高考物理总复习必考部分专题七碰撞与动量守恒习题市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

专题七碰撞与动量守恒考点一动量、动量定理、动量守恒定律
1.(课标Ⅰ,14,6分)将质量为1.00kg模型火箭点火升空,50g燃烧燃气以大小为600m/s速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后瞬间,火箭动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略) ()
A.30kg·m/s
B.5.7×102kg·m/s
C.6.0×102kg·m/s
D.6.3×102kg·m/s答案A本题考查动量守恒定律。因为喷出过程中重力和空气阻力可忽略,则模型火箭与燃气组成系统动量守恒。燃气喷出前系统静止,总动量为零,故喷出后瞬间火箭动量与喷出燃气动量等值反向,可得火箭动量大小等于燃气动量大小,则|p火|=|p气|=m气v气=0.05kg×600m/s=30kg·m/s,A正确。2.[课标Ⅰ,35(2),10分]某游乐园入口旁有一喷泉,喷出水柱将一质量为M卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S喷口连续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水速度变为零,在水平方向朝四面均匀散开。忽略空气阻力。已知水密度为ρ,重力加速度大小为g。求
(ⅰ)喷泉单位时间内喷出水质量;
(ⅱ)玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口高度。解析(ⅰ)设Δt时间内,从喷口喷出水体积为ΔV,质量为Δm,则
Δm=ρΔV ①
ΔV=v0SΔt ②
由①②式得,单位时间内从喷口喷出水质量为
 =ρv0S ③
(ⅱ)设玩具悬停时其底面相对于喷口高度为h,水从喷口喷出后抵达玩具底面时速度大小为v。对于Δt时间内喷出水,由能量守恒得
 (Δm)v2+(Δm)gh= (Δm)  ④
在h高度处,Δt时间内喷射到玩具底面水沿竖直方向动量改变量大小为
Δp=(Δm)v ⑤
设水对玩具作用力大小为F,依据动量定理有
FΔt=Δp ⑥
因为玩具在空中悬停,由力平衡条件得
F=Mg ⑦联立③④⑤⑥⑦式得
h= -  ⑧3.[课标Ⅱ,35(2),10分]如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上小孩和其面前冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升最大高度为h=0.3m(h小于斜面体高度)。已知小孩与滑板总质量为m1=30kg,冰块质量为m2=10kg,小孩与滑板一直无相对运动。取重力加速度大小g=10m/s2。
(ⅰ)求斜面体质量;
(ⅱ)经过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?
 解析(ⅰ)要求向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时二者到达共同速度,设此共同速度为v,斜面体质量为m3。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得
m2v20=(m2+m3)v ①
 m2 = (m2+m3)v2+m2gh ②
式中v20=-3m/s为冰块推出时速度。联立①②式并代入题给数据得
m3=20kg③
(ⅱ)设小孩推出冰块后速度为v1,由动量守恒定律有
m1v1+m2v20=0 ④
代入数据得
v1=1m/s⑤
设冰块与斜面体分离后速度分别为v2和v3,由动量守恒和机械能守恒定律有
m2v20=m2v2+m3v3 ⑥
 m2 = m2 + m3  ⑦
联立③⑥⑦式并代入数据得v2=1m/s⑧
因为冰块与斜面体分离后速度与小孩推出冰块后速度相同且处于后方,故冰块不能追上小孩。考点二碰撞、动量和能量综合
4.(纲领全国,21,6分)一中子与一质量数为A(A>1)原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子速率之比为 ()
A. B. 
C. D. 延伸拓展

“运动小球与静止小球发生弹性碰撞”模型
方程:m1v0=m1v1'+m2v2'
 m = m1v + m2v 
结论v1'= v0
v2'= v0
本题型结论要熟记。5.[课标Ⅲ,35(2),10分]如图,水平地面上有两个静止小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a质量为m,b质量为 m。两物块与地面间动摩擦因数均相同。现
使a以初速度v0向右滑动。今后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞。重力加速度大小为g。求物块与地面间动摩擦因数满足条件。
 解析设物块与地面间动摩擦因数为μ。若要物块a、b能够发生碰撞,应有
 m >μmgl ①
即μ<  ②
设在a、b发生弹性碰撞前瞬间,a速度大小为v1。由能量守恒有
 m = m +μmgl ③
设在a、b碰撞后瞬间,a、b速度大小分别为v1'、v2',由动量守恒和能量守恒有
mv1=mv1'+ v2' ④
 m = mv +  v  ⑤
联立④⑤式解得v2'= v1 ⑥
由题意,b没有与墙发生碰撞,由功效关系可知
  v ≤μ gl ⑦
联立③⑥⑦式,可得μ≥  ⑧
联立②⑧式,a与b发生碰撞,但b