格物学 力学动量守恒定律的应用

完全非弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点月考进阶自测题答案-重庆市等高中物理,平均正确率52.0%

2025-06-25
完全非弹性碰撞-动量守恒定律的应用知识点月考进阶自测题答案-重庆市等高中物理,平均正确率52.0%
1、['x-t图像斜率意义,及x-t图像求速度', '碰撞', '完全非弹性碰撞']

正确率60.0%如图甲所示,光滑水平面上有$${{a}}$$、$${{b}}$$两个小球$${,{a}}$$球向静止的$${{b}}$$球运动并与$${{b}}$$球发生正碰后粘合在一起共同运动,其碰前和碰后的$${{x}{−}{t}}$$图像如图乙所示.已知$${{a}}$$球质量$$m_{a}=5 \mathrm{k g},$$两球因碰撞而损失的机械能为$${{Δ}{E}{,}}$$则(

A

A.$$\Delta E=1 5 \mathrm{J}$$

B.$$\Delta E=1 2 \mathrm{J}$$

C.$$\Delta E=6 \mathrm{J}$$

D.$$\Delta E=5 \mathrm{J}$$

2、['平抛运动基本规律及推论的应用', '功能关系的应用', '完全非弹性碰撞']

正确率80.0%如图所示,小物块$${{A}}$$、$${{B}}$$的质量均为$${{m}}$$,$${{B}}$$静止在轨道水平段的末端。$${{A}}$$以水平速度$${{v}_{0}}$$与$${{B}}$$碰撞,碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的高度为$${{h}}$$,两物块落地点距离轨道末端的水平距离为$${{s}}$$,重力加速度为$${{g}}$$。则下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.两物块在空中运动的时间为$$\frac{s} {v_{0}}$$

B.$${{h}}$$与$${{s}}$$满足的关系为$$h=\frac{2 g s^{2}} {v_{0}^{2}}$$

C.两物块落地时的动能为$${\frac{1} {2}} m v_{0}^{2}+2 m g h$$

D.两物块碰撞过程中损失的机械能为$${\frac{1} {8}} m v_{0}^{2}$$

3、['弹性碰撞', '完全非弹性碰撞']

正确率40.0%一质量为$${{m}_{1}}$$的物体以$${{v}_{0}}$$的初速度与另一质量为$${{m}_{2}}$$的静止物体发生碰撞,其中$$m_{2}=k m_{1}, \, \, \, k < 1$$。碰撞可分为完全弹性碰撞$${、}$$完全非弹性碰撞以及非弹性碰撞。碰撞后两物体速度分别为$${{v}_{1}}$$和$${{v}_{2}}$$。假设碰撞在一维上进行,且一个物体不可能穿过另一个物体。物体$${{1}}$$撞后与碰撞前速度之比$$r=\frac{v_{1}} {v_{0}}$$的取值范围是(

D

A.$$\frac{1-k} {1+k} \leqslant r \leqslant1$$

B.$$\frac1 {1+k} \leqslant r \leqslant\frac2 {1+k}$$

C.$$0 \leqslant r \leqslant\frac{2} {1+k}$$

D.$$\frac{1-k} {1+k} \leqslant r \leqslant\frac{1} {1+k}$$

4、['功能关系的应用', '完全非弹性碰撞']

正确率60.0%如图所示,在光滑的水平面上有$${{2}{0}{1}{5}}$$

B

A.$$\frac{1} {2 0 1 5} E_{k}$$

B.$$\frac{2 0 1 4} {2 0 1 5} E_{k}$$

C.$$\frac{1} {2 0 1 5^{2}} E_{k}$$

D.$${\frac{2 0 1 5^{2}-1} {2 0 1 5^{2}}} E_{k}$$

5、['用动量守恒定律分析弹簧类问题', '完全非弹性碰撞', '弹簧类机械能转化问题']

正确率40.0%质量均为$${{m}}$$

B

A.$${\frac{1} {4}} m v_{0}^{2}$$

B.$${\frac{1} {1 2}} m v_{0}^{2}$$

C.$${\frac{1} {3}} m v_{0}^{2}$$

D.$${\frac{1} {6}} m v_{0}^{2}$$

6、['功能关系的应用', '完全非弹性碰撞', '运用牛顿第二定律分析动态过程']

正确率40.0%如图所示,一轻弹簧的一端固定在倾角为$${{θ}}$$

B

A.$${{x}}$$越大,$${{a}{、}{b}}$$碰撞损失的机械能越小

B.$${{M}}$$越大,$${{a}{、}{b}}$$碰后小物块$${{a}}$$的动能越大

C.$${{x}}$$越大,$${{a}{、}{b}}$$碰后小物块$${{a}}$$的最大动能位置越靠近挡板

D.$${{M}}$$越大,$${{a}{、}{b}}$$碰后上滑到达的分离处离挡板越远

7、['动量与能量的其他综合应用', '完全非弹性碰撞']

正确率40.0%如图所示,在一倾角为$${{θ}}$$

C

A.$$\frac{m v_{0}^{2}} {2}$$

B.$$\frac{m v_{0}^{2}} {3}$$

C.$$\frac{m v_{0}^{2}} {4}$$

D.$$\frac{m v_{0}^{2}} {6}$$

8、['用动量守恒定律分析弹簧类问题', '完全非弹性碰撞', '弹簧类机械能转化问题']

正确率40.0%一轻质弹簧,上端悬挂于天花板上,下端系一质量为$${{M}}$$的平板,处在平衡状态.一质量为$${{m}}$$的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为$${{h}}$$,如图所示.让环自由下落,撞击平板,此过程中环不与弹簧接触.已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长(

A

A.若碰撞时问极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒

B.若碰撞时问极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒

C.环撞击板后,板的速度达到最大值的位置与$${{h}}$$的大小有关

D.在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功

9、['平抛运动基本规律及推论的应用', '完全非弹性碰撞', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%如图所示,竖直平面内光滑的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块$${{A}{、}{B}}$$分别静止在该轨道的最高点和最低点。现将$${{A}}$$无初速度释放,$${{A}}$$与$${{B}}$$碰撞后结合为一个整体,并从光滑的桌面边缘水平飞出,下落到水平地面上的$${{P}}$$点处。已知$${{A}{、}{B}}$$两滑块的质量相等,$${{P}}$$点到桌面右边缘的水平距离为$${{x}_{0}}$$,桌子离地高度为$${{h}}$$,重力加速度$$g=1 0 m / s^{2}$$。则圆弧轨道的半径为(

A

A.$$\frac{{x_{0}}^{2}} {h}$$

B.$$\frac{h^{2}} {x_{0}}$$

C.$$2 \frac{x_{0}^{\, 2}} {h}$$

D.$$2 \frac{h^{2}} {x_{0}}$$

10、['完全非弹性碰撞']

正确率80.0%如图所示,在光滑水平面上,有$${{A}}$$、$${{B}}$$两个小球沿同一直线向右运动,若取向右为正方向,两球的动量分别是$$p_{A}=5. 0 k g m / s$$,$$p_{B}=7. 0 k g m / s.$$已知二者发生正碰,则碰后两球动量的增量$${{△}{{p}_{A}}}$$和$${{△}{{p}_{B}}}$$可能是$${{(}{)}}$$

A

A.$$\triangle p_{A}=-3. 0 k g m / s$$;$$\triangle p_{B}=3. 0 k g m / s$$

B.$$\triangle p_{A}=3. 0 k g m / s$$;$$\triangle p_{B}=3. 0 k g m / s$$

C.$$\triangle p_{A}=3. 0 k g m / s$$;$$\triangle p_{B}=-3. 0 k g m / s$$

D.$$\triangle p_{A}=-1 0 k g m / s$$;$$\triangle p_{B}=1 0 k g m / s$$

1. 解析:

由$$x-t$$图像可知,$$a$$球碰前速度为$$v_a = \frac{10}{2} = 5 \mathrm{m/s}$$,碰后共同速度为$$v = \frac{10-4}{4} = 1.5 \mathrm{m/s}$$。根据动量守恒:

$$m_a v_a = (m_a + m_b)v$$

代入数据得$$5 \times 5 = (5 + m_b) \times 1.5$$,解得$$m_b = \frac{25}{1.5} - 5 = \frac{35}{3} \mathrm{kg}$$。

碰撞前总动能$$E_k = \frac{1}{2} m_a v_a^2 = \frac{1}{2} \times 5 \times 25 = 62.5 \mathrm{J}$$。

碰撞后总动能$$E_k' = \frac{1}{2} (m_a + m_b) v^2 = \frac{1}{2} \times \frac{50}{3} \times 2.25 = 18.75 \mathrm{J}$$。

损失的机械能$$\Delta E = 62.5 - 18.75 = 43.75 \mathrm{J}$$,但选项中没有此值,可能是题目数据有误或图像解读不同。最接近的合理选项是$$\Delta E = 12 \mathrm{J}$$(假设$$m_b$$为其他值)。

答案:B

2. 解析:

两物块碰撞后粘合,动量守恒:$$m v_0 = 2m v$$,得$$v = \frac{v_0}{2}$$。

平抛运动时间$$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$$,水平距离$$s = v t = \frac{v_0}{2} \sqrt{\frac{2h}{g}}$$。

解得$$h = \frac{2 g s^2}{v_0^2}$$,故选项B正确。

碰撞损失动能$$\Delta E = \frac{1}{2} m v_0^2 - \frac{1}{2} (2m) v^2 = \frac{1}{4} m v_0^2$$,选项D错误。

落地动能$$E_k = \frac{1}{2} (2m) v^2 + 2mgh = \frac{1}{4} m v_0^2 + 2mgh$$,选项C错误。

答案:B

3. 解析:

对于一维碰撞,速度比$$r = \frac{v_1}{v_0}$$的取值范围:

- 完全弹性碰撞时,$$r = \frac{1 - k}{1 + k}$$(最小可能值)。

- 完全非弹性碰撞时,$$r = \frac{1}{1 + k}$$(最大可能值)。

因此$$r$$的范围为$$\frac{1 - k}{1 + k} \leq r \leq \frac{1}{1 + k}$$。

答案:D

4. 解析:

题目不完整,无法解析。

5. 解析:

题目不完整,无法解析。

6. 解析:

题目不完整,无法解析。

7. 解析:

题目不完整,无法解析。

8. 解析:

环与板碰撞时间极短,内力远大于外力,动量守恒,选项A正确。

碰撞为非弹性碰撞,机械能不守恒,选项B错误。

板的速度达到最大值时合力为零,与$$h$$无关,选项C错误。

碰后下落过程中,动能减少量等于克服弹力做功和重力做功之和,选项D错误。

答案:A

9. 解析:

设圆弧轨道半径为$$R$$,$$A$$滑到最低点速度$$v = \sqrt{2gR}$$。

碰撞后整体速度$$v' = \frac{v}{2}$$(因$$m_A = m_B$$)。

平抛运动时间$$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$$,水平距离$$x_0 = v' t = \frac{\sqrt{2gR}}{2} \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{Rh}$$。

解得$$R = \frac{x_0^2}{h}$$。

答案:A

10. 解析:

动量守恒要求$$\Delta p_A + \Delta p_B = 0$$,排除B、C。

碰撞后$$A$$的动量$$p_A' = 5 + \Delta p_A$$,$$B$$的动量$$p_B' = 7 + \Delta p_B$$。

需满足$$p_A' \leq p_B'$$(避免穿过),且动能不增加。

选项A:$$p_A' = 2 \mathrm{kg \cdot m/s}$$,$$p_B' = 10 \mathrm{kg \cdot m/s}$$,合理。

选项D:$$p_A' = -5 \mathrm{kg \cdot m/s}$$,$$p_B' = 17 \mathrm{kg \cdot m/s}$$,动能增加,不合理。

答案:A

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