高考解析



一、高考热点分析

  碰撞与反冲是高考的热点,碰撞问题不仅要能从动量观点分析,而且还要能从能量观点分析。运用动量、能量观点分析碰撞问题是高考命题频率较高的知识点。

二、高考回顾

1、在光滑的水平面上动能为E0,动量大小为P0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰后球1的动能和动量的大小分别记为E1、P1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、P2,则必有( )

A.E1<E0             B.P1<P0

C.E2>E0             D.P2>P0

解析:

  两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒,设钢球1初动量的方向为正方向,由动量守恒定律得P0=-P1+P2,碰后球2的动量P2=P0+P1,可见P2>P0,D正确.

  单从动量方面分析,P1可以大于P0,若如此必有碰后系统的机械能增加,但对于这一具体问题来说碰撞过程没有其他形式的能向机械能转化,只可能机械能向其他形式的能转化,因此,,必有E1<E0,E2<E0,显然A正确,C不正确.

  由结合E1<E0,得P1<P0,B正确.

  一个实际的物理过程,不仅受某一规律制约,可能同时遵守几条规律,分析时应注意从不同的方面考查,如分析系统动量守恒时,还要从能的转化方面加以讨论.

答案:ABD

2、一轻质弹簧,上端悬挂于天花板,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,已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长( )

A.若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒

B.若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒

C.环撞击板后,板的新的平衡位置与h的大小无关

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力所做的功

解析:

  A选项中,由于碰撞时间极短,弹簧形变来不及变化,只有环和板相互作用,重力作用也忽略不计,故动量守恒,A选项正确。环与板碰撞若要机械能守恒必须是完全弹性碰撞,但碰后环与板以相同的速度向下运动,是完全非弹性碰撞,故机械能不守恒。板的新平衡位置应是弹簧对板的弹力F=(m+M)g的位置,只与环和板的重力有关,C对.在碰后板和环下落的过程中,板和环的动能先增加,到达新的平衡位置后再减少,整个过程中,弹簧、板、环组成的系统的机械能守恒,板和环机械能的减少等于克服弹簧弹力所做的功,转化弹性势能,而不是环和板动能的减少转化为弹性势能,故D错.

答案:AC.

3、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒的实验,在小车A的前端和小车B的后端贴有粘扣。在木板的右端固定打点计时器,小车A后边拖一长纸带,木板下垫有小木块,用来平衡摩擦力,反复移动小木块位置,直到小车在木板上运动时可以保持匀速直线运动状态,现使小车A、B分别静止在木板的右端和中间,如图(a)所示,给小车A一个瞬间冲量,小车A与静止的小车B相碰并粘合成一体,并继续做匀速直线运动,已知打点计时器电源频率为50Hz,若得到打点纸带如图(b)所示,并测得各计数点之间的间距,A点为运动起点,则应选__________段来计算小车A碰撞前的速度,应选________段来计算两车碰撞后的速度,若测得小车A的质量m1=0.4kg,小车B的质量m2=0.2kg,由以上数据可得小车A、B碰撞前的总动量为_______kg·m/s;碰撞后的总动量为_________ kg·m/s;得到的结论是_________.

解析:

  小车A、B相互作用后水平方向动量守恒(因碰后两车粘在一起,碰后速度小于碰前速度,故选BC段计算小车A碰撞前的速度,选DE段计算两车碰撞后的速度:

    

  

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