第23练 碰撞、反冲、人船模型-【高考高手】备战2024年新高考物理必刷小题（新高考Word版）

第23练　碰撞、反冲、人船模型 [footnoteRef:2]答案见P181 [2: [解题技巧]动量守恒的临界问题 在动量守恒定律的应用中,常常出现相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向等临界状态,其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系,这些特定关系的判断是求解这类问题的关键。] 打卡日期:　　　建议用时:10分钟　实际用时:　　　是否过关:□  考向1　弹性碰撞 【1】(2022·湖南,4,4分,难度★★★)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子质量大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图所示,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.碰撞后氮核的动量比氢核的小 B.碰撞后氮核的动能比氢核的小 C.v2大于v1 D.v2大于v0 考向2　多物体碰撞问题 【2】(2020·北京,13,3分,难度★★★)在同一竖直平面内,3个完全相同的小钢球(1号、2号、3号)悬挂于同一高度;静止时小球恰能接触且悬线平行,如图所示。在下列实验中,悬线始终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是(　　) A.将1号移至高度h处释放,碰撞后,观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球,重复上述实验,3号仍能摆至高度h B.将1、2号一起移至高度h处释放,碰撞后,观察到1号静止,2、3号一起摆至高度h。释放后整个过程机械能和动量都守恒 C.将右侧涂胶的1号移至高度h处释放,1、2号碰撞后粘在一起。根据机械能守恒,3号仍能摆至高度h D.将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h释放,碰撞后,2、3号粘在一起向右运动,未能摆至高度h,释放后整个过程机械能和动量都不守恒 考向3　碰撞中的临界极值问题 3(2020·全国2,21,6分,难度★★★)(多选)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0 kg的静止物块以大小为5.0 m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0 m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0 m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,该运动员的质量可能为(　　) A.48 kg B.53 kg C.58 kg D.63 kg 考向4　反冲问题 【4】(2017·全国1,14,6分,难度★★)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　) A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/s C.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s [footnoteRef:3]答案见P181 [3: [解题技巧]碰撞模型的解题策略 (1)抓住碰撞的特点和不同种类碰撞满足的条件,列出相应方程求解。 (2)可熟记一些公式,例如“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足: v1'=v1 v2'=v1 (3)熟记弹性正碰的一些结论,例如,当两球质量相等时,两球碰撞后交换速度。当m1≫m2,且v2=0时,碰后质量大的速率不变,质量小的速率为2v1。当m1≪m2,且v2=0时,碰后质量小的球原速率反弹。] 打卡日期:　　　建议用时:20分钟　实际用时:　　　是否过关:□  【5】(2023·河南洛阳模拟)某游乐场有一项游戏。游戏规则是几个人轮流用同一个弹簧弹出一颗“炮弹”,“炮弹”水平击打静止在水平桌面上的同一辆小车,使小车运动距离最远者获胜。已知某次比赛使用小车的质量为0.5 kg,游戏中每次弹射前弹簧的压缩量相同,有多种质量的“炮弹”可供选择。“炮弹”击中小车后留在小车上(作用时间忽略不计),小车运动时所受阻力与车对地面的压力成正比。请你给予指导,要想获胜,理论上应选取“炮弹”的质量为(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.0.25 kg B.0.5 kg C.1 kg D.2 kg 【6】(2023·江西赣州二模)(多选)如图所示,在倾角为θ的足够长的绝缘固定斜面上,静止放置有质量分别为3m、m的两金属块A、B,其中A电荷量为+2q,B不带电。现让金属块A以初速度v0沿斜面向下运动,一段时间后与金属块B发生弹性正碰,且碰撞后A、B电荷量均为+q。已知金属块与斜面间的动摩擦因数为μ=tan θ,下列说法