2017高考物理动量守恒定律10个模型最新模拟题精选训练专题07物快木板叠放体模型含解析

1、学必求其心得，业必贵于专精动量守恒的十种模型精选训练 7动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的规律之 一,它不仅适用于宏观、低速领域，而且适用于微观、 高速领域。通过对最新高考题和模拟题研究，可归纳出命题的十种模型。七.物快木板叠放体模型【模型解读】木板放在光滑水平面上，物快在木板上运 动，相互作用的是摩擦力，系统动量守恒.物快在木板上 相对运动过程中，摩擦生热，产生热量 Q=fs,式中s为 二者相对运动路程.例7。如图所示，平板车P的质量为M，小物快Q的质 量为m,大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止 在光滑水平地面上,一不可伸长的轻质细绳长为 R,一端 悬于Q的正上方高为R处，另一端系

2、一质量也为 m的 小球(大小不计),今将小球拉至悬线与竖直位置成 60 0 角，由静止释放，小球到达最低点时与 Q碰撞的时间极 短，且无能量损失，已知 Q离开平板车时速度大小是平 板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为 g M: m=4:1,重力加速度为g.求：(1)小球到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大； (2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大；(3汗板车P的长度为多少？学必求其心得，业必贵于专精【名师解析】(1)小球由静止摆到最低点的过程中，机械能守恒则有:( 1-COS0C & )二!四吟2解得小物块到达晟低点与碰撞之前瞬间的速度是：W二必。(2)小球与物块Q相撞时，没有能量

3、损失，满足动量守 恒,机械能守恒，则有：mv0= mvi+mvQ2 mvo2= 2 mvi2+ ; mvQ2由以上两式解得1 vi=0 v vq= v= JgR小物块Q在平板车上滑行的过程中，满足动量守恒，设Q离开平板车时平板车的速度为 v,则有：mvQ=Mv+m 2V 又知 M : m=4 ： 1联立解得小物块Q离开平板车时平板车的速度为：11 v= -vq=-项。 66(3)小物块Q在平板车P上滑动的过程中，部分动能 转化为内能，由能的转化和守恒定律，知：N mgL2mvQ2-：Mv22 m (2v) 2,解得平板车P的长度为：L=7R18学必求其心得，业必贵于专精【点评】此题涉及三个物体

4、三个过程，分别为小球由静 止摆到最低点的机械能守恒过程，小球与小物快的碰撞 过程（动量守恒，动能守恒），小物块Q在平板车上滑行 的过程（动量守恒，机械能不守恒）。对于多物体多过 程问题，要根据题述物理过程，正确选择系统和过程， 运用相关物理规律列方程解答。针对训练题1。【黑龙江省牡丹江市第一中学2017届高三上学期开学摸底考试物理试题】如图所示，质量m=2kg的滑块（可 视为质点），以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑 水平面的平板小车，若平板小车质量 M=3kg,长L=4.8m.滑块在平板小车上滑移1.5s后相对小车静止.求：io滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数;iio若要滑块不滑离小

5、车，滑块的初速度不能超过多少（g 取 10m/s2）【参考答案】0.2V0 472m/s学必求其心得，业必贵于专精1名师解析通渭上平板小车到与平板小车相对静止设速度为所 据动量守恒定律；而玲=(加+材)巧对芭由动量定理:_Rmgt-酬明-/飞解得：9=0.2ii .设当滑块刚滑到平板小车的右端时，两者恰有共同速度为V2由动量守恒定律：mv0 (m M )v2一 1 一 212mgL mv0 (m M )v2 22解得:v 4 2m/s考点：考查了动量守恒，动能定理【名师点睛】以滑块与小车组成的系统为研究对象，系 统所受合外力为零，由动量守恒定律可以求出它们共同 运动时的速度，对滑块由动量定理可

6、以求出动摩擦因 数.根据能量守恒定律求出滑块的最大初速度.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go求：学必求其心得，业必贵于专精(1)木块在ab段受到的摩擦力f;(2)木块最后距a点的距离s。学必求其心得，业必贵于专精cpf【名师解析】(1)由动量守恒定律,me v()= mA Va+ (mB + me) v解

7、得：Va=0o 5m/so(2)由动量守恒定律，me v0= ( mB +mA) Va+ meve解得：Ve= 5。5m/so4。(2017长春质检)如图所示，在光滑的水平面上静止 着一个质量为4m的木板B,B的左端静止着一个质量为2m的物块A,已知A、B之间的动摩擦因数为u,现有 质量为m的小球以水平速度v0.o飞来与A物块碰撞后1立即以大小为3v0的速率弹回，在整个过程中物块 A始 终未滑离木板B,且物块A可视为质点，求：相对B静止后的速度；木板B至少多长？学必求其心得，业必贵于专精【名师解析】CD谩小球峦与物块上碰撞后a的速度为以以阿的方向为正方向下由动量守恒定律得批产-工,:5心也口设

8、物块A与木班E共同的速度 由动量守恒定律得2 Ml=（2面的2 m,22解上两式可得-用。设也在口上滑过的距离为j由能的转化和守恒定律得2 *贴=- 2svC （2讨在假） /22解得二27堰5。（2017唐山第一次调研）质量m1=1kg的木板放在光滑水平地面上，质量 m2=0o 2kg的木块置于木板的 右端，木板与木块之间的动摩擦因数吁0。3.某时刻二者同时开始运动，木板的初速度v01=3m/s,水平向右； 木块的初速度v02=1m/s,水平向左；如图所示。已知重 力加速度g=10m/s2,小木块可视为质点.求： （1）木块的速度减为零时，木板的速度；为保证木块的速度能达到2m/s ,木板至

9、少需要多长？Ln I ” FL rij P FF F学必求其心得，业必贵于专精【名师解析】C1)由动量守恒定律得 a卅i roa朝鼻二a匕 解得：v=2.8m/s由已4踪件可知j当木块的速度达到加餐时，方向应向右。设此时木板速度为Hj由动量守恒定 律得颐,琦I -12= 曲历4 曲 嗓5r 由能量守恒定律得 1 a 1 2 1 a 1 2 一 曲 l f S鹏a= ffiLH + 一崎若 一制不工上 2222联立解得：厂工加。6. (2017天津静海一中质检)如图所示是固定在水平地 面上的横截面为“ 口”形的光滑长直导轨槽，槽口向上 (图为俯视图).槽内放置一个木质滑块，滑块的左半部是 半径为

10、R的半圆柱形光滑凹槽，木质滑块的宽度为2R, 比“口”形槽的宽度略小,现有半径r (rR)的金 属小球以水平初速度v0=4m/s冲向滑块 从滑块的一侧 半圆形槽口边缘进入.已知金属小球的质量为m=1kg,木质滑块的质量为M=3kg,整个运动过程中无机械能损 失.求：(1)当金属小球滑离木质滑块时，金属小球的速度v1和木质滑块的速度v2各是多大；(2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右 端A点时，金属小球的对地速度大小.学必求其心得，业必贵于专精V1【名师解析】(1股滑离时小球和滑块的速度分别为 和V2,选择向右为正方向，由动量守恒：得 vi= 2m/s, V2=2m/s即金属小球和木质

11、滑块的速度的大小均为2m/s(2)设小球过人点时沿轨道方向两者有共同速度打沿切向方向速度为，则；尹说 4m储+/ ?)+ylv?得 v=lm/s V二 23nt/s金属小减的对地速度大小V* =Vv$+v/ 2713m/s答：(1)当金属小球滑高木质滑城时：金属小球的速度n和木质涓块的速度的各是五=-加/力”=2/中 (2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时，金属小球的对地速度大小是/谣A.7。(2017天津静海一中调研)如图，用两根等长的细线 分别悬挂两个弹性球 A、B,球A的质量为2m,球B的质 量为9m,一颗质量为m的子弹以速度Vo水平射入球A, 并留在其中，子弹与球A作

12、用时间极短；设A、B两球 作用为对心弹性碰撞.求：(i)子弹与A球作用过程中，子弹和 A球系统损失的 机械能；(ii) B球被碰撞后，从最低点运动到最高点过程中，合外 力对B球冲量的大小.学必求其心得，业必贵于专精盘00A B【考点】动量守恒定律；功能关系.【分析】(1)子弹射进A球，水平方向不受外力，动量守 恒；根据能量守恒可求机械能损失；(2)子弹与A形成的整体和B两球碰撞时，动量守恒； 根据摆动过程中动量的变化用动量定理求合外力对 B 球冲.【名师解析】(1)子弹射进A球，水平方向不受外力，动 量守恒，以向右为正方向： mv0=(m+2m ) v 由能量守恒有春武春m+2m) /+由解得

13、：(2)子弹与A形成的整体和B两球碰撞时，动量守恒，以向右为正方向：3mv=3mvi+9mv21 g 17 I 7弹性碰撞，由机械能守恒有 矛如丫而3叫后9% 由解得：血4%学必求其心得，业必贵于专精根据摆动过程中动量的变化用动量定理有：I=AP=0-39mv2= 所以合外力对B球冲量大小为弓眼口，方向向左.答：(1)子弹与A球作用过程中，子弹和 A球系统损 失的机械能为反4；(2) B球被碰撞后，从最低点运动到最高点过程中，合 外力对B球冲量的大小为!叫.1名师解析谩木块和物体P共同速度为一两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和靠量守恒得: 西用=5*2切%通用“二一肖段面，口 江西T*/工22联立解得；合必我.3L(2)木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次 相同(动量守恒