2019年高考物理大二轮复习 专题二 能量与动量 专题跟踪训练7 碰撞与动量守恒.doc

8专题跟踪训练(七)碰撞与动量守恒一、选择题1．(2017·全国卷Ⅰ)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A．30kg·m/sB．5.7×102kg·m/sC．6.0×102kg·m/sD．6.3×102kg·m/s[解析]燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050kg×600m/s＝30kg·m/s，选项A正确．[答案]A2.(2017·全国卷Ⅲ)(多选)一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则()A．t＝1s时物块的速率为1m/sB．t＝2s时物块的动量大小为4kg·m/sC．t＝3s时物块的动量大小为5kg·m/sD．t＝4s时物块的速度为零[解析]根据F－t图线与时间轴围成的面积的物理意义为合外力F的冲量，可知在0～1s、0～2s、0～3s、0～4s内合外力冲量分别为2N·s、4N·s、3N·s、2N·s，应用动量定理I＝mΔv可知物块在1s、2s、3s、4s末的速率分别为1m/s、2m/s、1.5m/s、1m/s，物块在这些时刻的动量大小分别为2kg·m/s、4kg·m/s、3kg·m/s、2kg·m/s，则A、B项均正确，C、D项均错误．[答案]AB3．(多选)在光滑水平面上，一质量为m的小球1以速度v0与静止的小球2发生正碰，碰后小球2的速度是eq\f(1,3)v0.小球2的质量可能是()A．mB．3mC．5mD．7m[解析]由动量守恒知mv0＝mv1＋m2·eq\f(v0,3)，分两种极端情况讨论：①完全非弹性碰撞，能量损失最多，即v1＝eq\f(v0,3)，得m2＝2m；②弹性碰撞，没有能量损失，即eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)，联立解得v2＝eq\f(2m,m＋m2)v0，又v2＝eq\f(v0,3)，故m2＝5m；综合得2m≤m2≤5m，选项B、C正确．[答案]BC4．(2018·石家庄质检二)(多选)如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m的小木块，现使木箱瞬间获得一个水平向左的初速度v0，下列说法正确的是()A．最终小木块和木箱都将静止B．最终小木块和木箱组成的系统损失的机械能为eq\f(Mv\o\al(2,0),2)－eq\f(Mv02,2M＋m)C．木箱速度为eq\f(v0,3)时，小木块的速度为eq\f(2Mv0,3m)D．最终小木块的速度为eq\f(Mv0,m)[解析]由题意知，木箱及小木块组成的系统动量守恒，最终木箱和小木块共速，Mv0＝(M＋m)v，故v＝eq\f(Mv0,M＋m)，A、D项错误；系统损失的机械能ΔE＝eq\f(Mv\o\al(2,0),2)－eq\f(M＋mv2,2)＝eq\f(Mv\o\al(2,0),2)－eq\f(Mv02,2M＋m)，故B项正确；由动量守恒定律知，Mv0＝eq\f(Mv0,3)＋mv′，故v′＝eq\f(2Mv0,3m)，C项正确．[答案]BC5．(2018·河北六校联考)(多选)如图所示，质量为m的子弹水平射入质量为M、放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程中木块动能增加了5J，那么此过程中系统产生的内能可能为()A．16JB．11.2JC．4.8JD．3.4J[解析]解法一：设子弹的初速度为v0，与木块的共同速度为v，则由动量守恒定律有mv0＝(M＋m)v；系统产生的内能Q＝fd＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(m＋M)v2，木块得到的动能为Ek1＝fs＝eq\f(1,2)Mv2，其中，f为子弹与木块间的摩擦力，d为子弹在木块内运动的位移，s为木块相对于地面运动的位移，变形可得Q＝eq\f(M＋m,m)Ek1>Ek1，故选项A、B正确．解法二：本题也可用图象法，画出子弹和木块的v－t图象如图所示，根据v－t图象与坐标轴所围面积表示位移，△OAt的面积表示木块的位移s，△OAv0的面积表示子弹相对木块的位移d，系统产生的内能Q＝fd，木块得到的动能Ek1＝fs，从图象中很明显可以看出d>s，故系统产生的内能大于木块得到的动能．[答案]AB6．一位质