高考物理答题模板《碰撞》高频考点特训(2017年练习版)(三)

时间:2017-03-05 17:44:06

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1、填空题  甲、乙两辆完全一样的小车处于光滑水平面上,质量都是M,乙车内用绳吊一质量为0.5M的小球。当乙车静止时,甲车以速度v与乙车相碰,碰后连为一体,则刚碰后瞬间两车的共同速度为_____________。


参考答案:


本题解析:


本题难度:一般



2、计算题  (附加题)
如图所示,质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并排悬挂。现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=60°的位置自由释放,下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场。已知由于磁场的阻尼作用,金属球将于再次碰撞前停在最低点处。求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于45°。



参考答案:解:设小球m的摆线长度为l,小球m在下落过程中与M相碰之前满足机械能守恒:

m和M碰撞过程满足:

联立②③得:
说明小球被反弹,而后小球又以反弹速度和小球M发生碰撞,满足:
?⑤
?⑥
解得:
整理得:
所以:
而偏离方向为45°的临界速度满足:
联立①⑨⑩代入数据解得,当n=2时,
当n=3时,
所以最多碰撞3次


本题解析:


本题难度:困难



3、计算题  如图所示,1和2是放在水平地面上的两个小物块(可视为质点),与地面的滑动摩擦因数相同,两物块间的距离d=170 m ,它们的质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg。现令它们分别以初速度v1=10 m/s和v2=2 m/s相向运动,经过时间t=20 s,两物块相碰,碰撞时间极短,碰后两者粘在一起运动。求:
(1)两物块相碰前瞬间的速度大小;
(2)从刚碰后到停止运动过程中损失的机械能。


参考答案:解:(1)因为两物块始终作减速运动,有可能出现在相碰前有物块停止运动,故应进行讨论。先假定在时间t内,都未停下。以a表示此加速度的大小,现分别以s1和s2表示它们走的路程,则有
?①, ②,
解①②③三式并代入有关数据得 ④   
经过时间t,两物块的速度分别为 ⑤, ⑥  
V2"为负值是不合理的,因为物块是在摩擦力作用下作减速运动,当速度减少至零时,摩擦力消失,加速度不复存在,v2"不可为负。V2"为负,表明物块2经历的时间小于t时已经停止运动。在时间t内,物块2停止运动前滑行的路程应是 ⑦   
解①③⑦式,代入有关数据得 ⑧   
由⑤⑥式求得刚要发生碰撞时物块1的速度 ⑨   
而物块2的速度
(2)设v为两物块碰撞后的速度,由动量守恒定律有

刚碰后到停止运动过程中损失的机械能
并代入数据得


本题解析:


本题难度:困难



4、计算题  (9分)如图所示,在光滑水平地面上,有一右端装有固定的竖直挡板的平板小车质量
m1=4.0kg,挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上A点处的质量为m2=1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接,此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与车面之间的摩擦可忽略不计。现小车与木块一起以v0=2.0 m/s的初速度向右运动,小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞,已知碰撞时间极短,碰撞后小车以v1=1.0 m/s的速度水平向左运动,取g=10 m/s2。求:

(i)小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小;
(ii)若弹簧始终处于弹性限度内,求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能。


参考答案:(1)?(2)


本题解析:(ⅰ)以v1的方向为正方向,则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中,小车动量变化量的大小为??①?   2分
(ⅱ)小车与墙壁碰撞后向左运动,木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时,二者速度大小相等,此后木块和小车在弹簧弹力的作用下,做变速运动,当两者具有相同速度时,二者相对静止。整个过程中,小车和木块组成的系统动量守恒
设小车和木块相对静止时的速度大小为v,根据动量守恒定律有
? ②     2分
解得??③     1分
当小车与木块首次达到共同速度时,弹簧压缩至最短,此时弹簧的弹性势能最大
设最大弹性势能为EP,根据机械能守恒定律可得
?④     2分
     ?⑤     2分


本题难度:困难



5、计算题  质量为m1=2kg的物体与质量为m2(具体数值未知)的物体在光滑水平面上正碰,碰撞时间忽略不计,其位移-时间图像如图所示问:
(1)m2为多少千克?
(2)m1物体碰撞后动量增量的大小是多少?
(3)通过计算判断,两物体的碰撞是否是弹性碰撞?


参考答案:解:(1)
解得m2=6Kg
(2)-12Kg·m/s
m1物体碰撞后动量增量的大小是12Kg·m/s
(3)碰前总动能=16J ;
碰后总动能=16J ,故是弹性碰撞。


本题解析:


本题难度:一般



All bread is not baked in one oven. 面包不都是一个炉灶里烤出来的。/ 不应强求一律。

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