2019届高考决胜考场高中物理模块六动量与动量守恒定律:考点2.2.4连续碰撞问题.pdf
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1、考点 2.2.5 连续碰撞问题 1.如图所示, 光滑的水平面上停着一只木球和载人小车,木球质量为m,人和车的总质量为 M,已知 Mm=16 1,人以速率v 沿水平面将木球推向正前方的固定墙壁,木球被墙壁 弹回之后,人接住球可以以同样的对地速度将球推向墙壁.设木球与墙壁相碰时无动能损 失,求:人经过几次推木球之后,再也不能接住木球? 2.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 =60 的位置自由释放,下摆后在最低点处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
2、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 。 【答案】 3 次 3.某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如右图所示。用完全相同 的轻绳将N 个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆,球间有微小间隔,从左 到右,球的编号依次为1、2、3. N,球的质量依次递减,每个球的质量与其相邻左球 质量之比为k(k1。将 1 号球向左拉起,然后由静止释放,使其与2 号球碰撞, 2 号球再 与 3 号球碰撞 所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。(不计空气阻力,忽略绳的伸长,g 取 10 m/s 2 (1) 设与 n+1 号球碰撞前, n 号球的速度为vn,求 n+1 号球
3、碰撞后的速度 (2) 若 N=5,在 1 号球向左拉高h 的情况下,要使5 号球碰撞后升高16h(16h 小于绳长 ), 问 k 值为多少? (3) 在第 (2)问的条件下,悬挂哪个球的绳最容易断,为什么? 【答案】 (1) 2 1 n v k (2)0.414 (3)悬挂 1 号球的绳最容易断,原因见解 4. 5.如图所示, 一倾角为 =45 的斜面固定于地面,斜面顶端离地面的高度h0=1 m,斜面底端 有一垂直于斜面的固定挡板,在斜面顶端自由释放一质量m=0.09 kg 的小物块(视为质 点),小物块与斜面之间的动摩擦因数 =0.2。当小物块与挡板碰撞后,将以原速返回, 重力加速度g 取
4、10 m/s2,在小物块与挡板的前4 次碰撞过程中,挡板给予小物块的总冲 量是多少 【答案】 2 (36) 5 6.(1)如图所示, ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC 段水平, AB 段与 BC 段平滑 连接。质量为m1的小球从高位h 处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC 段上质量 为 m2的小球发生碰撞,碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中 无机械能损失。求碰撞后小球m2的速度大小v2; (2)碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律,我们才 用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的恶简化力学模型。如 图所示,在
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