高考物理动量守恒定律练习题及解析.docx

高考物理动量守恒定律练习题及解析 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 v1 的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度 v2 的大小． 【答案】 ① v ； ② 2v 2 3 【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 v1 v 2 ② 小明接木箱的过程中动量守恒，有 mv+2mv1 =（m+2m ） v2 解得 v2 2v 3 考点：动量守恒定律 2． 如图所示，质量为 M=1kg 上表面为一段圆弧的大滑块放在水平面上，圆弧面的最底端 刚好与水平面相切于水平面上的  B 点， B 点左侧水平面粗糙、右侧水平面光滑，质量为 m=0.5kg 的小物块放在水平而上的 A 点，现给小物块一个向右的水平初速度 v0=4m/s ，小物 块刚好能滑到圆弧面上最高点 C 点，已知圆弧所对的圆心角为 53°， A、B 两点间的距离为 L=1m，小物块与水平面间的动摩擦因数为  μ =0.，2重力加速度为  g=10m/s 2．求： (1)圆弧所对圆的半径  R； (2)若  AB 间水平面光滑，将大滑块固定，小物块仍以  v0=4m/s  的初速度向右运动，则小物 块从  C 点抛出后，经多长时间落地  ? 【答案】 （1） 1m （ 2） t 4 282 s 25 【解析】 【分析】 根据动能定理得小物块在 B 点时的速度大小 ；物块从 B 点滑到圆弧面上最高点 C 点的过 程，小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒，根据动量守恒和系统机械能守恒求出 圆弧所对圆的半径 ；，根据机械能守恒求出物块冲上圆弧面的速度 ，物块从 C 抛出后，根据运动的合成与分解求落地时间 ； 【详解】 解： (1)设小物块在 B 点时的速度大小为 v1 ，根据动能定理得： mgL 1 mv02 1 mv12 2 2 设小物块在 B 点时的速度大小为 v2 ，物块从 B 点滑到圆弧面上最高点 C 点的过程，小物块 与大滑块组成的系统水平方向动量守恒，根据动量守恒则有： mv1 (m M )v2 根据系统机械能守恒有： 1 mv12 1 (m M )v22 mg ( R R cos530 ) 2 2 联立解得： R 1m (2)若整个水平面光滑，物块以 v0 的速度冲上圆弧面，根据机械能守恒有： 1 mv02 1 mv32 mg ( R R cos530 ) 2 2 解得： v3 2 2m / s 物块从 C 抛出后，在竖直方向的分速度为： vy v3 sin 53 8 2m / s 5 这时离体面的高度为： h R R cos53 0.4m h vyt 1 gt 2 2 解得： t 4 2 82 s 25 3． 在图所示足够长的光滑水平面上，用质量分别为  3kg 和  1kg 的甲、乙两滑块，将仅与甲 拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态．乙的右侧有一挡板  P.现将两滑块由静止释放，当弹簧 恢复原长时，甲的速度大小为  2m/s ，此时乙尚未与  P 相撞． ①求弹簧恢复原长时乙的速度大小； ②若乙与挡板 P 碰撞反弹后，不能再与弹簧发生碰撞．求挡板 P 对乙的冲量的最大值． 【答案】 v 乙 ＝ 6m/s. I ＝8N 【解析】 【详解】 1 左的方向为正方向，由动量守恒定律可得： 又知 联立以上方程可得 ，方向向右。 2）乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞，则说明乙反弹的的速度最大为由动量定理可得，挡板对乙滑块冲量的最大值为： 4．在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球 A、B、 C， 三球的质量分别为 mA=1kg、 mB=2kg、 mC=6kg，初状态 BC球之间连着一根轻质弹簧并处于 静止， B、C 连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态， A 球以 v0=9m/s 的速度向左运动， 与同一杆上的 B 球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求： 1） A 球与 B 球碰撞中损耗的机械能； 2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能； 3）在以后的运动过程中 B 球的最小速度． 【答案】（ 1） ；（ 2） ；（ 3）零． 【解析】 试题分析：（ 1） A、 B 发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有： 碰后 A、 B 的共同速度 损失的机械能 2） A、 B、C 系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧