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物理动量守恒定律练习题20 篇

一、高考物理精讲专题动量守恒定律

1．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．乙的右侧有一挡板恢复原长时，甲的速度大小为 2m/s ，此时乙尚未与

P.现将两滑块由静止释放，当弹簧 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）当弹簧恢复原长时，设甲乙的速度分别为

左的方向为正方向，由动量守恒定律可得：

和，对两滑块及弹簧组成的系统，设向

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：

2．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m A=1kg、 m B=2kg、 m C=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，弹簧的弹性势能最大

根据动量守恒定律有：

三者共同速度

最大弹性势能

（3）三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，速，A、 B 的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故A、 B 在前， C 在后．此后C 向左加A、 B 继续向左减速，若能减速到零

则再向右加速．

弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有：

根据机械能守恒定律：

此时 A、 B 的速度，C的速度

可知碰后A、B 已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的，故

的最小速度为零．

考点：动量守恒定律的应用，弹性碰撞和完全非弹性碰撞．

【名师点睛】 A、 B 发生弹性碰撞，碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒，结合动量守恒定

律和机械能守恒定律求出 A 球与 B 球碰撞中损耗的机械能．当B、C 速度相等时，弹簧伸

长量最大，弹性势能最大，结合B、 C 在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性

势能．弹簧第一次恢复原长时，由系统的动量守恒和能量守恒结合解答

B

3．如图甲所示，物块A、 B 的质量分别是m A=4.0kg

和m B=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E P

？

【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． m c v1＝（ m A＋ m C） v2

即 m c＝ 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B的速度相等时，弹簧弹性势能最大

（m A＋ m C） v3＝（ m A＋ m B＋ m C） v4

得E p＝ 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．

4．两个质量分别为m A0.3kg、m B0.1kg 的小滑块A、 B 和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小滑块 A 粘连，另一端与小滑块 B 接触而不粘连 . 现使小滑块 A 和 B 之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v0 3m / s 在水平面上做匀速直线运动，如题8图所示 . 一段时间后，突然解除锁定（解除锁定没有机械能损失），两滑块仍沿水平面做直

线运动，两滑块在水平面分离后，小滑块 B 冲上斜面的高度为h 1.5m .斜面倾角37o，小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.15 ，水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g 取10m / s2. 求：（提示：sin 37o0.6 ， cos37 o0.8 ）

（1） A、 B 滑块分离时， B 滑块的速度大小 .

（2）解除锁定前弹簧的弹性势能 .

【答案】（ 1）v B6m / s（2）E P0.6 J

【解析】

试题分析：（ 1）设分离时 A、B 的速度分别为v A、v B，

小滑块 B 冲上斜面轨道过程中，由动能定理有：m B gh m B gh cos1m B v B2①（3

sin2

分）

代入已知数据解得：v B6m / s②（ 2 分）

（2）由动量守恒定律得：(m A m B )v0m A v A m B v B③（3 分）

解得： v A 2m / s（2 分）

由能量守恒得：1

(m A m B )v02E P

1

m A v A2

1

m B v B2④（ 4 分）222

解得： E P 0.6J⑤（ 2 分）

考点：本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律.

5．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 的小球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．

416L

【答案】 (1) v0v0方向均与v0相同(2)(3) 9L

335v0

【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 : m2v0m1v1m2v2

1

m2 v021

m1v12

1

m2v22

222

整理得： v12m2v0， v2m2m 1 v0

m1m2m1m2

解得 v 1

4

v 0 ， v 2

1

v 0 ，方向均与 v 0 相同．

3 3

（ ）设经过时间 t 两小球发生第

2次碰撞，小球 、 B 的路程分别为

x 1 、 x 2 ，则有 2

A

x 1 v 1t ， x 2 v 2t

由几何关系知： x 1 x 2

2L

整理得： t

6L

5v 0

（3）两小球第

2 次碰撞时的位置与挡板的距离：

x

L x 2 3

L

5

以向左为正方向，第

2 次碰前 A 的速度

v A

4

v 0 ，B 的速度为 v B

1

v 0 ，如图所示．

3 3

设碰后 A 的速度为 v A ，B 的速度为 v B ．根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有

m 1v A m 2v B m 1v A

m 2v B ； 1

m 1v A

2

1

m 2 v B 2

1

m 1v A

2

1

m 2v B 2

2 2 2 2

整理得： v A

(m 1 m 2 ) v A

2m 2v

B ，

v B

(m 2 m 1 )v B 2m 1v A

m 1 m 2

m 1 m 2

解得：

8

7

v A

9

v

0 ，

v B

9

v

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 v B t ，

x x v A t

整理得： x

9L

6． 如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置

U 形滑板

N ，滑板两端为半径

R=0． 45m

的 1/4 圆弧面． A 和 D 分别是圆弧的端点，

BC 段表面粗糙，其余段表面光滑．小滑

块

P 1 和

P 2 的质量均为 m ．滑板的质量 M=4m ， P 1 和 P 2 与 BC 面的动摩擦因数分别为 μ 1=0． 10

和

μ2 =0． 20，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．开始时滑板紧靠槽的左端，

P 2 静止在粗糙

面的 B 点， P 1 以 v 0=4． 0m/s 的初速度从 A 点沿弧面自由滑下，与

P 2 发生弹性碰撞后，

P 1 处

在粗糙面 B 点上．当

P 2 滑到 C 点时，滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连，

P 2 继续运

动，到达

D 点时速度为零．

P

1 与

P 2 视为质点，取

g=10m/s 2．问：

（1） P1和 P2碰撞后瞬间 P1、 P2的速度分别为多大？

（2） P2在 BC段向右滑动时，滑板的加速度为多大？

（3） N、 P1和 P2最终静止后， P1与 P2间的距离为多少？

【答案】（ 1）v10 、 v2 5m/s（2）a20.4m/s 2（ 3）△ S=1． 47m 【解析】

试题分析：（ 1） P1滑到最低点速度为v1，由机械能守恒定律有：1

mv02mgR

1

mv12 22

解得： v1=5m/s

P 、P 碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为v1、 v2 12

则由动量守恒和机械能守恒可得：mv1mv1mv2

1

mv121

mv12

1

mv22

222

解得： v10 、 v25m/s

（2） P 向右滑动时，假设 P 保持不动，对P 有： f =μ mg=2m（向左）21222

设 P1、 M的加速度

为a2；对 P1、 M有： f= （ m+M） a2

a2

m f

M

2m0.4m/s 2

5m

此时对 P1有： f 1=ma2=0． 4m＜ f m=1． 0m，所以假设成立．

故滑块的加速度为0． 4m/s 2；

（3） P2滑到 C 点速度为v2，由mgR1mv22

2

得v2 3m/s

P1、P2碰撞到 P2滑到 C 点时，设 P1、 M速度为 v，由动量守恒定律得：mv2(m M )v mv2

解得： v=0． 40m/s

对 P 、 P 、 M为系统：

1212 2 L mv2( m M ) v

12

22

代入数值得： L=3． 8m

v2

滑板碰后， P1向右滑行距离：s10.08m

2a1

P2向左滑行距离：s2v

22 2.25m 2a2

所以 P1、 P2静止后距离：△S=L-S1-S 2=1． 47m

考点：考查动量守恒定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系；牛顿第二定律；机械能守恒定律．

【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目，难度较大；要求学生能正确分析过程，并能灵活应用功能关系；合理地选择研究对象及过程；对学生要求较高．

7．28．如图所示，质量为 m a=2kg 的木块 A 静止在光滑水平面上。一质量为m b= lkg 的木块 B 以初速度 v0=l0m/s 沿水平方向向右运动，与 A 碰撞后都向右运动。木块 A 与挡板碰撞后立即反弹（设木块 A 与挡板碰撞过程无机械能损失）。后来木块 A 与 B 发生二次碰撞，碰后 A、 B 同向运动，速度大小分别为1m/s、 4m/s 。求：木块 A、 B 第二次碰撞过程中系统损失的机械能。

【答案】 9J

【解析】试题分析：依题意，第二次碰撞后速度大的物体应该在前，由此可知第二次碰后

A、 B 速度方向都向左。

第一次碰撞，规定向右为正向m B v0=m B v B+m A v A

’’

第二次碰撞，规定向左为正向m A v A-m B v B= m B v B +m A v A

得到 v A=4m/s v B=2m/s

E=9J

考点：动量守恒定律；能量守恒定律.

视频

8．装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击．通过对

一下简化模型的计算可以粗略说明其原因．质量为 2m、厚度为 2d 的钢板静止在水平光滑桌面上．质量为 m 的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿．现把钢板分成

厚度均为 d、质量均为 m 的相同两块，间隔一段距离水平放置，如图所示．若子弹以相同的

速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深

度．设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞不计重力影

响．

【答案】

【解析】

设子弹初速度为v0，射入厚度为2d 的钢板后，

由动量守恒得：mv0=(2m＋ m)V（ 2 分）

此过程中动能损失为：ΔE＝ f ·2d=12－12分）

mv 0× 3mV（ 2

损

22

12

解得ΔE＝mv 0

3

分成两块钢板后，设子弹穿过第一块钢板时两者的速度分别为v1和 V1： mv 1＋mV1＝ mv 0

因为子弹在射穿第一块钢板的动能损失为

ΔE 1＝ f ·d= mv 2

（ 1 分），

损

由能量守恒得：

1

m v 12 ＋ 1 mV 12 ＝ 1 mv 20 －ΔE 损 1（ 2 分）

2

2 2

且考虑到 v 1 必须大于 V 1，

解得： v 1＝ (

1

3

) v 0

2

6

设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为

V 2，

由动量守恒得： 2mV 2 ＝mv 1（ 1 分）

损失的动能为： E ＝′

1

mv 12

－

1

2

2

2

× 2mV （ 2

分）

联立解得：

E ＝′

1

(1

3

) × 2

mv 0

2

2

因为

E ＝′f ·x （ 1 分），

可解得射入第二钢板的深度

x 为： （ 2 分）

子弹打木块系统能量损失完全转化为了热量，相互作用力乘以相对位移为产生的热量，以系统为研究对象由能量守恒列式求解

9． （ 1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到

108K 时，可

以发生“氦燃烧”。

①完成“氦燃烧”的核反应方程：

2

4

He ___

48

Be γ。

② 48 Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.6 ×10 -16 s 。一定质量的 48 Be ，经 7.8 ×10-16 s

后所剩下的 48 Be 占开始时的

。

（2）如图所示，光滑水平轨道上放置长木板 （上表面粗糙）和滑块

，滑块

B 置于

A 的

= 2kg

A

C

左端，三者质量分别为

m A 、

m B = 1kg

、

。开始时

静止， 、 一起以

m C = 2kg

C

A B

v 0 = 5m / s 的速度匀速向右运动， A 与 C 发生碰撞（时间极短）后

C 向右运动，经过一

段

时间， A 、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 碰撞。求 A 与 C 发生碰撞后

瞬间 A 的速度大小。

【答案】（ 1）① 42 He （或

） ② 1

（或 12.5%）

8

【解析】（ 1）①由题意结合核反应方程满足质量数和电荷数守恒可得答案。

②由题意可知经过 3 个半衰期，剩余的48Be的质量m m0(1)31m0。

28

（2）设碰后 A 的速度为v A， C 的速度为v C , 由动量守恒可得m A v0m A v A m C v C,碰后 A、 B满足动量守恒，设A、 B 的共同速度为v1，则m A v A m B v0(m A m B )v1

由于 A、 B整体恰好不再与C碰撞，故

v1 v C

联立以上三式可得v A=2m/s。

【考点定位】（1）核反应方程，半衰期。

（2）动量守恒定律。

10．如图所示，木块2的水平桌面的最右端，木块12左m 静止在高 h=0． 45 m m 静止在距m 0

=6． 25 m 处．现木块1m2侧 s m 在水平拉力 F 作用下由静止开始沿水平桌面向右运动，与

12

发生弹性正碰．碰后2

碰前瞬间撤去 F， m 和 m m 落在水平地面上，落点距桌面右端水平

距离 s=l ．2 m．已知 m1=0． 2 kg ， m2 =0 ． 3 kg ， m1与桌面的动摩擦因素为0． 2．（两个木块都可以视为质点，g=10 m／ s2）求：

（1）碰后瞬间 m2的速度是多少？

（2） m1碰撞前后的速度分别是多少？

（3）水平拉力 F 的大小？

【答案】（ 1） 4m/s（ 2） 5m/s ； -1m/s（3）0．8N

【解析】

试题分析：（ 1） m2做平抛运动，则：h= 1

gt 2；2

s=v2t ；

解得 v2=4m/s

（2）碰撞过程动量和能量守恒：m1v=m1v1+m2v2

1

m1v2= 1

m1v12+

1

m2v22

222

代入数据解得：v=5m/s v1=-1m/s

（3） m1碰前 :v 2=2as

F m1 g m1a

代入数据解得：F=0． 8N

考点：动量守恒定律；能量守恒定律；牛顿第二定律的应用

【名师点睛】此题关键是搞清两个物体的运动特征, 分清物理过程；用动量守恒定律和能量

守恒定律结合牛顿定律列出方程求解．

11．如图所示，物块质量m=4kg，以速度v=2m/s 水平滑上一静止的平板车上，平板车质量

M=16kg，物块与平板车之间的动摩擦因数μ =0.，2其他摩擦不计（g=10m/s2），求：

（1）物块相对平板车静止时，物块的速度；

（2）物块在平板车上滑行的时间；

（3）物块在平板车上滑行的距离，要使物块在平板车上不滑下，平板车至少多长？

【答案】（ 1） 0.4m/s （2）（ 3）

【解析】

解：物块滑下平板车后，在车对它的摩擦力作用下开始减速，车在物块对它的摩擦力作用

下开始加速，当二者速度相等时，物块相对平板车静止，不再发生相对滑动。

（1）物块滑上平板车的过程中，二者组成的系统动量守恒，取v 的方向为正方向。mv=（M+m ） v′，，即物块相对平板车静止时，物块速度为0.4m/s 。（2）由动量定理，

（3）物块在平板车上滑行时，二者都做匀变速直线运动，且运动时间相同，因此，对物块，对板车，物块在板车上滑行的距离，要使物块在平板车上不滑下，平板车至少长0.8m 。

本题考查的是对动量守恒定律和动量定理问题的应用，根据动量守恒定律可求出物块相对平

板车静止时的速度，再由动量定理得到时间；由匀变速直线运动的特点，可得结果。

12．如图所示，粗细均匀的圆木棒

量均为 m， A 和 B 间的滑动摩擦力为A 下端离地面高 H，上端套着一个细环 B．A 和 B 的质f，

且 f＜ mg．用手控制 A 和 B 使它们从静止开始自由

A A

间极短，空气阻力不计，运动过程中 A 始终呈竖直状态．求：若 A 再次着地前 B 不脱离A， A 的长度应满足什么条件？

【答案】

【解析】

试题分析：设木棒着地时的速度为，因为木棒与环一起自由下落，则木棒

弹起竖直上升过程中，由牛顿第二定律有：对木棒：

，方向竖直向下

解得：

对环：

解得方向竖直向下

可见环在木棒上升及下降的全过程中一直处于加速运动状态，所以木棒从向上弹起到再次着地的过程中木棒与环的加速度均保持不变

木棒在空中运动的时间为

在这段时间内，环运动的位移为

要使环不碰地面，则要求木棒长度不小于x，即

解得：

考点：考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用

【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力

高中物理-动量守恒定律教案

高中物理-动量守恒定律（一） ★新课标要求 （一）知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围 （二）过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 （三）情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件． ★教学方法 教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ很可能具有特别的物理意义。 （二）进行新课 1．动量（momentum）及其变化 （1）动量的定义：物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位：kg·m/s 读作“千克米每秒”。 理解要点： ①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。 师：大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念. ②矢量性：动量的方向与速度方向一致。 师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生

的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。 （2）动量的变化量： 定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1矢量差 【例1（投影）】 一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？ 【学生讨论,自己完成。老师重点引导学生分析题意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材,解答略】 2．系统内力和外力 【学生阅读讨论,什么是系统？什么是内力和外力？】 （1）系统：相互作用的物体组成系统。 （2）内力：系统内物体相互间的作用力 （3）外力：外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释,引发学生思考和讨论,加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件： 两球碰撞时除了它们相互间的作用力（系统的内力）外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 3．动量守恒定律（law of conservation of momentum） （1）内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ （2）注意点： ①研究对象：几个相互作用的物体组成的系统（如：碰撞）。 ②矢量性：以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向； ③同一性（即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的） ④条件：系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力；当F内＞＞F外时,系统动量可视为守恒； 思考与讨论： 如图所示,子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块, 此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中,

高中物理动量守恒定律解题技巧及练习题

高中物理动量守恒定律解题技巧及练习题 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd 和ef 两个光滑半圆形导轨，c 与e 端由导线连接，一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行ce 由静止下落，并恰好从ce 端进入凹槽，整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。已知磁场的磁感应强度B=0.5T ，导轨的间距与导体棒的长度均为L=0.5m ，导轨的半径r=0.5m ，导体棒的电阻R=1Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s 2，不计空气阻力。 (1)求导体棒刚进入凹槽时的速度大小； (2)求导体棒从开始下落到最终静止的过程中系统产生的热量； (3)若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为16J ，求导体棒第一次通过最低点时回路中的电功率。 【答案】(1) 210/v m s = (2)25J (3)9W 4 P = 【解析】 【详解】 解：(1)根据机械能守恒定律，可得：212 mgh mv = 解得导体棒刚进入凹槽时的速度大小：210/v m s = (2)导体棒早凹槽导轨上运动过程中发生电磁感应现象，产生感应电流，最终整个系统处于静止，圆柱体停在凹槽最低点 根据能力守恒可知，整个过程中系统产生的热量：()25Q mg h r J =+= (3)设导体棒第一次通过最低点时速度大小为1v ，凹槽速度大小为2v ，导体棒在凹槽内运动时系统在水平方向动量守恒，故有：12mv Mv = 由能量守恒可得： 22 12111()22 mv mv mg h r Q +=+- 导体棒第一次通过最低点时感应电动势：12E BLv BLv =+ 回路电功率：2 E P R =

高中物理-动量守恒常见模型练习

高中物理-动量守恒常见模型练习 一、弹性碰撞 1．如图,一条滑道由一段半径R ＝0.8 m 的14 圆弧轨道和一段长为L ＝3.2 m 水平轨道MN 组成,在M 点处放置一质量为m 的滑块B ,另一个质量也为m 的滑块A 从左侧最高点无初速度释放,A 、B 均可视为质点．已知圆弧轨道光滑,且A 与B 之间的碰撞无机械能损失(取g ＝10 m/s 2)． （1）求A 滑块与B 滑块碰撞后的速度v A ′和v B ′； （2）若A 滑块与B 滑块碰撞后,B 滑块恰能达到N 点,则MN 段与B 滑块间的动摩擦因数 μ的大小为多少？ 二、非弹性碰撞 2．如图所示,质量m ＝1.0 kg 的小球B 静止在光滑平台上,平台高h ＝0.80 m ．一个质量为M ＝2.0 kg 的小球A 沿平台自左向右运动,与小球B 发生正碰,碰后小球B 的速度v B ＝6.0 m/s,小球A 落在水平地面的C 点,DC 间距离s ＝1.2 m ．求： (1)碰撞结束时小球A 的速度v A ； (2)小球A 与小球B 碰撞前的速度v 0的大小． 三、完全非弹性碰撞 3．如图所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN 为直径且与水 平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A 以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的质量与A 相同的小球B 发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N 为2R.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求： (1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t ； (2)小球A 冲进轨道时速度v 的大小． 2、爆炸 1、碰撞

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析

高中物理动量守恒定律练习题及答案及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．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 0，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3x 0，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： （1）A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小； （2）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 ＝x 0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） 【答案】20132v gx =01 4 P E mgx =0(2043)v gx =+【解析】 试题分析：（1）A 与B 球碰撞前后，A 球的速度分别是v 1和v 2，因A 球滑下过程中，机械能守恒，有： mg （3x 0）sin30°= 1 2 mv 12 解得：103v gx ＝ 又因A 与B 球碰撞过程中，动量守恒，有：mv 1=2mv 2…② 联立①②得：21011 322 v v gx ＝＝ （2）碰后，A 、B 和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒． 则有：E P + 1 2 ?2mv 22＝0+2mg?x 0sin30° 解得：E P ＝2mg?x 0sin30°? 1 2?2mv 22=mgx 0?34 mgx 0＝14mgx 0…③ （3）设物块在最高点C 的速度是v C ，

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图，一质量为M 的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后，以水平速度v 0/2 射出.重力加速度为g.求： （1）此过程中系统损失的机械能； （2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离． 【答案】(1)2 0138m E mv M ???=- ??? (2)02mv h s M g = 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析：（1）设子弹穿过物块后物块的速度为V ，由动量守恒得 mv 0=m +MV ① 解得 ② 系统的机械能损失为 ΔE = ③ 由②③式得 ΔE = ④ （2）设物块下落到地面所需时间为t ，落地点距桌面边缘的水平距离为s ,则 ⑤ s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S = ⑦ 考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．

点评：本题采用程序法按时间顺序进行分析处理，是动量守恒定律与平抛运动简单的综合，比较容易． 2．如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R ＝0.5m ，物块A 以v 0＝6m/s 的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q ，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上P 处静止的物块B 碰撞，碰后粘在一起运动，P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L ＝0.1m ，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ＝0.1，A 、B 的质量均为m ＝1kg(重力加速度g 取10m/s 2；A 、B 视为质点，碰撞时间极短)． (1)求A 滑过Q 点时的速度大小v 和受到的弹力大小F ； (2)若碰后AB 最终停止在第k 个粗糙段上，求k 的数值； (3)求碰后AB 滑至第n 个(n ＜k )光滑段上的速度v n 与n 的关系式． 【答案】(1)5m/s v =, F ＝22 N (2) k ＝45 (3)90.2m/s ()n v n n k =-＜ 【解析】 ⑴物块A 从开始运动到运动至Q 点的过程中，受重力和轨道的弹力作用，但弹力始终不做功，只有重力做功，根据动能定理有：－2mgR ＝－ 解得：v ＝ ＝4m/s 在Q 点，不妨假设轨道对物块A 的弹力F 方向竖直向下，根据向心力公式有：mg ＋F ＝ 解得：F ＝ －mg ＝22N ，为正值，说明方向与假设方向相同。 ⑵根据机械能守恒定律可知，物块A 与物块B 碰撞前瞬间的速度为v 0，设碰后A 、B 瞬间一起运动的速度为v 0′，根据动量守恒定律有：mv 0＝2mv 0′ 解得：v 0′＝ ＝3m/s 设物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为s ，根据动能定理有：－2μmgs ＝0－ 解得：s ＝ ＝4.5m 所以物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的 ＝45倍，即

动量守恒定律中的典型模型

动量守恒定律中的典型模型 1、子弹打木块模型包括木块在长木板上滑动的模型，其实是一类题型，解决方法基本相同。一般要用到动量守恒、动量定理、动能定理及动力学等规律，综合性强、能力要求高，是高中物理中常见的题型之一，也是高考中经常出现的题型。 例1：质量为2m、长为L的木块置于光滑的水平面上，质量为m的子弹以初速度V0水平向右射穿木块后，速度为V0/2。设木块对子弹的阻力F恒定。求： （1）子弹穿过木块的过程中木块的位移 （2）若木块固定在传送带上，使木块随传送带始终以恒定速度u

3、弹簧木块模型 例5、质量为m 的物块甲以3m/s 的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m 的物体乙以4m/s 的速度与甲相向运动，如图所示。则（ ） A ．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，由于弹力作用，动量 不守恒 B ．当两物块相距最近时，甲物块的速率为零 C ．当甲物块的速率为1m/s 时，乙物块的速率可能为2m/s ，也可能为0 D ．甲物块的速率可能达到5m/s 例6、如图所示，光滑的水平面上有m A =2kg ，m B = m C =1kg 的三个物体，用轻弹簧将A 与B 连接．在A 、C 两边用力使三个物体靠近，A 、B 间的弹簧被压缩，此过程外力做功72 J ，然后从静止开始释放，求： （1）当物体B 与C 分离时，B 对C 做的功有多少？ （2）当弹簧再次恢复到原长时，A 、B 的速度各是多大？ 例7、如图所示,光滑水平地面上静止放置两由弹簧相连木块A 和B,一质量为m 子弹,以速度v 0,水平击中木块A,并留在其中,A 的质量为3m,B 的质量为4m. (1)求弹簧第一次最短时的弹性势能 (2)何时B 的速度最大，最大速度是多少？ 4、碰撞、爆炸、反冲 Ⅰ、碰撞分类（两物体相互作用，且均设系统合外力为零） （1）按碰撞前后系统的动能损失分类，碰撞可分为弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞． （2）弹性碰撞前后系统动能相等．其基本方程为① m 1v 1+m 2v 2=m 1 v 1'+m 2 v 2' ② 222211222211'2 1'212121v m v m v m v m +=+ ． （3）A 、B 两物体发生弹性碰撞，设碰前A 初速度为v 0，B 静止，则基本方程为 ① m A v 0=m A v A +m B v B ，② 2 220212121B B A A A v m v m v m += 可解出碰后速度0v m m m m v B A B A A +-= ，

高中物理动量守恒定律练习题

一、系统、内力和外力┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．系统：相互作用的两个(或多个)物体组成的一个整体。 2．内力：系统内部物体间的相互作用力。 3．外力：系统以外的物体对系统内部的物体的作用力。 [说明] 1．系统是由相互作用、相互关联的多个物体组成的整体。 2．组成系统的各物体之间的力是内力，将系统看作一个整体，系统之外的物体对这个整体的作用力是外力。 ①[填一填]如图，公路上有三辆车发生了追尾事故，如果把前面两辆车看作一个系统，则前面两辆车之间的撞击力是________，最后一辆车对前面两辆车的撞击力是________(均填“内力”或“外力”)。 答案：内力外力 二、动量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。 2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成： p1＋p2＝或m1v1＋m2v2＝。 3．适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 4．动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 [注意] 1．系统动量是否守恒要看研究的系统是否受外力的作用。

2．动量守恒是系统内各物体动量的矢量和保持不变，而不是系统内各物体的动量不变。 ②[判一判] 1．一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒(×) 2．两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒(√) 3．系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零(√) 1.对动量守恒定律条件的理解 (1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 (2)系统受外力作用，但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。 (3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力可以忽略不计，系统的动量近似守恒。 (4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。 2．关于内力和外力的两点提醒 (1)系统内物体间的相互作用力称为内力，内力会改变系统内单个物体的动量，但不会改变系统的总动量。 (2)系统的动量是否守恒，与系统的选取有关。分析问题时，要注意分清研究的系统，系统的内力和外力，这是正确判断系统动量是否守恒的关键。 [典型例题] 例 1.[多选]如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是() A．两手同时放开后，系统总动量始终为零

高三物理动量守恒定律教案

高三物理动量守恒定律教案 1、知识与技能：掌握运用动量守恒定律的一般步骤。 2、过程与方法：知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。 3、情感、态度与价值观：学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。 (一)引入新课 动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(①F合=0(严格条件)②F内远大于F外(近似条件，③某方向上合力为0，在这个方向上成立。) (二)进行新课 1、动量守恒定律与牛顿运动定律 用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。 (1)推导过程：

根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是： 根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即 F1= - F2 所以： 碰撞时两球间的作用时间极短，用表示，则有： 代入并得 这就是动量守恒定律的表达式。 (2)动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年

人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又守恒了。 2、应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法 (1)分析题意，明确研究对象 在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。 (2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析 弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。 (3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态

高中物理动量守恒定律试题类型及其解题技巧

高中物理动量守恒定律试题类型及其解题技巧 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．运载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△m=100 g 的压缩气体，总质量为M=l kg ，点火后全部压缩气体以v o =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2 m ? 的压缩气体，每级总质量均为 2 M ，点火后模型后部第一级内的全部压缩气体以速度v o 从底部喷口在极短时间内竖直向下喷出，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v o 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 ／s 2，求两种模型上升的最大高度之差。 【答案】116.54m 【解析】对模型甲： ()00M m v mv =-?-?甲 21085=200.5629 v h m m g =≈甲甲 对模型乙第一级喷气： 10022 m m M v v ??? ?=-- ???乙 解得： 130m v s =乙 2s 末： ‘ 11=10m v v gt s -=乙乙 22 11 1'=402v v h m g -=乙乙乙 对模型乙第一级喷气： ‘120=)2222 M M m m v v v ??--乙乙（ 解得： 2670= 9 m v s 乙 2 2222445=277.10281 v h m m g =≈乙乙 可得： 129440 += 116.5481 h h h h m m ?=-≈乙乙甲。 2．如图甲所示，物块A 、B 的质量分别是 m A =4.0kg 和m B =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：

高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题

高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．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v 0=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v 0=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）4282 25 t s = 【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1v ，根据动能定理得：22011122 mgL mv mv μ= - 设小物块在B 点时的速度大小为2v ，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：12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有：22 01211()(cos53)22 mv m M v mg R R =++- 联立解得：1R m = (2)若整个水平面光滑，物块以0v 的速度冲上圆弧面，根据机械能守恒有： 22 00311(cos53)22 mv mv mg R R =+- 解得：322/v m s = 物块从C 抛出后，在竖直方向的分速度为：38 sin 532/5 y v v m s =?= 这时离体面的高度为：cos530.4h R R m =-?=

高中物理动量守恒定律解题技巧讲解及练习题(含答案)

高中物理动量守恒定律解题技巧讲解及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．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）当弹簧恢复原长时，设甲乙的速度分别为和，对两滑块及弹簧组成的系统，设向左的方向为正方向，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： 2．如图甲所示，物块A、B的质量分别是m A=4.0kg和m B=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E P？ 【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．m c v1＝（m A＋m C）v2 即m c＝2 kg ②12 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B的速度相等时，弹簧弹性势能最大

高中物理动量守恒定律练习题及答案

高中物理动量守恒定律练习题及答案 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图：竖直面内固定的绝缘轨道abc ，由半径R =3 m 的光滑圆弧段bc 与长l =1.5 m 的粗糙水平段ab 在b 点相切而构成，O 点是圆弧段的圆心，Oc 与Ob 的夹角θ=37°;过f 点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E =10 N/C 的匀强电场，Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域efgh ，ef 与Oc 交于c 点，ecf 与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°)，矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场．质量m 2=3×10-3 kg 、电荷量q =3×l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上b 点，质量m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动，P 、Q 碰撞时间极短，碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回．已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=0.5，A 、B 均可视为质点，Q 的电荷量始终不变，忽略空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g =10 m/s 2．求： (1)碰后瞬间，圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ； (2)当β=53°时，物体Q 刚好不从gh 边穿出磁场，求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小B 1； (3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时，要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长，求此最长时间t 及对应的β值． 【答案】(1)2 4.610N F N -=? (2)1 1.25B T = (3)127s 360 t π = ,001290143ββ==和 【解析】 【详解】 解：(1)设P 碰撞前后的速度分别为1v 和1v '，Q 碰后的速度为2v 从a 到b ，对P ，由动能定理得：221011111 -22 m gl m v m v μ=- 解得：17m/s v = 碰撞过程中，对P ，Q 系统：由动量守恒定律：111122m v m v m v ' =+ 取向左为正方向，由题意11m/s v =-'， 解得：24m/s v =

高三物理选修35动量守恒定律知识梳理

动量守恒定律 一、 考情分析 考试大纲 考纲解读 1． 动 量 守 恒 定 律 Ⅱ 2．弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ 1．动量守恒定律的应用是本章重点、 高考热点，动量、动量的变化量两个 概念常穿插在规律中考查． 2．在高考题中动量守恒定律常与能量的转化和守恒定律结合，解决碰撞、打击、反冲、滑块摩擦等问题，还要重视动量守恒与圆周运动、核反应的结合． 二、考点知识梳理 （一）、动量守恒定律 1、内容：___________________________________________，即作用前的总动量与作用后的总动量相等．表达式为：_______________________ 用牛顿第三定律和动量定理推导动量守恒定律： 如图14-2-1所示，在光滑水平桌面上有两个匀速运动的球，它们的质量分别是m 1和m 2，速度分别是v 1和v 2，而且v 1＞v 2。则它们的总动量(动量的矢量和)P ＝p 1+p 2＝m 1v 1+m 2v 2。经过一定时间m 1追上m 2，并与之发生 碰撞，设碰后二者的速度分别为,1v 和,2v ，此时它们的动量的矢量和，即总动量'22'11'2'1'v m v m p p p +=+= 下面从动量定理和牛顿第三定律出发讨论p 和p′有什么关系。 设碰撞过程中两球相互作用力分别是F 1和F 2，力的作用时间是t 。 根据动量定理，m 1球受到的冲量是F 1t ＝m 1v′1-m 1v 1；m 2球受到的冲量是F 2t ＝m 2v′2-m 2v 2。 根据牛顿第三定律，F 1和F 2大小相等，方向相反，即F 1t ＝-F 2t 。 则有： m 1v′1-m 1v 1＝-(m 2v′2-m 2v 2) 整理后可得： 14-2-1

高中物理动量守恒定律题20套(带答案)

高中物理动量守恒定律题20套(带答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ，上表面粗糙，在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B 、C 静止在水平面上．现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ，一段时间后，以0 2 v 滑离B ，并恰好能到达C 的最高点．A 、B 、C 的质量均为m ．求： （1）A 刚滑离木板B 时，木板B 的速度； （2）A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ； （3）圆弧槽C 的半径R ； （4）从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能． 【答案】（1） v B ＝04v ；（2）20516v gL μ=（3）2064v R g =（4）20 1532 mv E ?= 【解析】 【详解】 (1)对A 在木板B 上的滑动过程，取A 、B 、C 为一个系统，根据动量守恒定律有： mv 0＝m 2 v ＋2mv B 解得v B ＝ 4 v (2)对A 在木板B 上的滑动过程，A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量 2 220001 11()2()22224 v v mgL mv m m μ?＝－－ 解得20 516v gL μ= (3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程，A 、C 系统水平方向上动量守恒，则有： 2 mv ＋mv B ＝2mv A 、C 系统机械能守恒： 22200111 ()()222242 v v mgR m m mv +-?＝ 解得2 64v R g = (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程，A 、C 系统水平方向上动量守恒

高中物理动量守恒定律试题经典

高中物理动量守恒定律试题经典 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v 1的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v 2的大小． 【答案】①2v ；②23 v 【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12v v = ②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv 1=（m+2m ）v 2 解得223 v v = 考点：动量守恒定律 2．如图所示，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m 、m ，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数恒定．现让甲以速度0v 向着静止的乙运动并发生正碰，且碰撞时间极短，若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，试求： （1）第一次碰撞过程中系统损失的动能 （2）第一次碰撞过程中甲对乙的冲量 【答案】(1)2 014 mv ；(2) 0mv 【解析】 【详解】 解：(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为1v 、2v ，之后甲做匀速直线运动，乙以 2v 初速度做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙碰撞，因此两物体在这段时间平均速 度相等，有：2 12 v v = 而第一次碰撞中系统动量守恒有：01222mv mv mv =+

由以上两式可得：0 12 v v = ，20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为：2 2 22012011 11222 2 24 E m v m v mv mv ?=--=g g g g (2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量：200I mv mv =-= 3．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ，上表面粗糙，在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B 、C 静止在水平面上．现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ，一段时间后，以0 2 v 滑离B ，并恰好能到达C 的最高点．A 、B 、C 的质量均为m ．求： （1）A 刚滑离木板B 时，木板B 的速度； （2）A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ； （3）圆弧槽C 的半径R ； （4）从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能． 【答案】（1） v B ＝04v ；（2）20516v gL μ=（3）2064v R g =（4）20 1532 mv E ?= 【解析】 【详解】 (1)对A 在木板B 上的滑动过程，取A 、B 、C 为一个系统，根据动量守恒定律有： mv 0＝m 2 v ＋2mv B 解得v B ＝ 4 v (2)对A 在木板B 上的滑动过程，A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量 2 220001 11()2()22224 v v mgL mv m m μ?＝－－ 解得20 516v gL μ= (3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程，A 、C 系统水平方向上动量守恒，则有： 2 mv ＋mv B ＝2mv A 、C 系统机械能守恒：

高考物理复习：动量守恒定律

高考物理复习：动量守恒定律 1.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：总动量m /s kg 405210521?=?-?=-=v M v M p B A ； 碰撞过程中满足动量守恒，21 21v M v M v M v M B A B A '+'=-，代入数据可得： v B =10m/s 2.2011年上海卷 22A.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：本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律。两球在光滑水平地面上，外力和为零，故系统的总动量守恒。由于绳子在瞬间绷紧，系统的动能将有一部分转化为热量，故机械能不守恒。 3. 质量为M 的物块静止在光滑水平桌面上，质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后，以水平速度2v 0/3射出。则物块的速度为 ，此过程中损失的机械能为 。 答案： 03mv M , ()M mv m M 1852 - 解析：由动量守恒定律，m v 0=m ·2v 0/3+Mv ，解得v =0 3mv M .由能量守恒定律，此过程中损失的机械能为△E = 12m v 02-12m ·(2v 0/3)2+12Mv 2=518 m v 02 -118M m 2 v 02。 4.两小孩在冰面上乘坐“碰碰车”相向运动。A 车总质量为50kg ，以2m/s 的速度向右运动；B 车总质量为70kg ，以3m/s 的速度向左运动。碰撞后，A 以1.5m/s 的速度向左运动，则B 的速度大小为________m/s ，方向向________（选填“左”或“右”）。 答案：0.5；左 解析：规定向右为正方向，由动量守恒定律得B B A A B B A A v m v m v m v m '+'-=-，解得v'B = -0.5m/s 所以B 的速度大小为0.5m/s ，方向向左。 5.将质量为1.00kg 的模型火箭点火升空，50g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略） A ．30kg ?m/s B ．5.7×102 kg ?m/s C ． 6.0×102 kg ?m/s D ．6.3×102 kg ?m/s 【答案】A

高中物理专题复习--动量及动量守恒定律

高中物理专题复习 动量及动量守恒定律 一、动量守恒定律的应用 1.碰撞 两个物体在极短时间内发生相互作用，这种情况称为碰撞。由于作用时间极短，一般都满足内力远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。 仔细分析一下碰撞的全过程：设光滑水平面上，质量为m 1的物体A 以速度v 1向质量为m 2的静止物体B 运动，B 的左端连有轻弹簧。在Ⅰ位置A 、B 刚好接触，弹簧开始被压缩，A 开始减速，B 开始加速；到Ⅱ位置A 、B 速度刚好相等（设为v ），弹簧被压缩到最短；再往后A 、B 开始远离，弹簧 开始恢复原长，到Ⅲ位置弹簧刚好为原长，A 、B 分开，这时A 、B 的速度分别为21v v ''和。全过程系统动量一定是守恒的；而机械能是否守恒就要看弹簧的弹性如何了。 ⑴弹簧是完全弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为弹性势能，Ⅱ状态系统动能最小而弹性势能最大；Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少全部转化为动能；因此Ⅰ、Ⅲ状态系统动能相等。这种碰撞叫做弹 性碰撞。由动量守恒和能量守恒可以证明A 、B 的最终速度分别为：12 11 2 12 12112,v m m m v v m m m m v +='+-='。 ⑵弹簧不是完全弹性的。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少，一部分转化为弹性势能，一部分转化为内能，Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同，弹性势能仍最大，但比⑴小；Ⅱ→Ⅲ弹性势能减少，部分转化为动能， 部分转化为内能；因为全过程系统动能有损失（一部分动能转化为内能）。这种碰撞叫非弹性碰撞。 ⑶弹簧完全没有弹性。Ⅰ→Ⅱ系统动能减少全部转化为内能，Ⅱ状态系统动能仍和⑴相同，但没有弹性势能；由于没有弹性，A 、B 不再分开，而是共同运动，不再有Ⅱ→Ⅲ过程。这种碰撞叫完全非弹性碰撞。可以证明，A 、B 最终的共同速度为12 11 21v m m m v v += '='。在完全非弹性碰撞过程中，系统的动能损失最大，为：()() 2121212 2121122121m m v m m v m m v m E k +='+-=?。 例1. 质量为M 的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m 的小球以速度v 1向物块运动。不计一切摩擦，圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H / /

高中物理动量守恒定律

动量守恒定律 考测点导航 1.动量：运动物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p mv =；它的单位是kg m/s ；它是矢量，方向与速度的方向相同；它是状态量，描述物体运动状态的物理量，两个动量相同必须是大小相等，方向相同。 2.冲量：力和力的作用时间的乘积叫做冲量，即I Ft =（适用于恒力冲量的计算）；它的单位是Ns ；它是矢量，方向与力的方向相同；它是过程量，描述物体运动过程的物理量。 3．动量定理 ⑴内容：物体所受的合外力冲量等于它的动量的变化。 ⑵公式：, Ft p p =-或,Ft mv mv =- ⑶应用：①应用动量定理解释有关现象 ②应用动量定理解决有关问题 ⑷注意： ①动量定理主要用来解决一维问题，解题时必须先规定正方向，公式中各矢量的方向用正、负号来体现。 ②动量定理不仅适用于恒力作用，也适用于变力作用。 ③动量定理对于短时间作用（如碰撞、打击等）更能显示它的优越性。 ④由动量定理可得到P F t ?= ?，这是牛顿第二定律的另一种表达形式：作用力F 等于物体的动量变化率P t ?? 易错现象 1．不注意动量、冲量、力、速度、动量的变化量等都是矢量，它们之间的方向关系易弄错。 2．易滥用公式I Ft =计算变力冲量 3．在竖直方向上应用动量定理时易忽略重力 4.动量守恒定律 1． 定律内容:相互作用的几个物体组成的系统，如果不受外力作用，或者它们受到 的外力之和为零，则系统的总动量保持不变．

2． 数学表达式：''11221122m v m v m v m v +=+ 3． 动量守恒定律的适用条件 ：（1）系统不受外力或受到的外力之和为零（∑F 合=0）； （2）系统所受的外力远小于内力（F 外F 内），则系统动量近似守恒； （3）系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零，则系统在该方向上动量守恒(分方向动量守恒)． 4． 动量恒定律的“五性”： （1）系统性：应用动量守恒定律时，应明确研究对象 是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统，同时应确保整个系统的初、末状态的质量相等． （2）矢量性：系统在相互作用前后，各物体动量的矢量和保持不变．当各速度在同一直线上时，应选定正方向，将矢量运算简化为代数运算。 （3）同时性：12,v v 应是作用前同一时刻的速度，'' 12,v v 应是作用后同—时刻的速度． （4）相对性：列动量守恒的方程时，所有动量都必须相对同一惯性参考系，通常选取地球作参考系． （5）普适性：它不但适用于宏观低速运动的物体，而且还适用于微观高速运动的粒子．它与牛顿运动定律相比，适用范围要广泛得多，又因动量守恒定律不考虑物体间的作用细节，在解决问题上比牛顿运动定律更简捷． 例：在距地面高为h ，同时以相等初速V 0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛一质量相等的物体m ，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量△P ，有[ ] A ．平抛过程较大 B ．竖直上抛过程较大 C ．竖直下抛过程较大 D ．三者一样大 【错解分析】 错解一：根据机械能守恒定律，抛出时初速度大小相等，落地时末速度大小也相等，它们的初态动量P 1= mv 0。是相等的，它们的末态动量P 2= mv 也是相等的，所以△P = P 2－P 1则一定相等。选D 。 错解二：从同一高度以相等的初速度抛出后落地，不论是平抛、竖直上抛或竖直下抛，因为动量增量相等所用时间也相同，所以冲量也相同，所以动量的改变量也相同，所以选D 。 错解一主要是因为没有真正理解动量是矢量，动量的增量△P=P 2=P 1也是矢量的差值，矢量的加减法运算遵从矢量的平行四边形法则，而不能用求代数差代替。平抛运动的初动量沿水平方向，末动量沿斜向下方；竖直上抛的初动量为竖直向上，末动量为竖直向下，而竖直下抛的初末动量均为竖直向下。这样分析，动量的增量△P 就不一样了。