重难点11碰撞中的动量守恒- 学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷练习题

重难点11碰撞中的动量守恒

1．质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车的上表面和圆弧的轨道均光滑。如图所示，一个质量为m的小球以速度v0水平冲向小车，当小球返回左端脱离小车时，下列说法中正确的是（　　）

A．整个过程中，m和M组成的系统的动量守恒

B．如果 m>M，小球脱离小车后，做自由落体运动

C．如果 m>M，小球脱离小车后，沿水平方向向右做平抛运动

D．如果 m<M，小球脱离小车后，沿水平方向向右做平抛运动

2．弹玻璃球是小朋友经常玩的一个游戏，小华在光滑水平桌面上用一个质量为3m的绿色弹珠以某一速度与前方静止的质量为m的黄色弹珠发生弹性正碰，已知碰撞前绿色弹珠的动能为E，碰撞之后黄色弹珠的动能为（　　）

A． B． C． D．

3．如图所示，光滑水平地面上有两个小球甲和乙，质量分别是m和km，现让甲以初速度v0向右运动并与乙（静止）发生碰撞，碰后乙的速度为 ，若碰后甲、乙同向运动，则k的值不可能是（　　）

A． B．

C． D．

4．如图，光滑水平面上置有质量分别为mA=6kg和mB=2kg的物块A、B，两物块间用劲度系数k=200N/m的轻质弹簧相连，其中A紧靠竖直墙壁，弹簧处于原长。已知弹簧振子的周期公式为，其中k为弹簧劲度系数，m为振子质量。现用水平向左的力F缓慢推动物块B，到达某一位置时保持静止，此过程力F做的功为25J；瞬间撤去推力F，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧第一次恢复原长过程中，物块A、B及弹簧组成的系统机械能和动量都守恒

B．弹簧第一次恢复原长过程中，墙壁对物块A的冲量为30N·s

C．弹簧第一次恢复原长过程中，弹簧对B的平均作用力大小为

D．在撤去推力F后的运动过程中，物块A的最大速度为2.5m/s

5．如图甲所示，在光滑水平面上的轻质弹簧一端固定，物体A以速度vo向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x；现让该弹簧一端连接另一质量为m的物体B（如图乙所示），静止在光滑水平面上。物体A以2vo的速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，已知整个过程弹簧处于弹性限度内，则（　　）

A．物体A的质量为6m

B．物体A的质量为3m

C．弹簧压缩量为最大值x时的弹性势能为

D．弹簧重新恢复原长时，物体B的动量大小为

6．如图所示，质量为的光滑四分之一圆弧形曲面体AB静止在光滑的水平地面上，其半径为，有一质量为的小钢球，静止放置于轻质弹簧左端。弹簧与小球不拴接，其右侧固定在墙上。开始弹簧处于压缩状态并用细线锁定，此时弹簧储存的弹性势能为25J。解除锁定后，小球被弹簧弹出冲上曲面体，并能从曲面体的最高点B点冲出，小球可视为质点，小球和弹簧作用过程中无机械能损失，不计空气阻力，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．小球离开曲面体最高点后做竖直上抛运动

B．小球第一次冲出曲面体后能达到的最大离地高度为4m

C．从小球第一次经过B点至第二次经过B点的时间内，曲面体向左运动了3.2m

D．小球第二次经过A点时，曲面体的速度大小为4m/s

7．如图所示，质量为M、长度为L的长木板，静止放置在光滑的水平地面上，一质量为m的物块（可视为质点）以某一水平初速度从左端冲上木板，最终二者以速度v一起匀速运动，物块与长木板间的动摩擦因数为，重力加速度为g。整个过程中系统产生的内能和损失的机械能分别为Q和，下列关系式中正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

8．如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点已知小车质量M=4m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（　　）

A．全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L

B．小车在运动过程中速度的最大值为

C．全过程小车相对地面的位移大小为

D．、L、R三者之间的关系为R=L

9．如图所示，用长为l的轻绳悬挂一质量为M的沙箱，沙箱静止。一质量为m的弹丸以速度v水平射入沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度，不计空气阻力。对子弹射向沙箱到与其共同摆过一小角度的过程，下列说法正确的是（　　）

A．若保持m、v、l不变，M变大，则系统损失的机械能变小

B．若保持M、v、l不变，m变大，则系统损失的机械能变小

C．若保持M、m、l不变，v变大，则系统损失的机械能变大

D．若保持M、m、v不变，l变大，则系统损失的机械能不变

10．如图所示，内有光滑半圆形轨道、质量为M的滑块静止在光滑的水平地面上，其水平直径BD长度为2r。一个铁桩固定在地面上，滑块左侧紧靠在铁桩上。滑块内圆轨道的左端点B的正上方高度h处有一点A，现将质量为m的小球（可以视为质点）从A点由静止释放，然后经过半圆轨道的B、C、D点后冲出（C点为圆轨道的最低点）。已知当地重力加速度为g，空气阻力忽略不计。

(1)求小球到达C点时的速度大小；

(2)求小球第一次冲出D点后，能够上升的最大高度；

(3)如果没有滑块左侧的铁桩，求小球第二次冲出D点并到达最高点时，小球与初位置A点的水平距离。

11．如图所示，一质量m1=1.0kg足够长的长木板静止在粗糙的水平地面上，左端放一质量m2=2.0kg的滑块，在滑块正上方的O点用长L=0.9m的轻质细绳悬挂质量m3=2.0kg的小球。现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向成θ=60°角的位置由静止释放，小球摆到最低点与滑块发生弹性碰撞。已知滑块与长木板间的动摩擦因数1=0.2，地面与长木板间的动摩擦因数2=0.05，重力加速度g取10 m/s2。求：

(1)小球与滑块碰撞前对绳子的拉力以及碰撞后滑块的速度；

(2)求滑块在长木板上留下的划痕长。

12．如图，光滑水平轨道上放置长为L 的长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块C 距A的右端距离为1m，有一滑块B（可看为质点）以水平速度v0滑上A的上表面并带动A滑动，当A刚要与C相撞时，恰好A、B达到了共同速度，A与C碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间后，B恰好运动到A的最右端没有掉下来，之后A与C的距离不再变化。已知A、B、C质量分别为 mA=1kg，mB=2kg，mC=1kg，B与A 间的动摩擦因数µ=0.625， g=10m/s2。求：

(1)B 滑上上表面时速度v0的大小；

(2)A与C碰撞后的瞬间A的速度大小；

(3)板A的长度L。

13．如图所示，质量为m=1.0kg的铁块与轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在光滑斜面底端固定的挡板上，斜面倾角θ=30°，铁块静止时，弹簧的压缩量x0=0.30m。一质量也为m=1.0kg的物块从斜面上距离铁块d=0.90m的A处由静止释放，物块与铁块相撞后立刻与铁块一起沿斜面向下运动（碰撞时间极短，物块与铁块不粘连），它们到达最低点后又沿斜面向上运动，且它们恰能回到O点。若给物块v0=4.0m/s的初速度，仍从A处沿斜面滑下，则最终物块与铁块回到O点时，还具有向上的速度。物块与铁块均可看作质点，取g=10m/s2，求：

(1)第一种情形中物块与铁块相撞后一起开始沿斜面向下运动的速度大小；

(2)第二种情形中物块与铁块回到O点时的速度大小。

14．如图所示，质量为的工件带有半径的光滑圆弧轨道，静止在光滑水平地面上，B为轨道的最低点，B点距地面高度。质量为的物块（可视为质点）从圆弧最高点A由静止释放，经B点后滑离工件，取。求：

(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力；

(2)物块落地时距工件初始静止时右端位置的水平距离。

15．如图所示，一长为L的平板车静止在光滑水平面上，质量M=0.1kg，车右侧有一光滑固定轨道ABC，水平部分AB与平板车上表面等高，竖直部分BC为半径R=0.08m的半圆，B为两部分的切点。质量m=0.2kg的小物块以一定速度从最左端滑上平板车，到车最右端时恰好与车相对静止，并一起向右运动抵达轨道A端，小物块滑上轨道并恰好能过最高点C，之后直接落在A点。小物块与平板车的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2.。求：

(1)AB部分长度x；

(2)平板车长度L。

16．如图，物块A放在足够长木板C的左端，物块B放在木板上物块A的右侧某位置，A、B的质量分别为mA=4kg和mB=2kg，两物块可视为质点，木板C静止在水平面上，木板质量mC=2kg，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.4，木板与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.1。T=0时刻给物块A一个水平向右的初速度v0=4m/s，经过0.5s，A、B发生碰撞，且碰撞时间极短，碰撞过程中损失的机械能为∆E=0.5J。滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g=10m/s2，求：

(1)t=0时刻A、B两物块间的距离L；

(2)总共产生的摩擦热Q；

(3)木板向右运动的总位移。

17．如图所示，光滑水平面上放置长木板和滑块，滑块置于的左端，二者间的动摩擦因数，、和质量分别为，。开始时静止，、一起以的速度匀速向右运动，与发生弹性碰撞，经过一段时间，恰好停在的右端，。求：

(1)与发生碰撞后的瞬间、的速度；

(2)、碰撞后至停在的右端过程，的右端与的最大距离。

18．如图所示，高空杂技表演中，表演员甲、乙均在竖直面内运动。甲身上牢系轻质吊带，从点A出发，摆至悬点正下方点B；乙被从地面上点D以初速度向斜左上方抛出，点B恰好为她做斜抛运动的最高点；甲、乙同时到达点B，在很短时间内，甲、乙安全碰撞组合成一个整体，一起摆至右侧最高点C着岸。已知甲、乙的质量分别为、，BC、BD点位间的竖直高度分别为、，吊带长，整个过程中吊带处于绷直状态，空气阻力忽略不计，重力加速度，求：

(1)甲刚摆至点B时的速度；

(2)为确保演出安全，吊带所能承受的拉力不得小于多少。

19．如图所示，半径为R1=1.8m的光滑圆弧轨道AB与半径为R2=0.8m的两个光滑圆弧空心管轨道BCD平滑连接并固定在竖直面内，光滑水平地面上紧靠管口有一质量为M=0.6kg的静止木板，木板上表面正好与管口底部相切，且处在同一水平线上。将一质量为m1=0.1kg的物块从A处由静止释放，与静止于B处的质量为m2=0.2kg的物块碰撞后合为一个整体，并从D处滑上木板，两物块未从木板上滑下。已知两物块与木板间的动摩擦因数均为=0.4，两物块均可视为质点空心管粗细不计，取重力加速度g=10m/s2。求：

(1)物块m1与物块m2碰撞后刚进入BC轨道时，轨道对其作用力的大小；

(2)木板至少多长；

(3)全过程整个系统损失的机械能。

20．如图所示，高的平板C右端固定有竖直挡板，置于水平面上，平板上放置两小物块A、B，A、B间有一被压缩的劲度系数足够大的轻弹簧，A置于平板左端，B与C右端挡板的距离，A、B、C的质量均为。某时刻，将压缩的弹簧由静止释放，使A、B瞬间分离，A水平向左抛出，落地时距离C左端，B运动到C右端与挡板发生弹性碰撞。已知B与C、C与水平面间的动摩擦因数均为，取，求：

(1)弹簧释放前瞬间的弹性势能；

(2)B与C发生弹性碰撞后瞬间C的速度大小；

(3)整个过程中C滑动的距离s。