第2节 碰撞 反冲和火箭
基础必备练
1.如图所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆一端,另一端挂在小车支架的O点.用手将小球拉至水平,此时小车静止于光滑水平面上,放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起,则在此过程中小车将( D )
A.向右运动
B.向左运动
C.静止不动
D.小球下摆时,车向左运动后又静止
解析:水平方向上,系统不受外力,因此在水平方向上动量守恒.小球下落过程中,水平方向具有向右的动量,则小车要向左运动.小球撞到橡皮泥后与小车具有共同速度,由于开始时系统水平方向动量为0,则粘在一起后系统动量为0,即小车静止,选项D正确.
2.(2019·广西南宁四中月考)(多选)A,B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动,如图表示发生碰撞前后的v-t图线,下列判断中正确的是( AD )
A.A,B作用前后总动量守恒
B.A,B作用前后总动量不守恒
C.A,B的质量比为2∶3
D.A,B作用前后总动能不变
解析:由于A,B两物体在光滑水平面上碰撞,则动量守恒,选项A正确,B错误;根据动量守恒定律有mA·6+mB·1=mA·2+mB·7,得mA∶mB=3∶2,选项C错误;作用前总动能Ek1=mA·62+mB·12=mA,作用后总动能Ek2=mA·22+mB·72=mA,由此可知作用前后A,B的总动能不变,选项D正确.
3.(2019·山东青岛高三质检)质量为m的炮弹恰好沿水平方向飞行时,其动能为Ek,突然在空中爆炸成质量相同的两块,其中一块向后飞去,动能为,另一块向前飞去,则向前的这块的动能为( B )
A. B.Ek
C.Ek D.Ek
解析:设向前飞去的一块动能为Ek1,则动量为,炮弹在空中爆炸,因时间极短,水平方向动量守恒,则有=-,解得Ek1=Ek,选项B正确.
4.(2019·山东济南一中月考)(多选)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A,B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A,B两球的动量均为 6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则( AC )
A.该碰撞为弹性碰撞
B.该碰撞为非弹性碰撞
C.左方是A球,碰撞后A,B两球速度大小之比为2∶5
D.右方是A球,碰撞后A,B两球速度大小之比为1∶10
解析:规定向右为正方向,碰撞前A,B两球的动量均为 6 kg·m/s,说明A,B两球的速度方向向右,两球质量关系为mB=2mA,所以碰撞前vA>vB,说明左方是A球.碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则碰撞后A球的动量是2 kg·m/s;碰撞过程系统总动量守恒,mAvA+mBvB=-mAvA′+
mBvB′,可得碰撞后B球的动量是10 kg·m/s,由于mB=2mA,得碰撞后A,B两球速度大小之比为2∶5,故C正确,D错误;碰撞前系统动能为+=+=,碰撞后系统动能为+=+=,则碰撞前后系统机械能不变,碰撞是弹性碰撞,故A正确,B错误.
