专题十六碰撞与动量守恒根据高考命题大数据软件分析,重点关注第1、3、4、9、10题。模拟精选题1.(2016·河北唐山开滦二中月考)如图所示,三个质量分别为3kg、1kg、1kg的木块A、B、C放置在光滑水平轨道上,开始时B、C均静止,A以初速度v0=5m/s向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变。①求B与C碰撞前B的速度大小;②若A与B的碰撞时间约为0.01s,求B对A的作用力F。解析(1)设A、B碰撞后A的速度为vA,B与C碰撞前B的速度为vB,B、C碰撞后一起运动的速度为v,以C的初速度方向为正方向,由动量守恒定律,对A、B有:mAv0=mAvA+mBvB对B、C有:mBvB=(mB+mC)v由于A与B间的距离保持不变,则vA=v代入数据解得:vA=3m/s,vB=6m/s②选择水平向右为正方向,根据动量定理得:Ft=mAvA-mAv0解得F=-600N,负号说明方向向左。答案(1)vB=6m/s(2)F=-600N,负号说明方向向左2.(2016·黑龙江实验中学月考)如图所示,半径为R的1/4的光滑圆弧轨道竖直放置,底端与光滑的水平轨道相接,质量为m2的小球B静止在光滑水平轨道上,其左侧连接了一轻质弹簧,质量为m1的小球A从D点以速度向右运动,重力加速度为g,试求:(1)小球A撞击轻质弹簧的过程中,弹簧最短时B球的速度是多少;(2)要使小球A与小球B能发生二次碰撞,m1与m2应满足什么关系。解析(1)当两球速度相等时弹簧最短,由动量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v1解得v1=。(2)由动量守恒定律得m1v0=m2v2-m1v1′由能量守恒定律得m1v=m2v+m1v1′2发生第二次碰撞的条件是v2<v1′解得m1<。答案(1)v1=(2)m1<3.(2016·湖南衡阳市高三联考)如图所示,质量为m的木块A放在光滑的水平面上,木块的长度为l,另一个质量为M=3m的小球B以速度v0在水平面上向左运动并与A在距竖直墙壁为s处发生碰撞。已知碰后木块A的速度大小为v0,木块A与墙壁的碰撞过程中无机械能损失,且碰撞时间极短,小球的半径可忽略不计。求:①木块和小球发生第二次碰撞时,小球到墙壁的距离;②小球与木块A第二次发生碰撞,碰后粘在一起,则B与A两次碰后B球损失的动能为多少。解析(1)小球与木块第一次碰撞过程动量守恒,设碰撞后小球的速度大小为v1,取水平向左为正方向,因此有:3mv0=mv0+3mv1解得:v1=2v0/3设第二次碰撞时小球到墙的距离为x,则在两次碰撞之间小球运动路程为s-x,木块运动的路程为s+x-2l由于小球和木块在两次碰撞之间运动的时间相同,所以应有=得x=(2)设小球与木块碰撞后共同速度为v2,小球与木块第二次碰撞过程动量守恒3mv1-mv0=4mv2解得:v2=v0/4二次碰后小球损失的动能E=Mv-MvE=mv答案(1)(2)mv4.(2016·河北唐山月考)如图所示,光滑水平面上依次放置两个质量均为m的小物块A和C以及光滑曲面劈B,B的质量为M=3m,劈B的曲面下端与水平面相切,且劈B足够高。现让小物块C以水平速度v0向右运动,与A发生弹性碰撞,碰撞后小物块A又滑上劈B。求物块A在B上能够达到的最大高度。解析小物块C与A发生弹性碰撞,由动量守恒和机械能守恒得:mv0=mvC+mvA①mv=mv+mv②联立①②式解得:vC=0,vA=v0③设小物块A在劈B上达到的最大高度为h,此时小物块A和B的共同速度大小为v,对小物块A与B组成的系统,由机械能守恒和水平方向动量守恒得:mv=mgh+(m+M)v2④mvA=(m+M)v⑤联立③④⑤式解得:h=⑥答案5.(2016·云南省玉溪一中模拟)如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,其右侧边缘放有小滑块C,与木板B完全相同的木板A以一定的速度向左运动,与木板B发生正碰,碰后两者粘在一起并继续向左运动,最终滑块C刚好没有从木板上掉下。已知木板A、B和滑块C的质量均为m,C与A、B之间的动摩擦因数均为μ。求:①木板A与B碰前的速度v0;②整个过程中木板B对木板A的冲量I。解析(1)A、B碰后瞬时速度为v1,碰撞过程中动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv0=2mv1A、B粘为一体后通过摩擦力与C发生作用,最后有共同的速度v2,此过程中动量守恒,以A的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:2mv1=3mv2C在A上滑动过程中,由能量守恒定律得:-μmgL=·3mv-·2mv联立以上三式解得:v0=2(2)根据动量...