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2014年高考分类题库考点17 碰撞与动量守恒

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考点17 碰撞与动量守恒

一、选择题

1.(2014·浙江高考)如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后( )

A.甲木块的动量守恒

B.乙木块的动量守恒

C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒

D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒

【解析】选C。根据动量守恒定律的条件,以甲、乙为一系统,系统的动量守恒,A、B错误,C正确;甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能,甲、乙系统的动能不守恒,D错误。

2.(2014·重庆高考)一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1,不计质量损失,取重力加速度g=10m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )

【解题指南】解答本题时可按以下思路进行:

(1)利用平抛运动的规律22

1gt h =求爆炸后两弹片的落地时间。

(2)利用平抛运动的规律x=vt 分别求出各选项中的两弹片的水平速度。 (3)逐一计算各选项中爆炸后两弹片的总动量。

(4)利用动量守恒定律判断各选项中弹丸爆炸前后是否满足动量守恒。【解析】选B 。弹丸水平飞行爆炸时,在水平方向只有内力作用,外力为零,系统水平方向动量守恒,设m 乙=m,m 甲=3m,则爆炸前p 总=(3m+m)v=8m,而爆炸后两弹片都做平抛运动,由平抛规律可得:竖直方向为自由落体运动, 22

gt h =,解得t=1s;水平方向为匀速直线运动,x=vt,选项A:v 甲=2.5m/s,v 乙=0.5m/s(向左),p ′合=3m ×2.5+m ×(-0.5)=7m,不满足动量守恒,选项A 错误;选项B:p ′合=3m ×2.5+m ×0.5=8m,满足动量守恒,选项B 正确;同理,选项C:p ′合=3m ×2+m ×1=7m,选项D: p ′合=3m ×2+m ×(-1)=5m,C 、D 均错误。

3.(2014·福建高考)一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m 1,后部分的箭体质量为m 2,分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v 1为( )

A.v 0-v 2

B.v 0+v 2

C.v 0-12m m v 2

D.v 0+1

2m m

(v 0-v 2) 【解题指南】解答本题时应明确动量守恒定律的应用。

【解析】选D 。根据动量守恒定律有(m 1+m 2)v 0=m 1v 1+m 2v 2,可得v 1=v 0+1

m m (v 0-v 2),故选D 。

4.(2014·大纲版全国卷)一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )

A.A 1A 1+-

B. A 1A 1-+

C. 24A (A 1)+

D. 2

(A 1)(A 1)

+- 【解题指南】解答本题应注意以下三点:

(1)中子和原子核碰撞过程中动量和机械能都守恒。 (2)中子的质量小于原子核的质量,碰撞时返回。 (3)中子碰撞前后的方向的表示。

【解析】选A 。中子与原子核发生弹性正碰时,动量和机械能都守恒,考虑到中子的质量小于静止的原子核的质量,所以设碰撞前中子的速度为v 0,碰撞后中子原路返回的速度为-v,原子核的速度为V,中子的质量为m,则原子核的质量为Am,由动量守恒定律和机械能守恒定律得: mv AmV mv -=0和22202

12121AmV mv mv +=,所以

10-+=A A v v ,故选项A 正确。【误区警示】一是中子和静止的原子核碰撞时,中子的质量小于原子核的质量,中子被碰回;二是题中说的是中子碰撞前后的速率之比,所以在列动量守恒的方程时要注意到v 是速率,要用-v 表示返回的速度。

二、非选择题

1.(2014·上海高考)动能相等的两物体A、B在光滑水平面上沿同一直线相向而行,它们的速度大小之比v A∶v B=2∶1,则动量大小之比p A∶p B= ;两者碰后粘在一起运动,其总动量与A原来动量大小之比p∶p A= 。

【解题指南】解答本题注意以下两点:

(1)碰撞前后,物体A、B组成的系统动量守恒;

(2)动量是矢量,有方向。

【解析】物体A、B的动能相等,速度大小之比为v A∶v B=2∶1,则质量之比为m A∶

、质量为4m,故A的动量m B=1∶4,设A的速度为v0、质量为m,则B的速度为-0v

)=-2mv0,所以A、B的动量大小之比p A∶p B=1∶2。碰为mv0,B的动量为4m×(-0v

撞前后,A、B组成的系统动量守恒,则两者的总动量mv0+4m×(-0v

)=-mv0,所以两

者的总动量与A原来的动量大小之比p∶p A=1∶1。

答案:1∶2 1∶1

2.(2014·新课标全国卷Ⅰ)如图,质量分别为m A、m B的两个弹性小球A、B静止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方。先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放。当A球下落t=0.3s时,刚好与B球在地面上方的P 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A球的速度恰为零。已知m B=3m A,重力加速度大小g=10m/s2,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。求:

①B 球第一次到达地面时的速度; ②P 点距离地面的高度。

【解题指南】解答本题要把握以下两点:

(1)球从空中落地之前的过程满足匀变速运动规律,落地速度用运动公式求解。 (2)碰撞过程同时满足动量守恒和动能守恒。

【解析】①设B 球第一次到达地面时的速度大小为v B ,由运动学公式有 v B =gh 2 ①

将h=0.8 m 代入上式,得 v B =4m/s ②

②设两球相碰前后,A 球的速度大小分别为v 1和'1v ('1v =0),B 球的速度分别为v 2和'2v 。由运动学规律可得

v 1=gt ③

由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰前后的动量守恒,总动能保持不变。规定向下的方向为正,有 m A v 1+m B v 2=m B '2v ④

21m A 21v +21m B 2

2v =2

1m B 2'2v ⑤ 设B 球与地面相碰后的速度大小为'B v ,由运动学及碰撞的规律可得

v =v B ⑥ 设P 点距地面的高度为h ',由运动学规律可得

h ′=g

v v B 22

'- ⑦

联立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知条件可得 h ′=0.75m

答案:①4m/s ②0.75 m

3.(2014·北京高考)如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A 无初速释放,A 与B 碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m;A 和B 的质量相等;A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度g=10m/s 2。求:

(1)碰撞前瞬间A 的速率v;

(2)碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v ′; (3)A 和B 整体在桌面上滑动的距离l 。【解题指南】解答本题可按以下思路进行: (1)圆弧轨道光滑,碰撞前机械能守恒; (2)碰撞过程中动量守恒;

(3)在桌面上滑动过程中克服摩擦所做的功等于动能的减小量。【解析】(1)从圆弧最高点到最低点机械能守恒,有:2

m A v 2=m A gR 可得v=2m/s

(2)在底部和B 相撞,满足动量守恒,有:(m A +m B )v ′=m A v 可得v ′=1m/s

(3)根据动能定理,AB 一起滑动过程有: -μ(m A +m B )g l =0-2

1(m A +m B )v ′2 可得l =0.25m

答案:(1)2m/s (2)1 m/s (3)0.25 m

4.(2014·安徽高考)在光滑水平地面上有一凹槽A,中央放一小物块B 。物块与左右两边槽壁的距离如图所示,L 为1.0m,凹槽与物块的质量均为m,两者之间的动摩擦因数μ为0.05。开始时物块静止,凹槽以v 0=5m/s 初速度向右运动,设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失,且碰撞时间不计。g 取10m/s 2。求:

(1)物块与凹槽相对静止时的共同速度;

(2)从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数;

(3)从凹槽开始运动到两者刚相对静止所经历的时间及该时间内凹槽运动的位移大小。

【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:

(1)物块与凹槽槽壁碰撞的过程中没有能量损失,且碰撞时间不计,故物块与凹槽槽壁碰撞的过程遵循动量守恒定律和能量守恒定律。

(2)从凹槽开始运动到两者刚相对静止的过程,通过克服摩擦力做功,机械能的损失转化为内能。

【解析】(1)设两者相对静止时速度为v,由动量守恒定律得 mv 0=2mv,解得v=2.5m/s 。

(2)物块与凹槽间的滑动摩擦力F f =μF N =μmg, 设两者相对静止前相对运动的路程为s 1,由动能定理得 -F

f s 1=(m+m)v 2-m , 解得s 1=12.5m 。

已知L=1m,可推知物块与右侧槽壁共发生6次碰撞。

(3)设凹槽与物块碰前的速度分别为v 1、v 2,碰后的速度分别为v ′1、v ′2。有

+'=+2121mv mv mv mv 2

2221

2212

1212121v m v m mv mv '+'=+ 解得21v v ='、12

v v ='，即每碰撞一次,凹槽与物块发生一次速度交换,在同一坐标系上两者的v-t 图线如图所示,

根据碰撞次数可分为13段,凹槽、物块的v-t 图像在两条连续的匀变速运动图线间转换,故可用匀变速直线运动的规律求时间。则v=v 0+at,a=-μg,解得t=5s 。凹槽的v-t 图像所包围的阴影部分面积即为凹槽的位移大小s 2。(等腰三角形面积共分13份,第一份面积为0.5L,其余每份面积均为L) L t v

s 5.6)2

(2102+=,解得s 2=12.75m 。

答案:(1)2.5m/s (2)6次 (3)5 s 12.75 m

5.(2014·广东高考)如图所示的水平轨道中,AC 段的中点B 的正上方有一探测

器,C 处有一竖直挡板,物体P 1沿轨道向右以速度v 1与静止在A 点的物体P 2碰撞,并接合成复合体P,以此碰撞时刻为计时零点,探测器只在t 1=2s 至t 2=4s 内工作。已知P 1、P 2的质量都为m=1kg,P 与AC 间的动摩擦因数为μ=0.1,AB 段长L=4m,g 取10m/s 2,P 1、P 2和P 均视为质点,P 与挡板的碰撞为弹性碰撞。

(1)若v 1=6m/s,求P 1、P 2碰后瞬间的速度大小v 和碰撞损失的动能ΔE; (2)若P 与挡板碰后,能在探测器的工作时间内通过B 点,求v 1的取值范围和P 向左经过A 点时的最大动能E 。

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)完全非弹性碰撞中动量守恒,机械能有损失。 (2)在匀减速运动中如何处理加速度的负号问题。 (3)在复杂问题中分段处理问题的技巧。

【解析】(1)P 1和P 2在碰撞时动量守恒,根据动量守恒定律有: mv 1=(m+m)v v=3m/s

碰撞过程中损失的动能:

J v m m mv E 9)(2

12122

1=+-=

? (2)P 1、P 2接合成复合体P 后做匀减速直线运动, a=1m/s 2

根据匀减速直线运动关系,当P 运动到B 点时有: v B =v-at

L a v v B 3)(222

-=-

当t 1=2s 时经过B 点有:

v v = 24)2

()22(

2121-=--v

v v 1=14m/s v=7m/s v B =5m/s 当t 2=4s 时经过B 点有:

v v = 24)2

()42(

2121-=--v

v v 1=10m/s v=5m/s v B =1m/s v 1的取值范围为10m/s ≤v 1≤14m/s 当v 1=14m/s 时,v=7m/s,v B =5m/s

L a v v B A )(22

-=-

22222

/17/)41225(2s m s m aL v v B A =??-=-=

P 向左经过A 点时的最大动能

E=2

1×2m 2A v =17J

答案:(1)3m/s 9J (2)10m/s ≤v 1≤14m/s 17J

6. (2014·山东高考)如图,光滑水平直轨道上两滑块A 、B 用橡皮筋连接,A 的质量为m 。开始时橡皮筋松弛,B 静止,给A 向左的初速度v 0。一段时间后,B 与A 同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A 的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B 的速度的一半。求:

①B 的质量;

②碰撞过程中A 、B 系统机械能的损失。【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)两个物体碰撞过程遵守动量守恒定律; (2)两个物体碰撞过程遵守能量守恒定律。

【解析】①以初速度v 0的方向为正方向,设B 的质量为m B ,A 、B 碰撞后的共同速度为v,由题意知:碰撞前瞬间A 的速度为2

v ,碰撞前瞬间B 的速度为2v,由动量守恒定律得

2()2

B B v

m m v m m v +=+ ① 由①式得

B m

m =

② ②从开始到碰撞后的全过程,由动量守恒定律得 mv 0=(m+m B )v ③

设碰撞过程A 、B 系统机械能的损失为ΔE,则

222111

=()(2)()2222

B B v E m m v m m v ?+-+④

联立②③④式得

201

E mv ?=

答案:①2m ②201

6mv

7.(2014·江苏高考)牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载,A 、B 两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16。分离速度是指碰撞后B 对A 的速度,接近速度是指碰撞前A 对B 的速度。若上述过程是质量为2m 的玻璃球A 以速度v 0碰撞质量为m 的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后A 、B 的速度大小。

【解析】设A 、B 球碰撞后速度分别为v 1和v 2

由动量守恒定律2mv 0=2mv 1+mv 2,由题意知

012=-v v v 解得014817v v =

，022431v v = 答案: 04817v 024

8.(2014·新课标全国卷Ⅱ)现利用图甲所示的装置验证动量守恒定律。在图甲中,气垫导轨上有A 、B 两个滑块,滑块A 右侧带有一弹簧片,左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连;滑块B 左侧也带有一弹簧片,上面固定一遮光片,光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间。

实验测得滑块A 的质量m 1=0.310kg,滑块B 的质量m 2=0.108kg,遮光片的宽度d=1.00cm;打点计时器所用交流电的频率f=50.0Hz 。

将光电门固定在滑块B 的右侧,启动打点计时器,给滑块A 一向右的初速度,使它与B 相碰。碰后光电计时器显示的时间为Δt B =3.500ms,碰撞前后打出的纸带如图乙所示。

若实验允许的相对误差绝对值(碰前总动量

碰撞前后总动量只差×100%)最大为5%,本实验是否

在误差范围内验证了动量守恒定律?写出运算过程。【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:

(1)滑块A 碰撞前后的速度由t

v ??=求得; (2)滑块B 的速度可由B

t d

v ?=2解得; (3)若00500100'

p p δ

,则可验证动量守恒定律。【解析】纸带上打出的相邻点的时间间隔

s f

t 02.01

? 根据t

v ??=

可计算出滑块A 碰撞前后的速度 v 0=2.00m/s,v 1=0.970m/s 滑块A 、B 碰撞后滑块B 的速度

s m t d

v B

/86.22=?=

两滑块碰撞前后的总动量

p=m 1v 0=0.310×2.00kg ·m/s=0.620 kg ·m/s p ′=m 1v 1+m 2v 2=0.610kg ·m/s

两滑块碰撞前后总动量相对误差绝对值为

005006.100100'

<=?-=p

p p δ 因此,本实验在误差允许范围内验证了动量守恒定律。答案:见解析

9.(2014·天津高考)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量m A =4kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计。可视为质点的物块B 置于A 的最右端,B 的质量m B =2kg 。现对A 施加一个水平向右的恒力F=10N,A 运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B 发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A 、B 粘合

在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到v t=2m/s。求:

(1)A开始运动时加速度a的大小;

(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;

(3)A的上表面长度l。

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:

(1)由牛顿第二定律求A的加速度。

(2)根据动量守恒定律求共同速度。

(3)结合动量守恒定律和动能定理求A的长度。

【解析】(1)以A为研究对象,由牛顿第二定律得

F=m A a ①

代入数据解得

a=2.5m/s2②

(2)对A、B碰撞后共同运动t=0.6s的过程,由动量定理得

Ft=(m A+m B)v t-(m A+m B)v ③

代入数据解得

v=1m/s④

(3)设A、B发生碰撞前,A的速度为v A,对A、B发生碰撞的过程,由动量守恒定律有

m A v A=(m A+m B)v ⑤

从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理得:

= 2

A A v m ⑥

联立④⑤⑥式,代入数据解得: l =0.45m

答案:(1)2.5 m/s 2 (2)1m/s (3)0.45m

10.(2014·海南高考)一静止原子核发生α衰变,生成一α粒子及一新核。α粒子垂直进入磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其运动轨迹是半径为R 的圆。已知α粒子的质量为m,电荷量为q;新核的质量为M;光在真空中的速度大小为c 。求衰变前原子核的质量。

【解题指南】解答此题应注意原子核发生衰变前后动量守恒,能量也守恒。【解析】设衰变产生的α粒子的速度大小为v,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律

得R

v m qvB 2

设衰变后新核的速度大小为Ｖ,衰变前后动量守恒,有 0=M Ｖ-mv

设衰变前原子核质量为M 0,衰变前后能量守恒,有

2222202

21mv mc MV Mc c M +++

= 解得]2)(1)[(2

0Mmc qBR m M M +

+= 答案: 22()(m)12m qBR M M c ??

++??

11. (2014·大纲版全国卷)冰球运动员甲的质量为80.0kg 。当他以5.0 m/s 的速度向前运动时,与另一质量为100 kg 、速度为3.0 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短,求: (1)碰后乙的速度的大小;

(2)碰撞中总机械能的损失。

【解题指南】解答本题应把握以下三点:

(1)由于碰撞时间极短,内力远大于外力,动量守恒。 (2)两运动员碰撞前后的动量关系如何用代数式表示。 (3)分清碰撞前后的机械能。

【解析】(1)设运动员甲、乙的质量分别为m 、M,碰撞前的速度大小分别为v 、V,碰撞后乙的速度大小为V ′,取运动员甲速度方向为正方向,由动量守恒定律得

V M MV mv '=-①

代入数据得 s m V /0.1='②

(2)设碰撞过程中总机械能的损失为ΔE,应有

E V M MV mv ?+'=+2222

2121 ③ 联立②③式,代入数据得ΔE=1400J 答案:(1)1.0m/s (2)1 400 J

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B ，B 的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，B 平衡时，弹簧的压缩量为x 0，O 点为弹簧的原长位置．在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A ，距物块B 为3x 0，现让A 从静止开始沿斜面下滑，A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又一起向上运动，并恰好回到O 点(A 、B 均视为质点)，重力加速度为g ．求：（1）A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小；（2）A 、B 相碰前弹簧具有的弹性势能；（3）若在斜面顶端再连接一光滑的半径R ＝x 0的半圆轨道PQ ，圆弧轨道与斜面相切于最高点P ，现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑，与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度，则v 至少为多大时物块A 能沿圆弧轨道运动到Q 点．（计算结果可用根式表示）【答案】20132v gx =01 4 P E mgx =0(2043)v gx =+【解析】试题分析：（1）A 与B 球碰撞前后，A 球的速度分别是v 1和v 2，因A 球滑下过程中，机械能守恒，有： mg （3x 0）sin30°= 1 2 mv 12 解得：103v gx ＝又因A 与B 球碰撞过程中，动量守恒，有：mv 1=2mv 2…② 联立①②得：21011 322 v v gx ＝＝（2）碰后，A 、B 和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒．则有：E P + 1 2 ?2mv 22＝0+2mg?x 0sin30° 解得：E P ＝2mg?x 0sin30°? 1 2?2mv 22=mgx 0?34 mgx 0＝14mgx 0…③ （3）设物块在最高点C 的速度是v C ，

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高考物理动量守恒定律试题经典及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m 、m ，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数恒定．现让甲以速度0v 向着静止的乙运动并发生正碰，且碰撞时间极短，若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，试求：（1）第一次碰撞过程中系统损失的动能（2）第一次碰撞过程中甲对乙的冲量【答案】(1)2 014 mv ；(2) 0mv 【解析】【详解】解：(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为1v 、2v ，之后甲做匀速直线运动，乙以 2v 初速度做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙碰撞，因此两物体在这段时间平均速度相等，有：2 12 v v = 而第一次碰撞中系统动量守恒有：01222mv mv mv =+ 由以上两式可得：0 12 v v = ，20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为：2 2 22012011 11222 2 24 E m v m v mv mv ?=--=g g g g (2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量：200I mv mv =-= 2．(16分）如图,水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过衔接处时速率没有改变。质量m 1=0.40kg 的物块A 从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m 处下滑，并与放在水平木板左端的质量m 2=0.20kg 的物块B 相碰,相碰后物块B 滑行x=4.0m 到木板的C 点停止运动，物块A 滑到木板的D 点停止运动。已知物块B 与木板间的动摩擦因数 =0.20,重力加速度g=10m/s 2,求： (1) 物块A 沿斜槽滑下与物块B 碰撞前瞬间的速度大小； (2) 滑动摩擦力对物块B 做的功； (3) 物块A 与物块B 碰撞过程中损失的机械能。【答案】（1）v 0=4.0m/s （2）W=-1.6J （3）E=0.80J

高中物理动量守恒定律练习题

一、系统、内力和外力┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．系统：相互作用的两个(或多个)物体组成的一个整体。 2．内力：系统内部物体间的相互作用力。 3．外力：系统以外的物体对系统内部的物体的作用力。 [说明] 1．系统是由相互作用、相互关联的多个物体组成的整体。 2．组成系统的各物体之间的力是内力，将系统看作一个整体，系统之外的物体对这个整体的作用力是外力。 ①[填一填]如图，公路上有三辆车发生了追尾事故，如果把前面两辆车看作一个系统，则前面两辆车之间的撞击力是________，最后一辆车对前面两辆车的撞击力是________(均填“内力”或“外力”)。答案：内力外力二、动量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。 2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成： p1＋p2＝或m1v1＋m2v2＝。 3．适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 4．动量守恒定律的普适性动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 [注意] 1．系统动量是否守恒要看研究的系统是否受外力的作用。

2．动量守恒是系统内各物体动量的矢量和保持不变，而不是系统内各物体的动量不变。 ②[判一判] 1．一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒(×) 2．两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒(√) 3．系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零(√) 1.对动量守恒定律条件的理解 (1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 (2)系统受外力作用，但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。 (3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力可以忽略不计，系统的动量近似守恒。 (4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。 2．关于内力和外力的两点提醒 (1)系统内物体间的相互作用力称为内力，内力会改变系统内单个物体的动量，但不会改变系统的总动量。 (2)系统的动量是否守恒，与系统的选取有关。分析问题时，要注意分清研究的系统，系统的内力和外力，这是正确判断系统动量是否守恒的关键。 [典型例题] 例 1.[多选]如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是() A．两手同时放开后，系统总动量始终为零

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典一、动量守恒定律选择题 1．如图所示，一个质量为M 的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m =2M 的小物块．现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v 0的初速度，下列说法正确的是 A ．最终小物块和木箱都将静止 B ．最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为20 3 Mv C ．木箱速度水平向左、大小为0 2v 时，小物块的速度大小为04 v D ．木箱速度水平向右、大小为 03v . 时，小物块的速度大小为023 v 2．如图所示，小车的上面是由中间凸起的两个对称曲面组成，整个小车的质量为m ，原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看做质点的小球质量也为m ，以水平速度v 从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下。关于这个过程，下列说法正确的是（） A ．小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置 B ．小球滑到小车最高点时，小球和小车的动量不相等 C ．小球和小车相互作用的过程中，小车和小球系统动量始终守恒 D ．车上曲面的竖直高度若高于2 4v g ，则小球一定从小车左端滑下 3．如图所示为水平放置的固定光滑平行直轨道，窄轨间距为L ，宽轨间距为2L 。轨道处于竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量分别为m 、2m 的金属棒a 、b 垂直于导轨静止放置，其电阻分别为R 、2R ，现给a 棒一向右的初速度v 0，经t 时间后两棒达到匀速运动两棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，不计导轨电阻，b 棒一直在宽轨上运动。下列说法正确的是（）

A ．a 棒开始运动时的加速度大小为220 3B L v Rm B ．b 棒匀速运动的速度大小为 3 v C ．整个过程中通过b 棒的电荷量为 23mv BL D ．整个过程中b 棒产生的热量为20 3 mv 4．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，质量为m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接,一个质量也为m 的小球从槽高h 处开始下滑,则 A ．在小球从圆弧槽上下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向的动量始终守恒 B ．在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒 C ．在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒 D ．小球离开弹簧后能追上圆弧槽 5．如图所示，质量分别为m 和2m 的A 、B 两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A 紧靠竖直墙．用水平力向左推B 将弹簧压缩，推到一定位置静止时推力大小为F 0，弹簧的弹性势能为E ．在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（） A ．在A 离开竖直墙前，A 、 B 与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒 B ．在A 离开竖直墙前，A 、B 系统动量不守恒，之后守恒 C ．在A 离开竖直墙后，A 、B 速度相等时的速度是223E m D ．在A 离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为 3 E 6．如图所示，物体A 、B 的质量均为m =0.1kg ，B 静置于劲度系数k =100N/m 竖直轻弹簧的上端且B 不与弹簧连接，A 从距B 正上方h =0.2m 处自由下落，A 与B 相碰并粘在一起．弹簧始终在弹性限度内，g =10m/s 2．下列说法正确的是 A ．A B 组成的系统机械能守恒

莆田市《动量守恒定律》单元测试题含答案

莆田市《动量守恒定律》单元测试题含答案一、动量守恒定律选择题 1．如图甲,质量M =0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m =0.2 kg 的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F ,4 s 后撤去力F 。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法正确的是 A ．0~4s 时间内拉力的冲量为3.2 N·s B ．t = 4s 时滑块的速度大小为9.5 m/s C ．木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s D ．2~4s 内因摩擦产生的热量为4J 2．如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为L ，导轨电阻不计，左端接有阻值为R 的电阻，导轨处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m 、电阻不计的导体棒ab ，在垂直导体棒的水平恒力F 作用下，由静止开始运动，经过时间t ，导体棒ab 刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．在这个过程中，下列说法正确的是 A ．导体棒ab 刚好匀速运动时的速度22 FR v B L = B ．通过电阻的电荷量2Ft q BL = C ．导体棒的位移222 44 FtRB L mFR x B L -= D ．电阻放出的焦耳热22222 44 232tRF B L mF R Q B L -= 3．一质量为m 的物体静止在光滑水平面上，现对其施加两个水平作用力，两个力随时间变化的图象如图所示，由图象可知在t 2时刻物体的（）

A ．加速度大小为 t F F m - B ．速度大小为 ()()021t F F t t m -- C ．动量大小为()()0212t F F t t m -- D ．动能大小为()()2 2 0218t F F t t m -- 4．如图所示，质量分别为m 和2m 的A 、B 两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A 紧靠竖直墙．用水平力向左推B 将弹簧压缩，推到一定位置静止时推力大小为F 0，弹簧的弹性势能为E ．在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（） A ．在A 离开竖直墙前，A 、 B 与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒 B ．在A 离开竖直墙前，A 、B 系统动量不守恒，之后守恒 C ．在A 离开竖直墙后，A 、B 速度相等时的速度是223E m D ．在A 离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为 3 E 5．如图所示，将一光滑的、质量为4m 、半径为R 的半圆槽置于光滑水平面上，在槽的左侧紧挨着一个质量为m 的物块.今让一质量也为m 的小球自左侧槽口A 的正上方高为R 处从静止开始落下，沿半圆槽切线方向自A 点进入槽内，则以下结论中正确的是（） A ．小球在半圆槽内第一次由A 到最低点 B 的运动过程中，槽的支持力对小球做负功 B ．小球第一次运动到半圆槽的最低点B 时，小球与槽的速度大小之比为41︰ C ．小球第一次在半圆槽的最低点B 时对槽的压力为133 mg D ．物块最终的动能为 15 mgR 6．如图甲所示，质量M =2kg 的木板静止于光滑水平面上，质量m =1kg 的物块（可视为质点）以水平初速度v 0从左端冲上木板，物块与木板的v -t 图象如图乙所示，重力加速度大小为10m/s 2，下列说法正确的是（）

《动量守恒定律》单元测试题(含答案)

A. B. 3M M ＋m 使沙袋向右摆动且最大摆角仍为 30°.若弹丸质量是沙袋质量的倍，则以下结论中正一单选题（每小题 4 分，共 40 分。） 1．下列说法正确的是( ) A ．动量为零时，物体一定处于平衡状态 B ．动能不变，物体的动量一定不变 C ．物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变 D ．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动 2．一个玻璃杯放在桌面平放的纸条上，要求把纸条从杯子下抽出，如果缓慢拉动纸条，则杯子随纸条移动，若快速抽拉纸条，则杯子不动，以下说法中正确的是( ) A ．缓慢拉动纸条时，杯子受到冲量小 B ．缓慢拉动纸条时，纸对杯子作用力小，杯子也可能不动 C ．快速拉动纸条时，杯子受到的冲量小 D ．快速拉动纸条时，纸条对杯子水平作用力小。 3．为了模拟宇宙大爆炸的情况，科学家们使两个带正电的重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞。若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有：（） A ．大小相同的动量 B ．相同的质量 C ．相同的动能 D ．相同的速率 4．汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是( ) A ．汽车牵引力逐渐增大 B ．汽车输出功率不变 C ．在任意两相等的时间内，汽车动能变化相等 D ．在任意两相等的时间内，汽车动量变化的大小相等 5．甲、乙两人站在光滑的水平冰面上，他们的质量都是M ，甲手持一个质量为 m 的球，现甲把球以对地为 v 的速度传给乙，乙接球后又以对地为 2v 的速度把球传回甲，甲接到球后，甲、乙两人的速度大小之比为( ) 2M M ＋m M －m M 2(M ＋m ) M C. D. 6．如图所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于 O 点．开始时沙袋处于静止，此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出．第一次弹丸的速度为 v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为 30°.当他们第 1 次返回图示位置时，第 2 粒弹丸以水平速度 v2 又击中沙袋， 1 40 确的是( ) A ．v1∶v2＝41∶42 B ．v1∶v2＝41∶83 C ．v2＝v1 D ．v1∶v2＝42∶41 7．一轻杆下端固定一个质量为 M 的小球上，上端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计一切阻力。当小球在最低点时，受到水平的瞬时冲量 I 0，刚好能到达最高点。若小球在最低点受到的瞬时冲量从 I 0 不断增大，则可知 ( )

动量守恒定律的应用(计算题)

动量守恒定律的应用（计算题） 1．一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为M 的盒子,如图1所示.现给盒子一初速度v 0,此后,盒子运动的v-t 图象呈周期性变化,如图2所示.请据此求盒内物体的质量. 答案 M 解析设物体的质量为m,t 0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律 Mv 0=mv ① 3t 0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v 0,说明碰撞是弹性碰撞 2 2 2 121v v m m = ② 联立①②解得m=M ③ (也可通过图象分析得出v 0=v,结合动量守恒,得出正确结果) 2.如图所示，矩形盒B 的质量为M ，底部长度为L ，放在水平面上，盒内有一质量为5 M 可视为质点的物体A ，A 与B 、B 与地面的动摩擦因数均为μ，开始时二者均静止，A 在B 的左端。现瞬间使物体A 获得一向右的水平初速度0v ，以后物体A 与盒B 的左右壁碰撞时， B 始终向右运动。当A 与B 的左壁最后一次碰撞后，B 立刻停止运动，A 继续向右滑行s （ s L <）后也停止运动。（1）A 与B 第一次碰撞前，B 是否运动？（2）若A 第一次与B 碰后瞬间向左运动的速率为1v ，求此时矩形盒B 的速度大小（3）当B 停止运动时，A 的速度是多少？答案 (1) A 与B 第一次碰撞前，A 、B 之间的压力等于A 的重力，即15N M g = A 对 B 的摩擦力15 A B f N M g μμ== 而B 与地面间的压力等于A 、B 重力之和，即1()5B N M M g =+ 地面对B 的最大静摩擦力 65 B B f N M g μμ==

高中物理-《动量守恒定律》章末测试题

高中物理-《动量守恒定律》章末测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分110分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分) 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．如图，质量为3 kg 的木板放在光滑的水平地面上，质量为1 kg 的木块放在木板上，它们之间有摩擦，木板足够长，两者都以4 m/s 的初速度向相反方向运动.当木板的速度为2.4 m/s 时，木块（） A.处于匀速运动阶段 B.处于减速运动阶段 C.处于加速运动阶段 D.静止不动 2．如图所示，位于光滑水平桌面，质量相等的小滑块P 和Q 都可以视作质点，Q 与轻质弹簧相连，设Q 静止，P 以某一初动能E0水平向Q 运动并与弹簧发生相互作用，若整个作用过程中无机械能损失，用E1表示弹簧具有的最大弹性势能，用E2表示Q 具有的最大动能，则（） A ．2 1E E = B ．01E E = C ．2 2E E = D ．02 E E = 3．光滑水平桌面上有两个相同的静止木块（不是紧捱着），枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹，子弹分别穿过两个木块。假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相同，且子弹进入木块前两木块的速度都为零。忽略重力和空气阻力的影响，那么子弹先后穿过两个木块的过程中（） A.子弹两次损失的动能相同 B.每个木块增加的动能相同 C.因摩擦而产生的热量相同 D.每个木块移动的距离不相同 4．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v 0，则( ) A ．小木块和木箱最终都将静止 B ．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C ．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D ．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 P v Q

高中物理动量守恒定律练习题及答案

高中物理动量守恒定律练习题及答案一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图：竖直面内固定的绝缘轨道abc ，由半径R =3 m 的光滑圆弧段bc 与长l =1.5 m 的粗糙水平段ab 在b 点相切而构成，O 点是圆弧段的圆心，Oc 与Ob 的夹角θ=37°;过f 点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E =10 N/C 的匀强电场，Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域efgh ，ef 与Oc 交于c 点，ecf 与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°)，矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场．质量m 2=3×10-3 kg 、电荷量q =3×l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上b 点，质量m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动，P 、Q 碰撞时间极短，碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回．已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=0.5，A 、B 均可视为质点，Q 的电荷量始终不变，忽略空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g =10 m/s 2．求： (1)碰后瞬间，圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ； (2)当β=53°时，物体Q 刚好不从gh 边穿出磁场，求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小B 1； (3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时，要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长，求此最长时间t 及对应的β值．【答案】(1)2 4.610N F N -=? (2)1 1.25B T = (3)127s 360 t π = ,001290143ββ==和【解析】【详解】解：(1)设P 碰撞前后的速度分别为1v 和1v '，Q 碰后的速度为2v 从a 到b ，对P ，由动能定理得：221011111 -22 m gl m v m v μ=- 解得：17m/s v = 碰撞过程中，对P ，Q 系统：由动量守恒定律：111122m v m v m v ' =+ 取向左为正方向，由题意11m/s v =-'，解得：24m/s v =

动量守恒定律部分高考题

动量守恒定律部分高考题 1、在光滑的水平面上，质量为m 1的小球A 以速率0v 向右运动。在小球的前方O 点处有一质量为m 2的小球B 处于静止状态，如图所示。小球A 与小球B 发生正碰后小球A 、B 均向右运动。小球B 被在 Q 点处的墙壁弹回后与小球A 在P 点相遇，PQ ＝1.5PO 。假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m 1/m 2。 2、如图，长木板ab 的b 端固定一档板，木板连同档板的质量为M=4.0 kg ，a 、b 间距离s=2.0 m 。木板位于光滑水平面上。在木板a 端有一小物块，其质量m=1.0 kg ，小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10，它们都处于静止状态。现令小物块以初速s m v /0.40 沿木板向前滑动，直到和档板相碰。碰撞后，小物块恰好回到a 端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。 3、两质量分别为M1和M2的劈A 和B ，高度相同，放在光滑水平面上，A 和B 的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m 的物块位于劈A 的倾斜面上，距水平面的高度为h 。物块从静止滑下，然后双滑上劈B 。求物块在B 上能够达到的最大高度。 4、如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A 、B 、0v

C，质量分别为m B=m c=2m,m A=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。 5.如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为m A=2kg，m B=1kg，m C=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。 6.如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为 m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）。设A以速度v0朝B 运动，压缩弹簧；当AB速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动，假设B 和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，（i）整个系统损失的机械能；（ii）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。 7.在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短:当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ. B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。 8、如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上固定有光滑坡道，坡道顶端局台面高也为h，坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加

经典验证动量守恒定律实验练习题(附答案)

验证动量守恒定律由于v 1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证： m1?OP=m1?OM+m2?(O/N-2r）即可。注意事项： ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、 ⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1?OP=m1?OM+m2?ON，两个小球的直径也不需测量实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m 端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算A的碰前速度，应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得小l车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得：碰前总动量=__________kg·m/s. 碰后总动量=_______kg·m/s 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O 点对齐。（1）碰撞后B球的水平射程应取为______cm. （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：

高中物理动量守恒定律基础练习题及解析

高中物理动量守恒定律基础练习题及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v 向右匀速运动．已知木箱的质量为m ，人与车的总质量为2m ，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求： (1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v 1的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v 2的大小．【答案】①2v ；②23 v 【解析】试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv 1-mv 得12v v = ②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv 1=（m+2m ）v 2 解得223 v v = 考点：动量守恒定律 2．如图所示，质量为M =2kg 的小车静止在光滑的水平地面上，其AB 部分为半径R =0.3m 的光滑 1 4 圆孤，BC 部分水平粗糙，BC 长为L =0.6m 。一可看做质点的小物块从A 点由静止释放，滑到C 点刚好相对小车停止。已知小物块质量m =1kg ，取g =10m/s 2。求：（1）小物块与小车BC 部分间的动摩擦因数；（2）小物块从A 滑到C 的过程中，小车获得的最大速度。【答案】（1）0.5（2）1m/s 【解析】【详解】解：(1) 小物块滑到C 点的过程中，系统水平方向动量守恒则有：()0M m v += 所以滑到C 点时小物块与小车速度都为0 由能量守恒得： mgR mgL μ= 解得：0.5R L μ= =

(2)小物块滑到B 位置时速度最大，设为1v ，此时小车获得的速度也最大，设为2v 由动量守恒得：12mv Mv = 由能量守恒得：221211 22 mgR mv Mv =+ 联立解得： 21/ v m s = 3．两个质量分别为0.3A m kg =、0.1B m kg =的小滑块A 、B 和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小滑块A 粘连，另一端与小滑块B 接触而不粘连.现使小滑块A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度03/v m s =在水平面上做匀速直线运动，如题8图所示.一段时间后，突然解除锁定（解除锁定没有机械能损失），两滑块仍沿水平面做直线运动，两滑块在水平面分离后，小滑块B 冲上斜面的高度为 1.5h m =.斜面倾角 o 37θ=，小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.15μ=，水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g 取210/m s .求：（提示：o sin 370.6=，o cos370.8=）（1）A 、B 滑块分离时，B 滑块的速度大小. （2）解除锁定前弹簧的弹性势能. 【答案】（1）6/B v m s = （2）0.6P E J = 【解析】试题分析：（1）设分离时A 、B 的速度分别为A v 、B v ，小滑块B 冲上斜面轨道过程中，由动能定理有：2 cos 1sin 2 B B B B m gh m gh m v θμθ+?= ① （3分）代入已知数据解得：6/B v m s = ② （2分）（2）由动量守恒定律得：0()A B A A B B m m v m v m v +=+ ③ （3分）解得：2/A v m s = （2分）由能量守恒得： 222 0111()222 A B P A A B B m m v E m v m v ++=+ ④ （4分）解得：0.6P E J = ⑤ （2分）考点：本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律. 4．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝1 kg ，车上另有一个质量为m ＝0.2 kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车以v 0＝8 m/s

动量与动量守恒定律练习题(含参考答案)

高二物理3-5：动量与动量守恒定律 1．如图所示，跳水运动员从某一峭壁上水平跳出，跳入湖水中，已知运动员的质量m ＝70kg ，初速度v 0＝5m/s 。若经过1s 时，速度为v ＝ 5m/s ，则在此过程中，运动员动量的变化量为(g ＝10m/s 2 ，不计空气阻力)：（） A. 700 kg·m/s B. 350 kg·m/s B. C. 350(－1) kg·m/s D. 350(＋1) kg·m/s 2．质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A 球的动量p A =9kg?m/s ，B 球的动量p B =3kg?m/s ．当A 追上B 时发生碰撞，则碰后A 、B 两球的动量可能值是（） A ．p A ′=6 kg?m/s ，p B ′=6 kg?m/s B ．p A ′=8 kg?m/s ，p B ′=4 kg?m/s C ．p A ′=﹣2 kg?m/s ，p B ′=14 kg?m/s D ．p A ′=﹣4 kg?m/s ，p B ′=17 kg?m/s 3．A 、B 两物体发生正碰，碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上运动，其位移—时间图象如图所示。由图可知，物体A 、B 的质量之比为：（） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 3∶1 4．在光滑水平地面上匀速运动的装有砂子的小车，小车和砂子总质量为M ，速度为v 0，在行驶途中有质量为m 的砂子从车上漏掉，砂子漏掉后小车的速度应为：（） A. v 0 B. 0Mv M m - C. 0mv M m - D. ()0M m v M - 5．在光滑水平面上，质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速运动．某时刻小球A 与质量为3m 的静止小球B 发生正碰，两球相碰后，A 球的动能恰好变为原来的14.则碰后B 球的速度大小是( ) A.v 02 B.v 06 C.v 02或v 06 D ．无法确定

历年高考动量试题汇编doc

1 / 38 一．2012年高考题、 1.（2012·新课标理综）如图，小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O 。让球a 静止下垂，将球b 向右拉起，使细线水平。从静止释放球b ，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 60°。忽略空气阻力，求（i ）两球a 、b 的质量之比；（ii ）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b 在碰前的最大动能之比。 .【解析】（i ）设球b 的质量为m 2，细线长为L ，球b 下落至最低点、但未与球a 相碰时的速率为v ，由机械能守恒定律得 2221 2 m gL m v = ① 式中g 是重力加速度的大小。设球a 的质量为m 1；在两球碰后的瞬间，两球共同速度为v '，以向左为正。由动量守恒定律得 212()m v m m v '=+ ② 设两球共同向左运动到最高处时，细线与竖直方向的夹角为θ，由机械能守恒定律得 212121 ()()(1cos )2 m m v m m gL θ'+=+- ③ 联立①②③式得 121m m =- ④ 代入题给数据得 1 2 1m m = ⑤ （ii ）两球在碰撞过程中的机械能损失是 212()(1cos )Q m gL m m gL θ=-+- ⑥ 联立①⑥式，Q 与碰前球b 的最大动能221 ()2 k k E E m v =之比为 122 1(1cos )k m m Q E m θ+=-- ⑦

联立⑤⑦式，并代入题给数据得 2 12 k Q E =- ⑧ 【考点定位】此题考查机械能守恒定律、碰撞、动量守恒定律及其相关知识。 2.（18分）（2012·广东理综物理）图18（a ）所示的装置中，小物块A 、B 质量均为m ，水平面上PQ 段长为l ，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r 的连杆位于图中虚线位置；A 紧靠滑杆（A 、B 间距大于2r ）。随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b ）所示。A 在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。（1）求A 脱离滑杆时的速度u o ，及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。（2）如果AB 不能与弹簧相碰，设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t 1，求ω得取值范围，及t 1与ω的关系式。（3）如果AB 能与弹簧相碰，但不能返回道P 点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p ，求ω的取值范围，及E p 与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。 2.(18分) 解：（1）由题知，A 脱离滑杆时的速度u o =ωr 设A 、B 碰后的速度为v 1，由动量守恒定律 m u o =2m v 1 A 与 B 碰撞过程损失的机械能220 111 222 E mu mv ?=-? 解得 221 8 E m r ω?=

动量守恒定律测试题及解析

动量守恒定律测试题及解析 1.(2019·北京海淀一模)如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤子都静止。假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是( ) A ．连续敲打可使小车持续向右运动 B ．人、车和锤子组成的系统机械能守恒 C ．当锤子速度方向竖直向下时，人和车水平方向的总动量为零 D ．人、车和锤子组成的系统动量守恒解析：选C 人、车和锤子整体看做一个处在光滑水平地面上的系统，水平方向上所受合外力为零，故水平方向上动量守恒，总动量始终为零，当锤子有相对地面向左的速度时，车有向右的速度，当锤子有相对地面向右的速度时，车有向左的速度，故车做往复运动，故A 错误；锤子击打小车时，发生的不是完全弹性碰撞，系统机械能有损耗，故B 错误；锤子的速度竖直向下时，没有水平方向速度，因为水平方向总动量恒为零，故人和车水平方向的总动量也为零，故C 正确；人、车和锤子在水平方向上动量守恒，因为锤子会有竖直方向的加速度，故锤子竖直方向上合外力不为零，竖直方向上动量不守恒，系统总动量不守恒，故D 错误。 2．质量为1 kg 的物体从距地面5 m 高处自由下落，落在正以5 m /s 的速度沿水平方向匀速前进的小车上，车上装有砂子，车与砂的总质量为4 kg ，地面光滑，则车后来的速度为(g ＝10 m/s 2)( ) A ．4 m /s B ．5 m/s C ．6 m /s D ．7 m/s 解析：选A 物体和车作用过程中，两者组成的系统水平方向不受外力，水平方向系统的动量守恒。已知两者作用前，车在水平方向的速度v 0＝5 m/s ，物体在水平方向的速度v ＝0；设当物体与小车相对静止后，小车的速度为v ′，取原来小车速度方向为正方向，则根据水平方向系统的动量守恒得：m v ＋M v 0＝(M ＋m )v ′，解得：v ′＝m v ＋M v 0M ＋m ＝4×51＋4 m /s ＝4 m/s ，故选项A 正确，B 、C 、D 错误。 3．[多选](2020·泸州第一次诊断)在2019年世界斯诺克国际锦标赛中，中国选手丁俊晖把质量为m 的白球以5v 的速度推出，与正前方另一静止的相同质量的黄球发生对心正碰，碰撞后黄球的速度为3v ，运动方向与白球碰前的运动方向相同。若不计球与桌面间的摩擦，则( ) A ．碰后瞬间白球的速度为2v B ．两球之间的碰撞属于弹性碰撞 C ．白球对黄球的冲量大小为3m v D ．两球碰撞过程中系统能量不守恒解析：选AC 由动量守恒定律可知，相同质量的白球与黄球发生对心正碰，碰后瞬间白球的速度为 2v ，故A 正确。碰前的动能为12m (5v )2＝252m v 2，碰后的动能为12m (3v )2＋12m (2v )2＝132 m v 2，两球之间的碰撞不属于弹性碰撞，故B 错误。由动量定理，白球对黄球的冲量I 大小就等于黄球动量的变化Δp ，Δp ＝

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