第六章 微专题44 对碰撞、反冲、爆炸问题的分析-【高考领航】2023高考物理一轮复习微专题速练

微专题44　对碰撞、反冲、爆炸问题的分析 [专题概述] 1．碰撞的特点：系统动量守恒、碰后系统的动能不增加、碰撞前后的速度要符合实际． 2．爆炸现象是指一个静止的物体在内力的作用下分裂为向相反方向运动的两部分． 3．爆炸过程系统的机械能一定会增加． 1．中国空间站的建设过程是，首先发射核心舱，核心舱入轨并完成相关技术验证后，再发射实验舱与核心舱对接，组合形成空间站．假设实验舱先在近地圆形过渡轨道上运行，某时刻实验舱短暂喷气，离开过渡轨道与运行在较高轨道上的核心舱安全对接．忽略空气阻力，以下说法正确的是(　　) A．实验舱应当向前喷出气体 B．喷气前后，实验舱与喷出气体的总动量不变 C．喷气前后，实验舱与喷出气体机械能不变 D．实验舱在飞向核心舱过程中，机械能逐渐减小 2．一炸弹在水平地面上方飞出后轨迹为抛物线，若不爆炸，其最高点与落地点的水平距离为R；若在最高点爆炸成a、b两块，质量之比为2∶1，其中b块沿原方向水平飞出，其最高点与落地点的水平距离为4R，则a、b两块落地点的距离为(　　) A．4.5R　　　　　　　　 B．4.0R C．3.5R D．3.0R 3．如图所示，在光滑水平面上，质量为m的A球以速度v0向右运动，与静止的质量为5 m的B球发生非弹性碰撞，碰撞后A球以v＝av0(待定系数a<1)的速率弹回，并与固定挡板P发生弹性碰撞，若要使A球能再次追上B球并相撞，则系数a可以是(　　) A. B． C. D． 4．(多选)沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动，该过程的位移－时间图象如图所示．则下列说法正确的是(　　) A．碰撞前后物体A的运动方向相反 B．物体A、B的质量之比为1∶2 C．碰撞过程中A的动能变大，B的动能减小 D．碰前物体B的动量较大 5.如图所示，光滑平台上有两个钢性小球A和B，质量分别为2m和3m，小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生正碰(碰撞过程不损失机械能)，小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为m，速度为2v0，小车行驶的路面近似看作是光滑的，求： (1)碰撞后小球A和小球B的速度； (2)小球B掉入小车后的速度． 微专题44　对碰撞、反冲、爆炸问题的分析 1．B　实验舱要向高轨道运行，需要做离心运动，所以要加速，应该向后喷出气体，A错误；喷气过程没有外力，实验舱与喷出气体系统动量守恒，喷气前后，总动量不变，B正确；喷气前后，内力做功，总机械能增大，发生变化，C错误；实验舱飞向核心舱过程中，只有地球的万有引力做功，机械能守恒，D错误． 2．A　炸弹从最高点到地面做平抛运动，由于抛出点的高度相同，在空中的运动时间相等，设为t，设初速度为v0，则R＝v0t，爆炸过程系统动量守恒，以炸弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得3mv0＝2mva＋mvb，对a，xa＝vat，对b，xb＝vbt＝4R，解得va＝－，负号表示方向与炸弹的初速度方向相反，xa＝－，则ab落地点间的距离x＝xb－xa＝4.5R，选项A正确． 3．B　A与B发生碰撞，根据动量守恒可知：mv0＝5mvB－mav0，要使A球能再次追上B球并相撞，且A与固定挡板P发生弹性碰撞，则av0>vB，由以上两式可解得：a>，由于A、B碰撞过程中有能量损失则有mv－>0，解得－1<a<，所以a满足的条件为<a<，故B正确． 4．ABD　由题图可得，碰撞前vA＝ m/s＝－5 m/s，碰撞后vA′＝ m/s＝ 5 m/s，则碰撞前后物体A的运动方向相反，故A正确；由题图可得，碰撞前vB＝ m/s＝10 m/s，根据动量守恒得mAvA＋mBvB＝(mA＋mB)vA′，代入数据得mA∶mB＝1∶2，故B正确；碰撞前后物体A速度大小相等，则碰撞过程中物体A动能不变，故C错误；碰前物体A、B速度方向相反，碰后物体A、B速度方向与物体B碰前速度方向相同，则碰前物体B动量较大，故D正确． 5．解析：(1)A球与B球碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正方向，有m1v0＝m1v1＋m2v2 碰撞过程中系统机械能守恒，有 m1v＝m1v＋m2v 可解得v1＝＝－v0 v2＝＝v0 即碰后A球向左运动，速度大小为v0；B球向右运动，速度大小为v0. (2)B球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有m2v2－m3v3＝(m2＋m3)v3′ 解得v3′＝v0，水平向右． 答案：(1)v0　方向向左　v0　方向向右 (2)v0　方向向右 学科网（北京）股份有限公司 $