高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析.docx

高考物理动量守恒定律真题汇编 ( 含答案 ) 及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1． 如图甲所示，物块 A、 B 的质量分别是 mA=4.0kg 和 mB=3.0kg．用轻弹簧拴接，放在光 滑的水平地面上，物块 B 右侧与竖直墙相接触．另有一物块 C 从 t=0 时以一定速度向右运 动，在 t=4s 时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开，物块 C 的 v-t 图象如图乙所 示．求： ①物块 C 的质量？ ②B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能 EP？ 【答案】 （1） 2kg（ 2） 9J 【解析】 试题分析： ① 由图知， C 与 A 碰前速度为 v1＝ 9 m/s，碰后速度为 v2＝ 3 m/s ， C 与 A 碰撞 过程动量守恒． mcv1＝（ mA＋ mC） v2 即 mc＝ 2 kg ② 12 s 时 B 离开墙壁，之后 A、 B、C 及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当 A、 C 与 的速度相等时，弹簧弹性势能最大（mA＋ mC） v3＝（ mA＋ mB＋ mC） v4 Ep＝ 9 J 考点：考查了动量守恒定律，机械能守恒定律的应用 【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题． 2． 如图，足够大的光滑水平面上固定着一竖直挡板，挡板前 L 处静止着质量 m1=1kg 的小 A，质量 m2=2kg 的小球 B 以速度 v0 运动，与小球 A 正碰．两小球可看作质点，小球与小球及小球与挡板的碰撞时间忽略不计，且碰撞中均没有机械能损失．求 (1)第 1 次碰撞后两小球的速度； (2)两小球第 2 次碰撞与第 1 次碰撞之间的时间； (3)两小球发生第 3 次碰撞时的位置与挡板的距离． 【答案】 (1) 4 v0 1 v0 方向均与 v0 相同 (2) 6L (3) 9L 3 3 5v0 【解析】 【分析】 （1）第一次发生碰撞，动量守恒，机械能守恒； （2）小球 A 与挡板碰后反弹，发生第 2 次碰撞，分析好位移关系即可求解； 3）第 2 次碰撞过程中，动量守恒，机械能守恒，从而找出第三次碰撞前的初始条件，分析第 2 次碰后的速度关系，位移关系即可求解． 【详解】 1）设第 1 次碰撞后小球 A 的速度为 v1 ，小球 B 的速度为 v2 ，根据动量守恒定律和机械 能守恒定律 : m2 v0 m1v1 m2v2 1 m2 v02 1 m1v12 1 m2v22 2 2 2 整理得： v1 2m2 v0 ， v2 m2 m1 v0 m1 m2 m1 m2 解得 v1 4 v0 ， v2 1 v0 ，方向均与 v0 相同． 3 3 2 ）设经过时间 t 两小球发生第 2 次碰撞，小球 A B 的路程分别为 x1 、 x2 ，则有 （ 、 x1 v1t ， x2 v2t 由几何关系知： x1 x2 2L 6L 整理得： t 5v0 （3）两小球第 2 次碰撞时的位置与挡板的距离： x L x2 3 L 5 2 次碰前 A 的速度 vA 4 ，B 的速度为 vB 1 以向左为正方向，第 v0 v0 ，如图所示． 3 3 设碰后 A 的速度为 vA ，B 的速度为 vB ．根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有 m1vA m2vB m1vA m2vB ； 1 m1vA2 1 m2 vB2 1 m1vA2 1 m2vB2 2 2 2 2 整理得： vA (m1 m2 ) vA 2m2vB ， vB (m2 m1 )vB 2m1vA m1 m2 m1 m2 解得： vA 8 7 v0 v0 ， vB 9 9 设第 2 次碰后经过时间 t 发生第 3 次碰撞，碰撞时的位置与挡板相距 x ，则 x x vB t ， x x vA t 整理得： x 9L 3． 如图的水平轨道中， 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 P1 沿轨道向右以速度 v1 与静止在 2 P，以此碰撞时刻为计 A 点的物体 P 碰撞，并接合成复合体 时零点，探测器只在 t 1 =2 s 至 2 1 2 m=1 kg，P 与 AC间的 t =4 s 内工作，已知 P 、 P 的质量都为 动摩擦因数为 μ=0.1， AB 段长 L=4 m， g 取 10 m/s2 1 2 和 P 均视为质点， P 与挡板的 ， P 、P 碰撞为弹性碰撞。 (1)若 v1=6 m/s ，求 P1、 P2 碰后瞬间的速度大小 v 和碰撞损失的动能 E； (2)若 P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过 B 点，求 v1 的取值范