【十年高考】2003—高考物理试题分类解析 专题26 动量守恒定律.doc

十年高考(20032012）物理试题分类解析专题26 动量守恒定律一2012年高考题1.（2012福建理综）如图，质量为m的小船在静止水面上以速率v0 向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为_。（填选项前的字母）av0+ v. bv0- vcv0+(v0+v) dv0+(v0-v)v1.【答案】：c【解析】：由动量守恒定律，(m+m) v0=mv-mv，解得v= v0+(v0+v)，选项c正确。2. （2012全国理综）如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是a.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等b.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等c.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同d.发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置2.【答案】：ad【解析】：两球在碰撞前后，水平方向不受外力，故水平两球组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：；又两球碰撞是弹性的，故机械能守恒，即：，解两式得：，可见第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等，选项a正确；因两球质量不相等，故两球碰后的动量大小不相等，选项b错；两球碰后上摆过程，机械能守恒，故上升的最大高度相等，另摆长相等，故两球碰后的最大摆角相同，选项c错；由单摆的周期公式，可知，两球摆动周期相同，故经半个周期后，两球在平衡位置处发生第二次碰撞，选项d正确。【考点定位】此题考查弹性碰撞、单摆运动的等时性及其相关知识。 3. （2012重庆理综）质量为m的人站在质量为2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比。当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下。跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的vt图象为4. (201天津理综)（18分）（1）质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kgm/s，若小球与地面作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为 n。（取g=10m/s2）4.（1）【答案】 (1) 2 10。【解析】小球与地面碰撞前后的动量变化为p=mv-mv=0.24kgm/s-0.2（-6）kgm/s=2 kgm/s。由动量定理，小球受到地面的作用力f=p/t=10n。【考点定位】 本题主要考查动量变化的计算、动量定理，意在考查考生具体问题中应用知识的能力。5.（a组）（2012上海物理）a、b两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，a质量为5kg，速度大小为10m/s，b质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为_kgm/s。两者碰撞后，a沿原方向运动，速度大小为4m/s，则b的速度大小为_m/s。【答案】：40 10 【解析】：它们的总动量大小为510 kgm/s-25 kgm/s =40kgm/s.。由动量守恒定律，510 kgm/s-25 kgm/s =54 kgm/s+2v kgm/s，解得v=20 m/s。【考点定位】此题考查动量守恒定律及其相关知识。6.（2012山东理综）光滑水平轨道上有三个木块a、b、c，质量分别为、，开始时b、c均静止，a以初速度向右运动，a与b相撞后分开，b又与c发生碰撞并粘在一起，此后a与b间的距离保持不变。求b与c碰撞前b的速度大小。5.【答案】【解析】设a与b碰撞后，a的速度为，b与c碰撞前b的速度为，b与v碰撞后粘在一起的速度为，由动量守恒定律得对a、b木块： 对b、c木块： 由a与b间的距离保持不变可知 联立上述各式，代入数据得 abo6.（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。 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，由机械能守恒定律得 联立式得 代入题给数据得 （ii）两球在碰撞过程中的机械能损失是 联立式，q与碰前球b的最大动能之比为 联立式，并代入题给数据得 【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。二2011年高考题1. （2011上海物理）光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连。开始时a球静止，b球以一定速度运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在此过程中两球的总动量 (填“守恒”或“不守恒”)；机械能 (填“守恒”或“不守恒”)。答案：守恒 不守恒 解析：在此过程中两球所受合外力为零，总动量守恒；在绳被拉紧的瞬间，由机械能损失，机械能不守恒。2（2011山东理综卷）如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。（不计水的阻力） 3（2011新课标卷35题（2）如图，abc三个木块的质量均为m。置于光滑的水平面上，bc之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连，将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把bc紧连，是弹簧不能伸展，以至于bc可视为一个整体，现a以初速度v0沿bc的连线方向朝b运动，与b相碰并粘合在一起，以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使c与a，b分离，已知c离开弹簧后的速度恰为v0，求弹簧释放的势能。4.（2011海南物理卷19题（2）一质量为2m的物体p静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为l；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体p相对静止。重力加速度为g。求（i）木块在ab段受到的摩擦力f；（ii）木块最后距a点的距离s。【解析】：（i）设木块和物体p共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得： 由得：（ii）由动量守恒可知，木块返回与物体p第二次达到共同速度与第一次相同，对全过程由能量守恒得：由得：【点评】此题考查动量守恒定律和能量守恒定律。三2010年高考题1 (2010新课标)如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为.使木板与重物以共同的速度向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为g. 解析：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙。 木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒，有： ，解得： 木板在第一个过程中，用动量定理，有： 用动能定理，有： 木板在第二个过程中，匀速直线运动，有： 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t1+t2=+=2（2010山东理综）如图所示，滑块质量均为，滑块质量为。开始时分别以的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将无初速地放在上，并与粘合不再分开，此时与相距较近，与挡板碰撞将以原速率反弹，与碰撞将粘合在一起。为使能与挡板碰撞两次，应满足什么关系？四2009年高考题1.（2009年福建卷）29（2）一炮艇总质量为m，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v/，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是 。（填选项前的编号） 答案：2（2009宁夏理综）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。 解析：设物块到达劈a的低端时，物块和a的的速度大小分别为和v，由机械能守恒和动量守恒得 设物块在劈b上达到的最大高度为，此时物块和b的共同速度大小为，由机械能守恒和动量守恒得 联立式得 3、（2009年山东卷）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，a、b、c，质量分别为mb=mc=2m,ma=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。答案：9v0/5【解析】设共同速度为v，球a和b分开后，b的速度为vb,由动量守恒定律有 ,联立这两式得b和c碰撞前b的速度为vb=9v0/5。五2008年高考题1 (2008海南物理第19题)一置于桌面上质量为m的玩具炮，水平发射质量为m的炮弹炮可在水平方向自由移动当炮身上未放置其它重物时，炮弹可击中水平地面上的目标a；当炮身上固定一质量为m0的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标b炮口离水平地面的高度为h如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求b、a两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。六2007年高考题1.（2007海南物理）一速度为v的高速粒子（）与同方向运动的氖核（）发生弹性正碰，碰后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。解析：设a粒子与氖核的质量分别为ma与mne，氖核在碰撞前后的速度分别为vne与。由动量守恒与机械能守恒定律，有七2006年高考题2006天津卷.如图所示，坡道顶端距水平面高度为h，质量为m1的小物块a从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使a制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线m处的墙上，另一端与质量为m2的档板相连，弹簧处于原长时，b恰好位于滑道的末端o点。a与b碰撞时间极短，碰撞后结合在一起共同压缩弹簧。已知在om段a、b与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求（1）物块a在档板b碰撞瞬间的速度v的大小；（2）弹簧最大压缩时为d时的弹性势能ep（设弹簧处于原长时弹性势能为零）。bahom【解析】（16分）【备考提示】：本题涉及了机械能守恒、动能、弹性势能用能量守恒等知识点，考查了考生理解、分析、推理的能力，并能灵活用上述概念和规律，解决实际问题的能力。八2005年高考题24（18分）（2005北京春招）下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶。司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下。事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为l，撞车后共同滑行的距离。假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同。已知卡车质量m为故障车质量m的4倍。 （1）设卡车与故障车相障前的速度为v1，两车相撞后的速度变为v2，求； （2）卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施，事故就能免于发生。24（18分） （1）由碰撞过程动量守恒mv1=(m+m)v2 则 能够免于发生。九2004年高考题1（14分）（2004广东物理，16）一质量为m的小球，以初速度沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30的固定斜面上，并立即反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的，求在碰撞中斜面对小球的冲量大小解析：小球在碰撞斜面前做平抛运动.设刚要碰撞斜面时小球速度为.由题意，的方向与竖直线的夹角为30，且水平分量仍为0，如右图.由此得=20 碰撞过程中，小球速度由变为反向的碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，斜面对小球的冲量为 由、得 十2003年高考题1（2003春季高考）有一炮竖直向上发射炮弹，炮弹的质量为m6.0kg（内含炸药的质量可以忽略不计），射出的初v060m/s。当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m4.0kg。现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以r600m为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？（g10/s2，忽略空气阻力）解析：（24分）设炮弹止升到达最高点的高度为h，根据匀变速直线运动规律，有 abv0图1cffmott0 3t0 5t0图23.（2003江苏物理）图1所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端栓一小物块a，上端固定在c点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为m0的子弹b沿水平方向以速度v0射入a内（未穿透），接着两者一起绕c点在竖直面内做圆周运动。在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力f随时间t的变化关系如图2所示。已知子弹射入的时