以6m/s的初速度向静止的甲球运动。之后，它们仅在电场力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触）。它们运动的v-t图像分别如图2中甲、乙两曲线所示。由图线可知（　　）A．乙球的质量是甲球质量的2倍B．t1时刻两球相距最近且速度方向相反C．t2时刻，甲球的速度为3m/sD．0~t3时间内，两球间的电势能先减小后增大5．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为h处自由落下，h远大于两小球半径，落地瞬间，B先与地面碰撞，后与A碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m2＝3m1，则A反弹后能达到的高度为（　　）A．h B．2h C．3h D．4h6．在光滑的水平面上，质量为的小球以速率向右运动。在小球的正前方有一质量为的小球 处于静止状态，如图所示。小球与小球发生弹性碰撞后，均向右运动，且碰后的速度大小之比为1∶4，则两小球质量之比为（　　）A．1∶2 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶37．某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练。某次训练中，蓝色冰壶静止在圆形区域内。运动员用质量相等的红色冰壶撞击蓝色冰壶，红、蓝两只冰壶发生正碰，如图所示。若碰撞前后两壶的v-t图像如图所示，则（　　）A．两只冰壶发生碰撞过程中机械能守恒B．碰撞后，蓝色冰壶受到的滑动摩擦力较大C．碰撞后，蓝色冰壶经过5s停止运动D．碰撞后，两壶相距的最远距离为1.2m8．在足够长的光滑水平面上，物块位于同一直线上，A位于之间，A的质量为m,的质量都为M，且，如图所示.若开始时三者均处于静止状态，现给A一向右的冲量I，物块间的碰撞都可以看作是弹性碰撞，关于A与间发生碰撞的分析正确的是（　　）A．物块A与之间只能各发生一次碰撞B．物块之间只能发生一次碰撞，之间可以发生两次碰撞C．物块之间只能发生一次碰撞，之间可以发生两次碰撞D．物块第一次碰撞后，物块C速度大小为9．如图所示，光滑水平面上，两个不同材料制成的大小相同的A、B两球在同一直线上运动。A球质量为B球质量的3倍，规定向右为正方向，初始时两球的动量均为12kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量变化量为6kg·m/s，则下列说法正确的是（　　）A．左方是A球，右方是B球B．左方是B球，右方是A球C．A球碰撞后的速度与碰撞前的速度大小之比为3∶2D．B球碰撞后的速度与碰撞前的速度大小之比为3∶210．A、B两球在光滑水平轨道上同向运动，A球的动量是7kg•m/s，B球的动量是9kg•m/s，当A球追上B球时发生碰撞，碰撞后两球继续同向运动且不发生二次碰撞，若碰撞后B球的动量变为12kg•m/s，则两球质量mA、mB的关系可能是（　　）A．mB=1.5mA B．mB=2.5mAC．mB=3mA D．mB=4mA11．竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为m的钢板连接，钢板处于静止状态。一个质量也为m的物块从钢板正上方h处的P点自由落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动后到达最低点Q。下列说法正确的是（　　）A．物块与钢板碰后的速度为B．物块与钢板碰后的速度为C．从P到Q的过程中，弹簧弹性势能的增加量为D．从P到Q的过程中，物块、钢板与弹簧组成的系统机械能守恒12．某校一学习小组为了研究路面状况与物体滑行距离之间的关系，做了模拟实验．他们用底部贴有轮胎材料的小物块A、B在冰面上做实验，A的质量是B的4倍，先使B静止，A在距B为L处，以速度v0滑向B。实验结果如下：在第一次做实验时，A恰好未撞到B；在第二次做实验时，A、B仍相距L，A以速度2v0滑向静止的B，A撞到B后又一起滑行了一段距离后停止。以下说法正确的是（　　）A．A、B碰撞前后瞬间，A的速度之比为5∶4B．在第二次做实验时，A、B碰撞前瞬间，A的速度为v0C．在第二次做实验时，A的初动能等于A、B系统克服摩擦力做的功D．A与B碰撞后，A、B共同滑行的距离为L13．如图，在水平地面上有A、B两个物体，质量分别为mA=2kg，mB=1kg，A、B相距s=9.5m，A以v0=10m/s的初速度向静止的B运动，与B发生正碰，分开后仍沿原来方向运动，A、B均停止运动时相距=19.5m。已知A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，取g=10m/s2求：（1）相碰前A的速度大小（2）碰撞过程中的能量损失14．小球A系在细线一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B的质量是小球A的5倍，置于粗糙的水平面上且于O点正下方，B与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球A使线水平伸直，A由静止开始释放，运动到最低点时与B发生正碰（碰撞时间极短，A未接触水平面），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。A与B均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g。(1)小球A与物块B的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？若是非弹性的，请计算A、B组成的系统因碰撞而损失的机械能；(2)求B在水平面上滑行的时间。15．如图所示，一质量的滑块（可视为质点）静止于水平轨道上的A点。现对滑块施加一恒定的水平外力，使其向右运动，经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数。已知轨道的长度，半径和竖直方向的夹角，圆形轨道的半径，物块与水平轨道间的动摩擦因数均为，空气阻力可忽略，重力加速度，，。(1)求滑块运动到C点时速度的大小；(2)求水平外力作用在滑块上的位移s；(3)若紧挨着D点右侧放置质量也是m的另一滑块，两滑块最终静止时的距离。求碰撞时损失的机械能。                    参考答案1．A  2．B  3．C  4．C  5．D  6．B  7．C  8．A  9．BC  10．BC  11．AC  12．AD13．（1）v=9m/s；（2）=24J【解析】（1）设A、B相碰前A的速度大小为v，由动能定理代入数据解得v=9m/s（2）设A、B相碰后A、B的速度大小分别为vA、vB。A、B相碰，动量守恒设A、B相碰后到停止运动所通过的位移分别为sA、sB。由动能定理：对A对B（此步用匀变速直线运动的规律求解也可）依题意m联立解得vA=5m/s，vB=8m/sA、B碰撞过程中的能量损失联立得=24J14．(1)非弹性碰撞，；(2)【解析】(1)设A的质量为m，则B的质量为5m。A下摆，与B碰前瞬间的速度大小为v0，由机械能守恒，有与B碰后瞬间，A反弹的速度大小为vAA与B碰：取向右为正方向，由动量守恒定律，有解得碰前瞬间系统总动能碰后瞬间系统总动能因为则是非弹性碰撞。系统因碰撞而损失的机械能为(2)B在水平面上滑行，由动量定理，有联立得15．(1)；(2)；(3)【解析】(1)滑块经过D点，根据牛顿运动定律得解得由C运动到D，滑块机械能守恒，有解得滑块运动到C点时速度(2)由平抛运动知识可得滑块经过B点的速度为设水平外力作用位移为s，根据动能定理，滑块从A到B的过程中，有解得水平外力作用在滑块上的位移(3)滑块碰撞过程动量守恒，设碰撞后前后两滑块速度分别为、，则有由于要满足能量守恒，滑块碰撞后的速度、一定要同方向，上式中的减号不存在。滑块碰撞后做匀减速运动，加速度大小均为滑行的距离为根据题意可得代入数据解得则碰撞中损失的机械能为解得碰撞时损失的机械能