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高中物理
4 碰撞
4 碰撞 知识点题库
一质量为
M
=1.0
kg
的木块静止在光滑水平桌面上,一质量为
m
=20
g
的子弹以水平速度
v
0
=100
m
/
s
射入木块,在很短的时间内以水平速度10
m
/
s
穿出.则子弹射穿木块过程,子弹所受合外力的冲量
I
和木块获得的水平初速度
v
分别为()
A .
I
=1.8
kg
•
m
/
sv
=1.8
m
/
s
B .
I
=1.8
kg
•
m
/
sv
=2.0
m
/
s
C .
I
=﹣1.8
kg
•
m
/
sv
=1.8
m
/
s
D .
I
=﹣1.8
kg
•
m
/
sv
=2.0
m
/
s
如图所示,木块
A
和
B
质量均为2
kg
, 置于光滑水平面上,
B
与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当
A
以4
m
/
s
速度向
B
撞击时,由于有橡皮泥而使
A
、
B
粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹性势能大小为()
A .
4
J
B .
8
J
C .
16
J
D .
32
J
如图所示,粗糙的水平面上静止放置三个质量均为
m
的小木箱,相邻两小木箱的距离均为
l
. 工人用沿水平方向的力推最左边的小木箱使之向右滑动,逐一与其它小木箱弹性碰撞.每次弹性碰撞后小木箱都牯在一起运动.整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速运动.已知小木箱与水平面间的动摩擦因数为
μ
, 重力加速度为
g
. 设弹性碰撞时间极短,小木箱可视为质点.求:第一次弹性碰撞和第二次弹性碰撞中木箱损失的机械能之比.
如图所示,在高为h=5m的平台右边缘上,放着一个质量M=3kg的铁块,现有一质量为m=1kg的钢球以v
0
=10m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰被反弹,落地点距离平台右边缘的水平距离为l=2m.已知铁块与平台之间的动摩擦因数为0.5,求铁块在平台上滑行的距离s(不计空气阻力,铁块和钢球都看成质点).
在光滑水平面上,有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前),已知碰前两球的动量分别为p
A
=12kg·m/s、p
B
=13kg·m/s,碰后它们动量的变化分别为Δp
A
、Δp
B
。下列数值可能正确的是( )
A .
Δp
A
=-3kg·m/s、Δp
B
=3kg·m/s
B .
Δp
A
=3kg·m/s、Δp
B
=-3kg·m/s
C .
Δp
A
=-24kg·m/s、Δp
B
=24kg·m/s
D .
Δp
A
=24kg·m/s、Δp
B
=-24kg·m/s
如图所示,光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接,A的质量m.开始时橡皮筋松弛,B静止,给A向左的初速度v
0
. 一段时间后,B与A同向运动发生碰撞并粘在一起.碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B的速度的一半.求:
(1) B的质量;
(2) 碰撞过程中A、B系统机械能的损失.
两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2 kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量4 kg的物块C静止在前方,如图所示.B与C碰撞后二者会粘在一起运动.则在以后的运动中:
(1) 当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?
(2) 系统中弹性势能的最大值是多少?
如图所示,木块A和B质量均为1kg,置于光滑水平面上,B与一轻质弹簧端相连,弹簧另一端固定在竖直挡板上,当A以2m/s的速度向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动。求:
(1) 木块A和B碰后的速度大小。
(2) 弹簧被压缩到最短时,具有的弹簧势能为多大.
质量为3m速度为v的A球跟质量为m的静止B球发生正碰在两球碰撞后的瞬间,以下说法正确的是( )
A .
A球速度可能反向
B .
A球速度可能为0.6v
C .
B球速度可能为v
D .
B球速度可能为1.4v
如图所示,竖直平面内有一固定绝缘轨道ABCDP,由半径r=0.5m的圆弧轨道CDP和与之相切于C点的水平轨道ABC组成,圆弧轨道的直径DP与竖直半径OC间的夹角θ=37°,A、B两点间的距离d=0.2m。质量m
1
=0.05kg的不带电绝缘滑块静止在A点,质量m
2
=0.1kg、电荷量q=1×10
﹣5
C的带正电小球静止在B点,小球的右侧空间存在水平向右的匀强电场。现用大小F=4.5N、方向水平向右的恒力推滑块,滑块到达B点前瞬间撤去该恒力,滑块与小球发生弹性正碰,碰后小球沿轨道运动,到达P点时恰好和轨道无挤压且所受合力指向圆心。小球和滑块均视为质点,碰撞过程中小球的电荷量不变,不计一切摩擦。取g=10m/s
2
, sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1) 求撤去该恒力瞬间滑块的速度大小v以及匀强电场的电场强度大小E;
(2) 求小球到达P点时的速度大小v
P
和B、C两点间的距离x;
(3) 若小球从P点飞出后落到水平轨道上的Q点(图中未画出)后不再反弹,求Q、C两点间的距离L。
台球是一项富含物理知识的运动,图为运动员某次击球时的示意图,其中A为白色主球,B为目标球,运动员现欲用主球A碰撞目标球B,并将其击出并落入前方中袋C,则下列相关分析合理的是
A .
击球瞄准时,应使撞击时两球连心线a指向中袋C
B .
击球瞄准时,应使撞击时两球公切线b指向中袋C
C .
通常,由于台球很坚硬,碰撞时的形变能够完全恢复,能量损失很小,故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析
D .
由于台球和台面间有摩擦,故台球之间的碰撞过程一般不遵循动量守恒定律
一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为( )
A .
Δv=0
B .
Δv=12 m/s
C .
W=0
D .
W=10.8 J
某同学用如图所示的装置,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m
1
多次从斜轨上的G位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m
2
静置于轨道的水平部分,再将入射小球m
1
从斜轨上的G位置由静止释放,与小球m
2
相碰,并且多次重复.实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N.
(1) 实验必须要求满足的条件是:____
A .
斜槽轨道必须是光滑的
B .
斜槽轨道末端的切线是水平的
C .
测量抛出点距地面的高度H
D .
若入射小球质量为m
1
, 被碰小球质量为m
2
, 则m
1
>m
2
(2) 若实验结果满足
,就可以验证碰撞过程中动量守恒.
(3) 若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为
.
利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验,实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况,若要求碰撞时动能损失最大应选图中的图
(填“甲”或“乙”),若要求碰撞时动能损失最小则应选图
(填“甲”或“乙”).(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)
光滑水平面上,质量为
的A球以速度
与静止的质量为
的B球碰撞,碰后A球速度反向,则碰后B球的速度大小可能是( )
A .
B .
C .
D .
如图所示,大小、形状相同的两小球A,B在同一水平面上沿同一直线相向运动,小球A的质量为m、速度大小为v
0
、速度方向水平向右,小球B的质量也为m、速度大小为2v
0
、速度方向水平向左,两小球发生弹性碰撞后,下列说法正确的是( )
A .
小球A向左运动,小球B静止
B .
小球A向左运动,小球B向右运动
C .
小球A的动能增加了
D .
小球B的动量变化量大小为
如图所示,轻质弹簧上端悬挂于天花板,下端系一质量为m圆盘A,处于静止状态。一质量也为m的圆环B套在弹簧外,与圆盘A距离为h,让圆环B自由下落撞击圆盘A,碰撞时间极短,圆环B竖直下落至与圆盘A碰前始终未触及弹簧,碰后圆环B立即与圆盘A一起向下运动,共同下降
到达最低点。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,不计空气阻力。下列分析正确的是( )
A .
整个运动过程中,圆环B,圆盘A与弹簧组成的系统机械能守恒
B .
碰撞后环与盘一起运动的过程中,速度最大的位置与h无关
C .
从B开始下落到运动到最低点过程中,环B与盘A重力势能的减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量
D .
环B与盘A碰后至一起运动达最低点的过程中,系统克服弹簧弹力所做的功为
mgh
如图所示,A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向右运动。现规定向右为正,A的动量为5kg·m/s,B的动量为7kg·m/s,当A追上B球与其发生正碰后,A、B两球的动量可能分别为( )
A .
P
A
=0kg•m/s,P
B
=12 kg•m/s
B .
P
A
=-5 kg•m/s,P
B
=17 kg•m/s
C .
P
A
=3 kg•m/s,P
B
=8 kg•m/s
D .
P
A
=8kg•m/s,P
B
=4kg•m/s
一质量为m
1
的物体A以v
0
的初速度与另一质量为m
2
的静止物体B发生碰撞,其中m
2
=km
1
, k<1。碰撞可分为弹性碰撞、完全非弹性碰撞以及非弹性碰撞。碰撞后两物体的速度分别为v
1
和v
2
。假设碰撞为一维碰撞,且一个物体不可能穿过另一个物体。物体A碰撞后与碰撞前速度之比r=
的取值范围是 ( )
A .
≤r≤1
B .
≤r≤
C .
0≤r≤
D .
≤r≤
如图所示,一轻质刚性杆可绕
点的转轴无摩擦地自由转动,杆的两端连着质量均为
的
、
两球(可视为质点),
,
,
点正下方放置一质量为
的小球C。开始时
、
两球处于同一水平面,由静止释放两球,结果两球绕
点沿逆时针转动,
球转到最低点时恰好与C球发生弹性碰撞,碰后
球反弹到最高点时立即制动,杆与竖直方向的夹角为
, 碰后C球在光滑水平面上向右运动,与一静止不动、质量为
的小球
发生对心碰撞,重力加速度大小为
,
,
, 求:
(1) 当
球刚要与C球相碰时,杆对
球的拉力的大小;
(2)
、C相碰后C球速度的大小;
(3) C、D碰撞后,小球D的速率可能取值的范围。
1
2
3
4
5
6
>
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第二节 书面表达(满分35分) 目前,中学生花
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在显微镜的视野中发现一点污点,移动玻片标