高考物理动量守恒定律技巧小结及练习题及解析

1、高考物理动量守恒定律技巧小结及练习题及解析一、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 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vi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】v;史23【解析】试题分析：取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mvi-mv得Vi 小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mvi = (m+2m) V2解得v2型3考点：动量守恒定律2.运载

2、火箭是人类进行太空探索的重要工具，一般采用多级发射的设计结构来提高其运载能力。某兴趣小组制作了两种火箭模型来探究多级结构的优越性，模型甲内部装有Am=100g的压缩气体，总质量为 M=l kg,点火后全部压缩气体以 vo =570 m/s的速度从底部喷口在极短的时间内竖直向下喷出；模型乙分为两级，每级内部各装有 的压缩气体，每级总2质量均为 M,点火后模型后部第一级内的全部压缩气体以速度必从底部喷口在极短时间2内竖直向下喷出，喷出后经过2s时第一级脱离，同时第二级内全部压缩气体仍以速度vo从第二级底部在极短时间内竖直向下喷出。喷气过程中的重力和整个过程中的空气阻力忽略不计，g取10 m/s2,

3、求两种模型上升的最大高度之差。【答案】116.54m0 M m v甲0 M m v甲mv0200.56 m mm0 M 丫乙1v0 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 22, v 甲 1085 h 甲= m2g 9对模型乙第一级喷气解得：v乙1 30 m2s 末：v 乙 1 二 v乙 1 gt 10 ms22v乙 1 v之1h乙 1 二40m 2g对模型乙第一级喷气：Mm、 m乙 2v0222解得：v乙2 = 670 ms2uv2uv乙2h乙2二2g22445m81277.10m可得： h生可得： h生i+h乙29440h甲二m 116.54m。8

4、13.如图所示,在倾角为3.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, 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3x0,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：11A、B相碰后瞬间的共同速度的大小；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= xo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

5、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)V2 _1V2一 j3gXo Epmgxo v(20 4.3) gx04【解析】试题分析：(1) A与B球碰撞前后，A球的速度分别是vi和V2,因A球滑下过程中，机 械能守恒，有：mg (3x0)sin30 = ；mv12解得：v1=j3gx0又因A与B球碰撞过程中，动量守恒，有：mvi=2mv211 .联立 得：v2= v1= j3gx022(2)碰后，A、B和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒.一 一 1贝 U有：Ep+ ?2mv22 = O+2mg?X0sin302

6、解得：Ep= 2mg?xosin30 ?2mv22=mgxo - mgxo= - mgx0- v临界当n=3时，va v临界即发生3次碰撞后小球返回到最高点时与竖直方向的夹角将小于45.考点：动量守恒定律；机械能守恒定律.专题：压轴题.分析：先根据机械能守恒定律求出小球返回最低点的速度，然后根据动量守恒定律和机械 能守恒定律求出碰撞后小球的速度，对速度表达式分析，求出碰撞n次后的速度表达式,再根据机械能守恒定律求出碰撞n次后反弹的最大角度，结合题意讨论即可.点评：本题关键求出第一次反弹后的速度和反弹后细线与悬挂点的连线与竖直方向的最大角度，然后对结果表达式进行讨论，得到第n次反弹后的速度和最大

7、角度，再结合题意求解. 一列火车总质量为 M,在平直轨道上以速度 v匀速行驶，突然最后一节质量为 m的车 厢脱钩，假设火车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当最后一节车厢刚好静止时， 前面火车的速度大小为多少？【答案】Mv/（M-m）【解析】【详解】因整车匀速运动，故整体合外力为零；脱钩后合外力仍为零，系统的动量守恒.取列车原来速度方向为正方向.由动量守恒定律，可得 Mv M m v m 0解得，前面列车的速度为 v v-；M m.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 科使木板与重物以共同的速度 V。向

8、右运动，某时刻木板与墙发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后木板以原速率反弹.设木板足够 长，重物始终在木板上.重力加速度为g.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间4V。3g【解析】解：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V,动量守恒，有： TOC o 1-5 h z c、口 而2mv0 - mv0= （2m+m） v, 解得： v=-木板在第一个过程中，用动量定理，有： mv - m （ - v。）=科2mgt HYPERLINK l b

9、ookmark80 o Current Document _12 12用动能te理，有： -mv -=-2mgs木板在第二个过程中，匀速直线运动，有：s=vt2r r ）t _, .L心 r、2 Vf 2 Vn 4 V n木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t i+t2= 一-+-=一-一一-一_ 入工L，W答：木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间为【点评】本题是一道考查动量守恒和匀变速直线运动规律的过程复杂的好题，正确分析出 运动规律是关键.11. （18分）、如图所示，固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道，轨道半径为R,平台上静止放着两个滑块A、B,其质量mA=m, m

10、B=2m,两滑块间夹有少量炸药。平台右侧有一小车，静止在光滑的水平地面上，小车质量M=3m ,车长L=2R车面与平台的台面等高，车面粗糙，动摩擦因数=0.2,右侧地面上有一立桩，立桩与小车右端的距离为S, S在0S U1=5*2Mg 2所以，滑块B会从小车滑离。1分3R讨论：当, 不时，滑块B克服摩擦力做功为凡=加昌(工+ ) = 0. 4西(23+ S)1分3R52R所以，滑块会从小车滑离。1分则滑块共速后在小车运动时克服摩擦力做功为mgRWf2 = mg(L-AS) =上。1分所以，当 。U 不时，滑块B克服摩擦力做功为吗= +八口 =11mR 1 分考点：牛顿第二定律动能定理动量守恒功1

11、2.在竖直平面内有一个半圆形轨道ABC,半彳仝为R,如图所示，A、C两点的连线水平，B点为轨道最低点.其中AB部分是光滑的，BC部分是粗糙的.有一个质量为m的乙物体静 止在B处，另一个质量为 2m的甲物体从A点无初速度释放，甲物体运动到轨道最低点与 乙物体发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后结合成一个整体，甲乙构成的整体滑上BC轨道，最高运动到 D点，OD与OB连线的夹角0 60甲、乙两物体可以看作质点，重力加 速度为g,求：(1)甲物与乙物体碰撞过程中，甲物体受到的冲量.(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，甲乙构成的整体对轨道最低点的压力.(3)甲乙构成的整体从 B运动到D的过程中，摩擦力对其做的功

12、.【答案】(1) 2mJ2gR,方向水平向右.(2)压力大小为： mg,方向竖直向313_下.(3)Wf= - mgR .【解析】【分析】(1)先研究甲物体从 A点下滑到B点的过程，根据机械能守恒定律求出A刚下滑到B点时的速度，再由动量守恒定律求出碰撞后甲乙的共同速度，即可对甲，运用动量定理求甲物与 乙物体碰撞过程中，甲物体受到的冲量.(2)甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，对于甲乙构成的整体，由牛顿第二定律求出轨道对整体 的支持力，再由牛顿第三定律求得整体对轨道最低点的压力.(3)甲乙构成的整体从 B运动到D的过程中，运用动量定理求摩擦力对其做的功.【详解】1甲物体从A点下滑到B点的过程，根据机械能守恒定律得：2mgR - 2mv2,2解得：Vo 演，甲乙碰撞过程系统动量守恒，取向左方向为正，根据动量守恒定律得：2mv0 m 2m mv ,. 一 2 -解得：v . 2gR ,3 -甲物与乙物体碰撞过程，对甲，由动量定理得：I甲2mv 2mv02 m,2gR ，方3,向：水平向右；2甲物体与乙物体碰撞后的瞬间，对甲乙构成的整体,2由牛顿第二定律得：F m 2mg m 2m ,R-17