备战2019高考物理二轮复习专项攻关高分秘籍专题07碰撞与动量守恒(5)

(1)小球到达最高点时小球和滑块的速度分别为多少? (2)小球上升的最大高度.

12.(2018·河北唐山模拟)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但不连接,该整体静止在光滑水平地面上,并且C被锁定在地面上.现有一滑块A从光滑曲面上离地面h高处由静止开始下滑,与滑块B发生碰撞并粘连在一起压缩弹簧,当速度减为碰后速度一半时滑块C解除锁定.已知mA=m,mB=2m,mC=3m.求:

(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度; (2)被压缩弹簧的最大弹性势能.

【参考答案】

1.【解析】当撤去外力F后,a尚未离开墙壁前,系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为零,所以a和b组成的系统的动量不守恒,选项A错误,B正确;a离开墙壁后,系统所受的外力之和为0,所以a,b组成的系统的动量守恒,选项C正确,D错误. 2.【答案】C

【解析】设初速度方向为正，则弹后的速度为-解得：F=

4v4v；则由动量定理可得：Ft=-2m×-2mv 55?18mv；负号表示力的方向与初速度方向相反；由牛顿第三定律可知，球对墙的平均冲击力为F′5t18mv=F=；故选C．

5t3.【答案】D

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4.【答案】D

【解析】A、根据动量守恒定律可得mv0??m?M?v，可知两种情况下木块和子弹的共同速度相同，两颗子弹速度变化相同，故A错误；

121mv0??m?M?v2，射入A221中的深度是射入B中深度的两倍，射入滑块A中时平均阻力对子弹是射入滑块B中时的倍，故B错误；

2112C、射入滑块A中时阻力对子弹做功wf?mv2?mv0与射入滑块B中时阻力对子弹做功相等，故C错误；

22121 D、由Q?Ffd相对=mv0??m?M?v2，两个过程中系统产生的热量相同，故D正确；

22B、两滑块的动量?P?Mv变化相同，受到的冲量相同，由Q?Ffd相对=故选D。 5.

【答案】（BD

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6【解析】设Δt时间内，从水枪喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则Δm＝ρΔV，ΔV＝SvΔt＝πDv4Δm11122

Δt，单位时间喷出水的质量为＝ρvπD，选项A错误；Δt时间内水枪喷出的水的动能Ek＝Δmv＝

Δt4281W12323

ρπDvΔt，由动能定理知高压水枪在此期间对水做功为W＝Ek＝ρπDvΔt，高压水枪的功率P＝＝8Δt8ρπDv，选项B正确；考虑一个极短时间Δt′，在此时间内喷到煤层上水的质量为m，设煤层对水柱的作11222

用力为F，由动量定理得FΔt′＝mv，Δt′时间内冲到煤层水的质量m＝ρπDvΔt′，解得F＝ρπDv，

44

23

17

122

由牛顿第三定律可知，水柱对煤层的平均冲力为F′＝F＝ρπDv，选项C正确；当高压水枪向右喷出高

4压水流时，水流对高压水枪的作用力向左，由于高压水枪有重力，根据平衡条件，手对高压水枪的作用力方向斜向右上方，选项D错误。 【答案】BC

7.【答案】（1）30N（2）-10J；12.5J 【解析】(1) 根据动能定理：mgR?12mv21?0 解得：v1=3m/s

v2在轨道最低点：N?mg?m1R

由牛顿第三定律FN=N=30N

(2) 物体从第一次滑上传送带到离开传送带的过程中，由定律定理：?mgt?mv?m??v1?，t=2.5s 摩擦力对传送带做的功W???mg?vt??10J

x?vt?v21?v22?g?6.25m

摩擦而产生的热Q??mgx?12.5J

8.【答案】（1）F1=60N，方向竖直向下（2）12J（3）8s

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mv＝mv1＋Mv2

121212

mv＝mv1＋Mv2（（动量守恒、能量守恒） 2221解得v1＝?v=-2m/s，v2=2m/s

2弹簧具有的最大弹性势能等于物块M的初动能

EP=

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Mv2=12J 2（3）碰撞后物块B沿水平台面向右匀速运动。 设物块B在传送带上向右运动的最大位移为l′， 由动能定理得：－μmgl′=0－得l′＝2m<4.5m

所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上．当物块B在传送带上向右运动的速度为零后，将会沿传送带向左加速运动．可以判断，物块B运动到左边台面时的速度大小为

12

mv1 2v1′＝2m/s，继而与物块A发生第二次碰撞．设第1次碰撞到第2次碰撞之间，物块B在传送带运动的时间

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为t1。

解得

'2v3212111t2???v1???v?2?2?4?2s

?g?g2?g222同上计算可知

物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞……第n次碰撞后物块B在传送带运动的时间为tn=

1?4s, 构2n?1成无穷等比数列，公比q=

1?qn由无穷等比数列求和公式t总?t1可知，当n→∞时，有

1?q物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带运动的总时间为

t总=

1?4=8s 11-2

9.【解析】2 s内喷出的水的质量 m=ρV=ρ

?V3-4

t=10×2×10×2 kg=0.4 kg, ?t火箭的质量M=m总-m=(1.4-0.4)kg=1.0 kg

根据题意,水火箭喷水过程中沿水流方向动量守恒,选择水流的方向为正方向,

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