高考物理动量守恒定律及其解题技巧及练习题(含答案)
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
00
24
A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒，
2222
001111()()222422
A C m m m m +=+v v v v 解得v A ＝
4
v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为：
2
220
015112232
A mv E mv mv ∆＝－＝
【点睛】
该题是一个板块的问题，关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程，灵活选择物理规律，能
够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解．
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v 1＝9 m/s ，碰后速度为v 2＝3 m/s ，C 与A 碰撞过程动量守恒．m c v 1＝（m A ＋m C ）v 2 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 （m A ＋m C ）v 3＝（m A ＋m B ＋m C ）v 4
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．
3．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μ1=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）P 1和P 2碰撞后瞬间P 1、P 2的速度分别为多大？ （2）P 2在BC 段向右滑动时，滑板的加速度为多大？ （3）N 、P 1和P 2最终静止后，P 1与P 2间的距离为多少？
【答案】（1）1
0v '=、25m/s v '= （2）220.4m/s a = （3）△S=1．47m 【解析】
试题分析：（1）P 1滑到最低点速度为v 1，由机械能守恒定律有：220111
22
mv mgR mv += 解得：v 1=5m/s
P 1、P 2碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为1v '、2v ' 则由动量守恒和机械能守恒可得：11
2mv mv mv ''=+ 22211
2111
222mv mv mv ''=+ 解得：1
0v '=、25m/s v '= （2）P 2向右滑动时，假设P 1保持不动，对P 2有：f 2=μ2mg=2m （向左） 设P 1、M 的加速度为a 2；对P 1、M 有：f=（m+M ）a 2
2220.4m/s 5f m
a m M m
=
==+ 此时对P 1有：f 1=ma 2=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）P 2滑到C 点速度为2v '，由22
1
2
mgR mv '= 得2
3m/s v '= P 1、P 2碰撞到P 2滑到C 点时，设P 1、M 速度为v ，由动量守恒定律得：
22
()mv m M v mv '=++ 解得：v=0．40m/s
对P 1、P 2、M 为系统：2222
11
()22
f L mv m M v '=++ 代入数值得：L=3．8m
滑板碰后，P 1向右滑行距离：2
110.08m 2v s a ==
P 2向左滑行距离：22
22
2.25m 2v s a '==
所以P 1、P 2静止后距离：△S=L-S 1-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．
4．如图所示，在光滑的水平面上放置一个质量为2m 的木板B ，B 的左端放置一个质量为m 的物块A ，已知A 、B 之间的动摩擦因数为μ，现有质量为m 的小球以水平速度0υ飞来与A 物块碰撞后立即粘住，在整个运动过程中物块A 始终未滑离木板B ，且物块A 和小球均可视为质点(重力加速度g)．求：
①物块A 相对B 静止后的速度大小； ②木板B 至少多长．
【答案】①0.25v 0．②20
16v L g
μ=
【解析】
试题分析：（1）设小球和物体A 碰撞后二者的速度为v 1，三者相对静止后速度为v 2，规定向右为正方向，根据动量守恒得， mv 0=2mv 1，① （2分） 2mv 1=4mv 2② （2分）
联立①②得，v 2=0.25v 0． （1分）
（2）当A 在木板B 上滑动时，系统的动能转化为摩擦热，设木板B 的长度为L ，假设A 刚好滑到B 的右端时共速，则由能量守恒得，
③ （2分）
联立①②③得，L=
考点：动量守恒，能量守恒．
【名师点睛】小球与 A 碰撞过程中动量守恒，三者组成的系统动量也守恒，结合动量守恒定律求出物块A 相对B 静止后的速度大小；对子弹和A 共速后到三种共速的过程，运用能
量守恒定律求出木板的至少长度．
5．冰球运动员甲的质量为80.0kg 。当他以5.0m/s 的速度向前运动时，与另一质量为100kg 、速度为3.0m/s 的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短，求：
（1）碰后乙的速度的大小； （2）碰撞中总动能的损失。 【答案】（1）1.0m/s （2）1400J 【解析】
试题分析：（1）设运动员甲、乙的质量分别为m 、M ，碰前速度大小分别为v 、V ，碰后乙的速度大小为V′，规定甲的运动方向为正方向，由动量守恒定律有：mv-MV=MV′…① 代入数据解得：V′=1．0m/s…②
（2）设碰撞过程中总机械能的损失为△E ，应有：mv 2+MV 2＝MV′2+△E…③ 联立②③式，代入数据得：△E=1400J 考点：动量守恒定律；能量守恒定律
6．一轻质弹簧一端连着静止的物体B ，放在光滑的水平面上，静止的物体A 被水平速度为v 0的子弹射中并且嵌入其中，随后一起向右运动压缩弹簧，已知物体A 的质量是物体B 的
质量的
34
，子弹的质量是物体B 的质量的1
4，求：
(1)物体A 被击中后的速度大小； (2)弹簧压缩到最短时B 的速度大小。
【答案】(1)1014v v =； (2)018
v v = 【解析】 【分析】 【详解】
(1)设子弹射入A 后，A 与子弹的共同速度为v 1，由动量守恒定律可得
01113
()444
mv m m v =+ 解得
101
4
v v =
(2)当AB 速度相等时，弹簧的压缩量最大，设此时A 、B 的共同速度为v ，取向右为正方
向，对子弹、A 、B 组成的系统，由动量守恒定律可得
0113
()444
mv m m m v =++ 解得
01
8
v v =
7．一列火车总质量为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()0Mv M m v m =-'+⨯ 解得，前面列车的速度为Mv
v M m
'=
-；
8．光滑水平面上质量为1kg 的小球A ，以2.0m/s 的速度与同向运动的速度为1.0m/s 、质量为2kg 的大小相同的小球B 发生正碰,碰撞后小球B 以1.5m/s 的速度运动．求:
(1)碰后A 球的速度大小;
(2)碰撞过程中A 、B 系统损失的机械能． 【答案】 1.0/A v m s '=，0.25E J =损 【解析】
试题分析：（1）碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律可以求出小球速度． （2）由能量守恒定律可以求出损失的机械能．
解：（1）碰撞过程，以A 的初速度方向为正，由动量守恒定律得： m A v A +m B v B =m A v′A +m B v′B 代入数据解：v′A =1.0m/s
②碰撞过程中A 、B 系统损失的机械能量为：
代入数据解得：E 损=0.25J
答：①碰后A 球的速度为1.0m/s ；
②碰撞过程中A 、B 系统损失的机械能为0.25J ．
【点评】小球碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒，由动量守恒定律与能量守恒定律可以正确解题，应用动量守恒定律解题时要注意正方向的选择．
9．在日常生活中，我们经常看到物体与物体间发生反复的多次碰撞．如图所示，一块表面水平的木板静止放在光滑的水平地面上，它的右端与墙之间的距离L ＝0.08 m ．现有一小物块以初速度v 0＝2 m/s 从左端滑上木板，已知木板和小物块的质量均为1 kg ，小物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1，木板足够长使得在以后的运动过程中小物块始终不与墙接触，木板与墙碰后木板以原速率反弹，碰撞时间极短可忽略，取重力加速度g ＝10 m/s 2．求：
(1)木板第一次与墙碰撞时的速度大小；
(2)从小物块滑上木板到二者达到共同速度时，木板与墙碰撞的总次数和所用的总时间； (3)小物块和木板达到共同速度时，木板右端与墙之间的距离． 【答案】（1）0.4 s 0.4 m/s （2）1.8 s. （3）0.06 m 【解析】
试题分析：（1）物块滑上木板后，在摩擦力作用下，木板从静止开始做匀加速运动，设木板加速度为a ，经历时间T 后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为1v
则mg ma μ=，解得2
1/a g m s μ==①
2
12
L at =
②，1v at =③ 联立①②③解得0.4t s =，10.4/v m s =④
（2）在物块与木板两者达到共同速度前，在每两次碰撞之间，木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的匀减速直线运动，因而木板与墙相碰后将返回至初态，所用时间也为T ．
设在物块与木板两者达到共同速度v 前木板共经历n 次碰撞，则有：
()02v v nT t a a t =-+∆=∆⑤
式中△t 是碰撞n 次后木板从起始位置至达到共同速度时所需要的时间．
由于最终两个物体一起以相同的速度匀速前进，故⑤式可改写为022v v nTa =-⑥ 由于木板的速率只能处于0到1v 之间，故有()01022v nTa v ≤-≤⑦ 求解上式得1.5 2.5n ≤≤ 由于n 是整数，故有n=2⑧
由①⑤⑧得：0.2t s ∆=⑨；0.2/v m s =⑩
从开始到物块与木板两者达到共同速度所用的时间为：4 1.8t T t s =+∆=（11） 即从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙共发生三次碰撞，所用的时间为1．8s ．
（3）物块与木板达到共同速度时，木板与墙之间的距离为21
2
s L a t =-∆（12） 联立①与（12）式，并代入数据得0.06s m = 即达到共同速度时木板右端与墙之间的距离为0．06m ．
考点：考查了牛顿第二定律，运动学公式
【名师点睛】本题中开始小木块受到向后的摩擦力，做匀减速运动，长木板受到向前的摩擦力做匀加速运动；当长木板反弹后，小木块继续匀减速前进，长木板匀减速向左运动，一直回到原来位置才静止；之后长木板再次向右加速运动，小木块还是匀减速运动；长木板运动具有重复性，由于木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触，故直到两者速度相同，一起与墙壁碰撞后反弹；之后长木板向左减速，小木块向右减速，两者速度一起减为零．
10．如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为6kg 的小车C 的上表面平滑相接，在圆弧面上有一个质量为2kg 的滑块A ，在小车C 的左端有一个质量为2kg 的滑块B ，滑块A 与B 均可看做质点．现使滑块A 从距小车的上表面高h =1.25m 处由静止下滑，与B 碰撞后瞬间粘合在一起共同运动，最终没有从小车C 上滑出．已知滑块A 、B 与小车C 的动摩擦因数均为μ=0.5，小车C 与水平地面的摩擦忽略不计，取g =10m/s 2. 求： （1）滑块A 与B 弹性碰撞后瞬间的共同速度的大小； （2）小车C 上表面的最短长度.
【答案】(1) v =2.5m/s (2) L =0.375m 【解析】
【试题分析】(1)根据机械能守恒求解块A 滑到圆弧末端时的速度大小，由动量守恒定律求解滑块A 与B 碰撞后瞬间的共同速度的大小；(2)根据系统的能量守恒求解小车C 上表面的最短长度．
(1)设滑块A 滑到圆弧末端时的速度大小为1v ，由机械能守恒定律有：2A A 11m gh m v 2
= 代入数据解得12gh 5m/s v ==．
设A 、B 碰后瞬间的共同速度为2v ，滑块A 与B 碰撞瞬间与小车C 无关，滑块A 与B 组成的系统动量守恒， ()12A A B m v m m v =+ 代入数据解得2 2.5m/s v =．
(2)设小车C 的最短长度为L ，滑块A 与B 最终没有从小车C 上滑出，三者最终速度相同设为3v ，
根据动量守恒定律有：()()A B 2A B C 3m m v m m m v +=++ 根据能量守恒定律有：()()()222311
gL=22
A B A B A B C m m m m v m m m v μ++-++ 联立以上两代入数据解得0.375m L =
【点睛】本题要求我们要熟练掌握机械能守恒、能量守恒和动量守恒的条件和公式，正确把握每个过程的物理规律是关键．
11．如图甲所示，用半径相同的A 、B 两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”．实验时先让质量为1m 的A 球从斜槽上某一固定位置C 由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把质量为2m 的B 球放在水平轨道末端，让A 球仍从位置C 由静止滚下，A 球和B 球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次．M 、P 、N 为三个落点的平均位置，未放B 球时，A 球的落点是P 点，O 点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示．
（1）在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足______（填“>”或“<”）．
（2）除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是_____．
A ．秒表
B ．天平
C ．刻度尺
D ．打点计时器 （3）下列说法中正确的是_________．
A ．如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的
B ．重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误
C ．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
D ．仅调节斜槽上固定位置C ，它的位置越低，线段OP 的长度越大
（4）在某次实验中，测量出两个小球的质量1m 、2m ，记录的落点平均位置M 、N 几乎与OP 在同一条直线上，测量出三个落点位置与O 点距离OM 、OP 、ON 的长度．在实验误差允许范围内，若满足关系式__________________，则可以认为两球碰撞前后在OP 方向上的总动量守恒；若碰撞是弹性碰撞，则还需满足的关系式是________________．（用测量的量表示）
（5）某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置M 、P 、N ，如图丙所示．他发现M 和N 偏离了OP 方向．这位同学猜想两小球碰撞前后在OP 方向上依然动量守恒，他想到了验证这个猜想的办法：连接OP 、OM 、ON ，作出M 、N 在OP 方向上的投
影点M '、N '．分别测量出OP 、OM '、ON '的长度．若在实验误差允许的范围内，满足关系式：_____则可以认为两小球碰撞前后在OP 方向上动量守恒．
【答案】> BC C 112m OP m OM m ON =+ 222
112m OP m OM m ON =+
112m OP m OM m ON ''=+
【解析】 【分析】 【详解】
(1)为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量；
（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：
101122m v m v m v =+，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x =vt ，因此可
以直接用水平位移代替速度进行验证，故有112m OP m OM m ON ⋅=⋅+⋅ ，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺，因此需要的实验器材有：BC ；
（3）由于各种偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较集中，但不是出现了错误，故AB 错误；由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表落点的平均位置，故C 正确；仅调节斜槽上固定位置C ，它的位置越低，由于水平速度越小，则线段OP 的长度越小，故D 错误．故选C ； （4）若两球相碰前后的动量守恒，则101122m v m v m v =+，又
012,,OP v t OM v t ON v t ===，代入得：112m OP m OM m ON ⋅=⋅+⋅，若碰撞是弹性碰
撞，满足机械能守恒，则：
222101122111222
m v m v m v =+ ，代入得;222
112m OP m OM m ON ⋅=⋅+⋅；
（5）如图所示,连接OP 、OM 、ON ,作出M 、N 在OP 方向上的投影点M ′、N ′，如图所示；
分别测量出OP 、OM ′、ON ′的长度．若在实验误差允许范围内,满足关系式
112m OP m OM m ON ''⋅=⋅+⋅ 则可以认为两小球碰撞前后在OP 方向上动量守恒．
12．如图所示，内壁粗糙、半径R ＝0.4 m 的四分之一圆弧轨道AB 在最低点B 与光滑水平轨道BC 相切。质量m 2＝0.2 kg 的小球b 左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m 1＝0.2 kg 的小球a 自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B 时对
轨道的压力为小球a重力的2倍，忽略空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)小球a由A点运动到B点的过程中，摩擦力做功W f；
(2)小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能E p；
(3)小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I。
【答案】(1) (2)E P=0.2J (3) I=0.4N⋅s
【解析】
（1）小球由静止释放到最低点B的过程中，据动能定理得
小球在最低点B时：
据题意可知，联立可得
（2）小球a与小球b把弹簧压到最短时，弹性势能最大，二者速度相同，
此过程中由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得
弹簧的最大弹性势能E p=0.4J
小球a与小球b通过弹簧相互作用的整个过程中，a球最终速度为，b求最终速度为，由动量守恒定律
由能量守恒定律：
根据动量定理有：
得小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I的大小为
I=0.8N·s
高中物理动量守恒定律常见题型及答题技巧及练习题(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．水平放置长为L=4.5m 的传送带顺时针转动，速度为v =3m/s ，质量为m 2=3kg 的小球被长为1l m =的轻质细线悬挂在O 点，球的左边缘恰于传送带右端B 对齐；质量为m 1=1kg 的物块自传送带上的左端A 点以初速度v 0=5m/s 的速度水平向右运动，运动至B 点与球m 2发生碰撞，在极短的时间内以碰撞前速率的 1 2 反弹，小球向右摆动一个小角度即被取走。已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1，取重力加速度2 10m/s g =。求： （1）碰撞后瞬间，小球受到的拉力是多大？ （2）物块在传送带上运动的整个过程中，与传送带间摩擦而产生的内能是多少？ 【答案】（1）42N （2）13.5J 【解析】 【详解】 解：设滑块m1与小球碰撞前一直做匀减速运动，根据动能定理：
高考物理动量守恒定律及其解题技巧及练习题(含答案)含解析 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 =
高考物理动量守恒定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 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 =-?=
高考物理动量守恒定律及其解题技巧及练习题(含答案) 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
高考物理动量守恒定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析 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．如图所示，质量为M =2kg 的小车静止在光滑的水平地面上，其AB 部分为半径R =0.3m 的光滑 1 4 圆孤，BC 部分水平粗糙，BC 长为L =0.6m 。一可看做质点的小物块从A 点由静止释放，滑到C 点刚好相对小车停止。已知小物块质量m =1kg ，取g =10m/s 2。求：
高考物理动量守恒定律的应用解题技巧及经典题型及练习题 (含答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用 1. 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长的质量 质量m=1kg 的小物块，长木板与小物块间的动擦因数 止.现用F=14N 的水平恒力向石拉长木板，经时间 (1) 小物块在长木板上发生相对滑幼时，小物块加速度 (2) 刚撤去F 时，小物块离长木板右端的距离 s ； ⑶撒去F 后，系统能损失的最大机械能 AE. 【答案】(1) 2m/s 2 (2) 0.5m (3) 0.4J 【解析】 【分析】 (1 )对木块受力分析，根据牛顿第二定律求出木块的加速度； (2) 先根据牛顿第二定律求出木板的加速度，然后根据匀变速直线运动位移时间公式求出 长木板和小物块的位移，二者位移之差即为小物块离长木板右端的距离； (3) 撤去F 后，先求解小物块和木板的速度，然后根据动量守恒和能量关系求解系统能损 失的最大机械能AE . 【详解】 (1) 小物块在长木板上发生相对滑动时，小物块受到向右的滑动摩擦力，则： 解得a 1=卩g=2m/s (2) 对木板，受拉力和摩擦力作用， 由牛顿第二定律得，F-卩mg=Ma, 解得：a 2= 3m/s 2. 1 1 小物块运动的位移： X 1= a 1t 2= x 2支m=1m , 2 2 11 长木板运动的位移： X 2= a 2t 2= x 3 X m=1.5m , 2 2 则小物块相对于长木板的位移： △x=X 2-x 1=1.5m-1m=0.5m . (3) 撤去F 后，小物块和木板的速度分别为： v m =a 1t=2m/s v=a 2t=3m/s 小物块和木板系统所受的合外力为 0,动量守恒：mv m Mv (M m)v 解得 v 2.8m/s 从撤去F 到物体与木块保持相对静止，由能量守恒定律: 12 12 mv m Mv 2 2 解得？E=0.4J 【点睛】 该题考查牛顿第二定律的应用、动量守恒定律和能量关系；涉及到相对运动的过程，要认 真分析物体 M=4kg 的长木板，在长木板右端有一 卩=0.2开始时长木板与小物块均静 t=1s 撤去水平恒力 F , g=10m/s 2.求 a 的大 小; mg=ma E 丄(M 2 m)v
高中物理动量守恒定律解题技巧(超强)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．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝1 kg ，车上另有一个质量为m ＝0.2 kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车以v 0＝8 m/s 的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M 2＝2 kg ，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上) 【答案】25m/s 【解析】试题分析：要使两车恰好不相撞，则两车速度相等． 以M 1、M 2、m 组成的系统为研究对象，水平方向动量守恒： ()20120M v M m M v +=++共，解得5m /s v =共 以小球与乙车组成的系统，水平方向动量守恒： ()202M v mv m M v -=+共，解得 25m /s v = 考点：考查了动量守恒定律的应用 【名师点睛】要使两车不相撞，甲车以最小的水平速度将小球发射到乙车上的临界条件是
高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题 (含答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用 1. 竖直平面内存在着如图甲所示管道，虚线左侧管道水平，虚线右侧管道是半径 R=1m 的 半圆形，管道截面是不闭合的圆，管道半圆形部分处在竖直向上的匀强电场中，电场强度 E=4X 10/m .小球a 、b 、c 的半径略小于管道内径， b 、c 球用长L 2m 的绝缘细轻杆 连接，开始时c 静止于管道水平部分右端 P 点处，在M 点处的a 球在水平推力F 的作用下 由静止向右运动，当 F 减到零时恰好与b 发生了弹性碰撞，F-t 的变化图像如图乙所示，且 满足F 2 t 2 —.已知三个小球均可看做质点且 m a =0.25kg , m b =0.2kg , m c =0.05kg ，小球 (1) 小球a 与b 发生碰撞时的速度 v o ; (2) 小球c 运动到Q 点时的速度v ; (3) 从小球c 开始运动到速度减为零的过程中，小球 c 电势能的增加量. 【答案】(1) V 4m/s (2) v=2m/s (3) E p 3.2J 【解析】 【分析】对小球 a ,由动量定理可得小球 a 与b 发生碰撞时的速度；小球a 与小球b 、c 组 成的系统发生弹性碰撞由动量守恒和机械能守恒可列式，小球 c 运动到Q 点时，小球b 恰 好运动到P 点，由动能定理可得小球 c 运动到Q 点时的速度；由于b 、c 两球转动的角速 度和半径都相同，故两球的线速度大小始终相等，从 c 球运动到Q 点到减速到零的过程列 能量守恒可得； 解：⑴对小球a ,由动量定理可得I m a V 。0 由题意可知，F-图像所围的图形为四分之一圆弧 ，面积为拉力F 的冲量， 由圆方程可知S 1m 2 代入数据可得：v 0 4m/s (2)小球a 与小球b 、c 组成的系统发生弹性碰撞 ， 由动量守恒可得 m a V 0 m a V | (m b m c )v 2 1 2 1 2 1 2 由机械能守恒可得 m a v 0 m a v 1 (m b m c )v 2 2 2 2 解得 V 1 0, V 2 4m/ s A E 阳1r c 带q=5 x 1'0)C 的正电荷，其他小球不带电，不计一切摩擦， g=10m/s 2，求
高考物理动量守恒定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)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
高考物理动量守恒定律解题技巧及练习题(含答案) 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xo,。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3xo,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。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 o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) 2j3gx° E p 1 mgx o v 7(20~4/3) gx0 V2 【解析】 试题分析：(1) A与B球碰撞前后，A球的速度分别是v i和V2,因A球滑下过程中，机械能守恒，有：mg (3x0) sin30 = ；mv12 解得：v1= 3gx0…① 又因A与B球碰撞过程中，动量守恒，有：mv1=2mv2…② 1 1 --- 联立①② 伶：v2= — v1= J3gx0 2 2 ' (2)碰后，A、B和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒. 1 贝U 有：E P+—?2mv22 = 0+2mg?x o sin30 2 解得： E P= 2mg?x o sin30 工？2mv22=mgx o-mgx o=」mgxo…③ 2 4 4 (3)设物块在最高点C的速度是vc,
高考物理动量守恒定律答题技巧及练习题 ( 含答案 ) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1． 如下图，小明站在静止在圆滑水平面上的小车上使劲向右推静止的木箱，木箱最后以 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同运动的速度 v 1 的大小； (2)小明接住木箱后三者一同运动的速度 v 2 的大小． 【答案】 ① v ； ② 2v 2 3 【分析】 试题剖析： ① 取向左为正方向，由动量守恒定律有： 0=2mv 1-mv 得 v 1 v 2 ② 小明接木箱的过程中动量守恒，有 mv+2mv 1 =（m+2m ） v 2 解得 v 2 2v 3 考点：动量守恒定律 2． 在图所示足够长的圆滑水平面上，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．乙的右边有一挡板 P.现将两滑块由静止开释，当弹簧 恢还原长时，甲的速度大小为 2m/s ，此时乙还没有与 P 相撞． ①求弹簧恢还原长时乙的速度大小； ②若乙与挡板 P 碰撞反弹后，不可以再与弹簧发生碰撞．求挡板 P 对乙的冲量的最大值． 【答案】 v 乙 ＝ 6m/s. I ＝8N 【分析】 【详解】 （1）当弹簧恢还原长时，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 ，对两滑块及弹簧构成的系统，设向 又知 联立以上方程可得 ，方向向右。 （ 2）乙反弹后甲乙恰巧不发生碰撞，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：
高中物理动量守恒定律解题技巧( 超强 ) 及练习题 ( 含答案 ) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如下图，质量分别为m1和 m2的两个小球在圆滑水平面上分别以速度v1、 v2同向运动，并发生对心碰撞，碰后 m2被右边墙壁原速弹回，又与 m1碰撞，再一次碰撞后两球都静 止．求第一次碰后 m1球速度的大小 . 【答案】 【分析】 设两个小球第一次碰后m1和 m2速度的大小分别为和， 由动量守恒定律得：（ 4 分） 两个小球再一次碰撞，（4 分） 得：（ 4 分） 本题考察碰撞过程中动量守恒的应用，设小球碰撞后的速度，找到初末状态依据动量守恒 的公式列式可得 2．如下图，圆滑水平直导轨上有三个质量均为m的物块 A、 B、 C，物块 B、 C 静止，物 块 B 的左边固定一轻弹簧（弹簧左边的挡板质量不计）；让物块 A 以速度 v0朝 B 运动，压缩弹簧；当A、 B 速度相等时， B 与 C 恰巧相碰并粘接在一同，而后持续运动．假定 B 和 C 碰撞过程时间极短．那么从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分别的过程中，求． （1） A、 B 第一次速度同样时的速度大小； （2） A、 B 第二次速度同样时的速度大小； （3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小 【答案】（ 1） v0（ 2） v0（3） 【分析】 试题剖析：（ 1）对 A、B 接触的过程中，当第一次速度同样时，由动量守恒定律得， mv0=2mv 1， 解得 v1＝v0 （2）设 AB 第二次速度同样时的速度大小v2，对 ABC 系统，依据动量守恒定律：mv0=3mv2解得 v2= v0
（3） B 与 C接触的瞬时， B、 C 构成的系统动量守恒，有： 解得 v3＝ v0 系统损失的机械能为 当 A、 B、C 速度同样时，弹簧的弹性势能最大．此时v2= v0 依据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能 考点：动量守恒定律及能量守恒定律 【名师点睛】本题综合考察了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，重点合理地选 择研究的系统，运用动量守恒进行求解。 ． 3．如图，质量分别为、的两个小球A、B 静止在地面上方， B 球距地面的高度 h=0.8m ， A 球在 B 球的正上方．先将B球开释，经过一段时间后再将 A 球开释．当 A 球着落 t=0.3s 时，恰巧与 B 球在地面上方的P 点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬时 A 球的速度恰为零．已知，重力加快度大小为，忽视空气阻力及碰撞中的动 能损失． （i） B 球第一次抵达地面时的速度； （i i ）P 点距离地面的高度． 【答案】 v B4m / s h p0.75m 【分析】 试题剖析：（ i） B 球总地面上方静止开释后只有重力做功，依据动能定理有 m B gh1m B v B2 2 可得 B 球第一次抵达地面时的速度v B2gh 4m / s （ii ）A 球着落过程，依据自由落体运动可得 A 球的速度v A gt 3m / s 设B 球的速度为 v B ' ，则有碰撞过程动量守恒 m A v A m B v B 'm B v B ''