（三年模拟精选）高考物理 专题十七 碰撞与动量守恒（全国通用）-人教版高三全册物理试题.doc

【大高考】（三年模拟精选）2016届高考物理专题十七碰撞与动量守恒（全国通用）

A组基础训练
一、选择题
1．(2015·福建福州一模)如图所示，光滑的水平面上，小球A以速度v0向右运动 时与静止的小球B发生对心正碰,碰后A球的速率为eq\f(v0,3)，B球的速率为eq\f(v0,2)，A、 B两球的质量之比为()

A．3∶8 B．3∶5
C．2∶3 D．4∶3
解析碰撞瞬间动量守恒,规定向右为正方向，则有mAv0＝±mAeq\f(v0,3)＋mBeq\f(v0,2)，解 得：eq\f(mA,mB)＝eq\f(3,8)或eq\f(mA,mB)＝eq\f(3,4)，所以A正确．
答案A
二、非选择题
2．(2015·湖北六校调考)如图所示,一质量为eq\f(m,3)的人站在质量为m的小船甲上，以 速度v0在水面上向右运动.另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来， 两船在一条直线上运动．为避免两船相撞，人从甲船以一定的速率水平向右 跃到乙船上，求：为能避免两船相撞，人水平跳出时相对于地面的速率至少 多大？

解析速度v最小的条件是人跳上乙船稳定后两船的速度相等，以甲船的初 速度方向为正方向，以甲船和人组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得 (m＋eq\f(1,3)m)v0＝mv船＋eq\f(1,3)mv
以乙船与人组成的系统为研究对象，以人的速度方向为正方向
由动量守恒定律得－mv0＋eq\f(1,3)mv＝(m＋eq\f(1,3)m)v船
解得v＝eq\f(25,7)v0
答案eq\f(25,7)v0
3．(2015·河北邢台摸底)如图所示，质量为M＝50g的木块用长为L＝1m的轻绳 悬挂于O点,质量为m＝10g的子弹以速度v1＝500m/s向左水平穿过木块后， 速度变成v2＝490m/s，该过程历时极短可忽略不计，之后木块在竖直面内摆 起来，经时间t＝0.6s摆到最高点，不计空气阻力，重力加速度为g＝10m/s2. 试求：

(1)子弹穿过木块过程中，木块所受冲量大小；
(2)子弹穿过木块的过程，系统增加的热量Q.
解析(1)子弹穿过木块的瞬间子弹和木块构成的系统动量守恒，假设子弹穿 过木块后木块具有的瞬时速度为v，则有
mv1＝Mv＋mv2
解得v＝2m/s
由动量定理得I＝Mv－0＝0.1N·s
(2)子弹穿过木块的瞬间子弹和木块构成的系统动量守恒，假设子弹穿过木块 后木块具有的瞬时速度为v，则有mv1＝Mv＋mv2①
由能量守恒可知，系统损失的机械能等于系统增加的热量，即
eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)Mv2＝Q②
联立①②解得Q＝49.4J
答案(1)0.1N·s(2)49.4J
4．(2015·中原名校、豫南九校一模)如图所示,一质量M＝4kg的小车左端放有一 质量m＝1kg的铁块,它们以大小v0＝4m/s的共同速度沿光滑水平面向竖直 墙运动，车与墙碰撞的时间t＝0.01s，不计碰撞时机械能的损失，且不计在 该时间内铁块速度的变化．铁块与小车之间的动摩擦因数μ＝0.5，车长L足 够长，铁块不会到达车的右端，最终小车与铁块相对静止．求：

(1)车与墙碰撞的平均作用力的大小F；
(2)整个过程中因摩擦产生的热量Q.
解析(1)车与墙碰后瞬间,小车的速度向左，大小为v0，故由动量定理得Ft ＝2Mv0
解得F＝3200N
(2)车与墙碰后瞬间，铁块的速度未变，其大小仍是v0，方向向右，根据动量 守恒定律知，小车与铁块相对静止时的共同速度必向左，设为v，则有Mv0 －mv0＝(M＋m)v
根据能量守恒定律，有Q＝eq\f(1,2)(M＋m)veq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(m＋M)v2
解得Q＝25.6J
答案(1)3200N(2)25.6J
5．(2015·湖南永州联考)如图所示,在光滑水平面上物块A处于静止状态，A的质 量为1kg.某时刻一质量为m0＝0.2kg的子弹以v0＝60m/s的初速度水平射向 物块A，从A中穿出时子弹的速率是20m/s.求：

(1)子弹穿出后物块A的速度大小；
(2)在穿出过程中系统损失的机械能．
解析(1)子弹跟A作用，动量守恒mv0＝m0v1＋mAvA
得vA＝8m/s
(2)在此过程中子弹和木块A组成的系统损失的机械能为ΔE，
ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)m0veq\o\al(2,1)－eq