高二物理 动量守恒定律 典型例题解析

高二物理动量守恒定律试题答案及解析1.如图所示，在光滑水平面上使滑块A以2 m/s的速度向右运动，滑块B以4 m/s的速度向左运动并与滑块A发生碰撞，已知滑块A、B的质量分别为1 kg、2 kg，滑块B的左侧连有轻弹簧，求：（1）当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小；（2）两滑块相距最近时滑块B的速度大小．【答案】（1）（2）【解析】（1）根据动量守恒定律可得（3分）解得：（2分）（2）根据动量守恒定律可得：（3分）解得：（2分）【考点】考查了动量守恒定律的应用2.如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端．当两人同时相向运动时（）A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的动量一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向右运动，A的动量一定比B的大【答案】C【解析】水平面光滑，把两个人和小车看做糸统，在水平方向不受外力，糸统动量守恒。

若小车不动，A、B两个动量相等，由于不知道两个质量大小，所以不能确定两个的速度，A不对。

若小车向左运动，A、B总动量向右，所以A动量大于B动量，故C正确。

若小车向右运动，A、B总动量向左，B动量大于A动量，D错。

【考点】动量守恒3.在2010年温哥华冬奥会上，首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行．若两冰壶质量相等，规定向前运动的方向为正方向，则碰后中国队冰壶获得的速度为（）．A．0.1 m/s B．－0.1 m/s C．0.7 m/s D．－0.7 m/s【答案】A【解析】设冰壶质量为m，碰后中国队冰壶速度为vx ，由动量守恒定律得 mv＝mv＋mvx解得vx＝0.1 m/s，故选项A正确。

【考点】动量守恒4.（10分）两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为，，它们的下底面光滑，上表面粗糙；另有一质量的滑块C（可视为质点），以的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示，由于摩擦，滑块最后停在木块B上，B和C的共同速度为3.0m/s，求：（1）木块A的最终速度（2）滑块C离开A时的速度【答案】（1）2.6m/s（2）4.2m/s【解析】（1）这是一个由A、B、C三个物体组成的系统，以这系统为研究对象，当C在A、B上滑动时，A、B、C三个物体间存在相互作用，但在水平方向不存在其他外力作用，因此系统的动量守恒。

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)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．两个质量分别为0.3A m kg =、0.1B m kg =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03/v m 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 1.5h m =.斜面倾角o 37θ=，小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.15μ=，水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g 取210/m s .求：（提示：o sin 370.6=，o cos370.8=）（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）6/B v m s = （2）0.6P E J = 【解析】试题分析：（1）设分离时A 、B 的速度分别为A v 、B v ， 小滑块B 冲上斜面轨道过程中，由动能定理有：2cos 1sin 2B B B Bm gh m gh m v θμθ+⋅= ① （3分）代入已知数据解得：6/B v m s = ② （2分）（2）由动量守恒定律得：0()A B A A B B m m v m v m v +=+ ③ （3分） 解得：2/A v m s = （2分） 由能量守恒得：2220111()222A B P A A B Bm m v E m v m v ++=+ ④ （4分） 解得：0.6P E J = ⑤ （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.2．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。

高中物理动量守恒定律试题经典及分析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1． 水平搁置长为 L=4.5m 的传递带顺时针转动，速度为v=3m/s ，质量为 m 2=3kg 的小球被长为 l 1m 的轻质细线悬挂在 O 点，球的左边沿恰于传递带右端 B 对齐；质量为 m 1=1kg的物块自传递带上的左端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反弹，小球向右摇动一个小角度即被取走。

2已知物块与传递带间的滑动摩擦因数为μ，取重力加快度 g10m/s 2 。

求：（ 1）碰撞后瞬时，小球遇到的拉力是多大？（ 2）物块在传递带上运动的整个过程中，与传递带间摩擦而产生的内能是多少？【答案】（ 1） 42N （ 2）【分析】【详解】解：设滑块 m1与小球碰撞前向来做匀减速运动，依据动能定理：m gL = 1mv 2 1 m v 2121 121 0解之可得： v 1 =4m/s因为 v 1v ，说明假定合理m 1v 1 = 12滑块与小球碰撞，由动量守恒定律： 2m 1v 1+m 2v 2解之得： v 2 =2m/s碰后，对小球，依据牛顿第二定律：F m 2 gm 2 v 22l小球遇到的拉力：F 42N（2）设滑块与小球碰撞前的运动时间为t 1 ，则 L1v 0 v 1 t 12解之得： t 1 1s在这过程中，传递带运转距离为： S 1 vt 1 3m 滑块与传递带的相对行程为：X 1LX 1设滑块与小球碰撞后不可以回到传递带左端，向左运动最大时间为 t 2则依据动量定理：m 1 gt 2m 11v 12解之得： t2 2s滑块向左运动最大位移： x m11v1 t 2=2m22因为 x m L ，说明假定建立，即滑块最后从传递带的右端走开传递带1再考虑到滑块与小球碰后的速度2 v1< v ，说明滑块与小球碰后在传递带上的总时间为2t2在滑块与传递带碰撞后的时间内，传递带与滑块间的相对行程X 22vt212m所以，整个过程中，因摩擦而产生的内能是Q m1 g x1 x22．以下图，质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽搁置在圆滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd 和 ef 两个圆滑半圆形导轨， c 与 e 端由导线连结，一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行 ce 由静止着落，并恰巧从 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优秀。

高二物理动量定理试题答案及解析1.如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以A．减小球的动量的变化量B．减小球对手作用力的冲量C．减小球的动量变化率D．延长接球过程的时间来减小动量的变化量【答案】C【解析】由动量定理，而接球时先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前为了延长时间，减小受力，即，也就是减小了球的动量变化率，故C正确。

【考点】动量定理2.在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M="0.6" kg，m="0.2" kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有E="10.8" J弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态.现突然p释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R="0.425" m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示.g取10 m/s2.则下列说法正确的是：A．球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4 N·sB．M离开轻弹簧时获得的速度为9m/sC．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小D．弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8 N·s【答案】AD【解析】据题意，由动量守恒定律可知：，即，又据能量守恒定律有：，求得，则弹簧对小球冲量为：，故选项B错误而选项D正确；球从A到B速度为：，计算得到：，则从A到B过程合外力冲量为：，故选项A正确；半径越大，飞行时间越长，而小球的速度越小，水平距离不一定越小，故选项C错误。

【考点】本题考查动量守恒定律、能量守恒定律和动量定理。

距离的B处放有一3.(10分). “┙”型滑板，（平面部分足够长），质量为4m，距滑板的A壁为L1质量为m，电量为+q的大小不计的小物体，小物体与板面的摩擦不计，整个装置处于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与小物体都静止，试求：(1)释放小物体，第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v多大？1(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的，碰撞时间极短，则碰撞后滑板速度多大？（均指对地速度）(3)若滑板足够长，小物体从开始运动到第二次碰撞前，电场力做功为多大？【答案】(1) (2) (3)【解析】（1）对物体，根据动能定理，有，得′；滑板的速度为v，（2）物体与滑板碰撞前后动量守恒，设物体第一次与滑板碰后的速度为v1则．若，则，因为，不符合实际，故应取，则．（3）在物体第一次与A壁碰后到第二次与A壁碰前，物体做匀变速运动，滑板做匀速运动，在这段时间内，两者相对于水平面的位移相同．∴即．对整个过程运用动能定理得；电场力做功．【考点】考查动量守恒定律和动能定理在碰撞问题中的综合应用．4.一个小钢球竖直下落，落地时动量大小为0.5 kg·m／s，与地面碰撞后又以等大的动量被反弹。

动量定理与动量守恒定律 典型例题解析【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子，盒子中间有一质量为m 的物体，如图55－1所示．物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动，当它刚好与盒子右壁相碰时，速度减为v 02，物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上，求：(1)物体在盒内滑行的时间；(2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量．解析：(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得：－μmgt ＝ m mv t 0·－，＝v v g0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒，设碰 撞前瞬时盒子的速度为，则：＝＋＝＋．解得＝，＝．所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得＝－＝，方向向右．v mv mv 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043点拨：分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键．【例2】 如图55－2所示，质量均为M 的小车A 、B ，B 车上挂有质量为的金属球，球相对车静止，若两车以相等的速率M 4C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动，相碰后连在一起，则碰撞刚结束时小车的速度多大？C 球摆到最高点时C 球的速度多大？解析：两车相碰过程由于作用时间很短，C 球没有参与两车在水平方向的相互作用．对两车组成的系统，由动量守恒定律得(以向左为正)：Mv －Mv ＝2Mv 1两车相碰后速度v 1＝0，这时C 球的速度仍为v ，向左，接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用，到达最高点时和两车具有共同的速度，对和两车组成的系统，水平方向动量守恒，＝＋＋，解得＝＝，方向向左．v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419点拨：两车相碰的过程，由于作用时间很短，可认为各物都没有发生位移，因而C 球的悬线不偏离竖直方向，不可能跟B 车发生水平方向的相互作用．在C 球上摆的过程中，作用时间较长，悬线偏离竖直方向，与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变，这时只有将C 球和两车作为系统，水平方向的总动量才守恒．【例3】 如图55－3所示，质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端，处于静止状态．已知车的长度为L ，则当人走到小车的左端时，小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离？点拨：将人和车作为系统，动量守恒，设车向右移动的距离为s ，则人向左移动的距离为L －s ，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得M ·s －m(L －s)＝0，从而可解得s ．注意在用位移表示动量守恒时，各位移都是相对地面的，并在选定正方向后位移有正、负之分．参考答案例例跟踪反馈．．．；；．×·3m M +m L 4 M +m MH [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55－4所示，气球的质量为M 离地的高度为H ，在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳，人和气球恰悬浮在空中处于静止状态，现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面，求软绳的长度．点拨：人和气球组成的系统总动量守恒，人沿绳子到达地面的过程中向下发生的位移为H ，此过程中气球向上发生位移为s ，两位移大小之和等于所求的绳长．参考答案例例跟踪反馈．．．；；．×·3m M +m L 4 M +m MH [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 跟踪反馈1．如图55－5所示，质量为m 的小球悬挂在质量为M 的小车上，小车静止在光滑的水平面上，现将小球拉到悬线呈水平位置时自由释放，小球向下摆动后陷入固定在车上的一块橡皮泥中，则此后小车的状态是[ ]A ．向右匀速运动B ．向左匀速运动C ．静止不动D ．左右来回运动2．质量为m 的木块和质量为M 的金属块用细线系在一起，悬浮在深水中的某一位置处于静止状态，若细线断裂，木块向上浮起h 的高度时与金属块之间的距离为_______．3．在光滑的水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线，第2、3两个小球静止并靠在一起，如图55－6所示：第1个小球以速度v 0，射向它们并发生正碰，已知在不存在第3个球时第一个球与静止的第二个球碰后第一个球的速度为零，第二个球速度为v 0，现存在第三个球，则正碰后三球的速度分别为_______、_______、_______．4．质量为130t ，速度为2m/s 的机车，与一节静止在水平轨道上的质量为70t 的车厢挂接，求挂接过程中车厢所受的冲量多大．参考答案 例例跟踪反馈．．．；；．×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M。

【例1】如图53－1所示，质量相同的两木块从同一高度同时开始自由下落，至某一位置时A 被水平飞来的子弹击中(未穿出)，则A 、B 两木块的落地时间t A 、t B 的比较，正确的是[ ]A ．t A ＝t BB ．t A ＞t BC ．t A ＜t BD ．无法判断解析：正确答案为B点拨：子弹与木块A 作用过程中，在水平方向的总动量守恒，在竖直方向上由于满足子弹与木块作用力的冲量远大于重力的冲量，所以在竖直方向上总动量也守恒，取向下为正有：m A v A ＝(m A ＋m)v ′A y ，显然′＝＜，即由于子弹的射入，使木块在极短的时间v y v v A A AA m m m A A 内竖直方向的速度由v A 减小到v ′A y ，因而使得它比木块B 迟到达地面．【例2】 A 、B 两辆车在光滑的水平面上相向滑行，A 车的总质量m A ＝1000kg ，B 车的总质量m B ＝500kg ，当各自从对方的侧旁相遇而过时，各自把m ＝50kg 的重物转移到对方的车上，结果A 车停止运动，B 车以v B ′＝8.5m/s 的速度继续按原方向前进，求A 、B 两车原来的速度大小．解析：设A 、B 两车原来的速度大小为v A 和v B ，以B 车的运动方向为正．对A 、B 两车这一系统，总动量守恒，m B v B －m A v A ＝m A ·0＋m B v B ′，500v B －1000v A ＝500×8.5．对B 车(除要移动的50kg)和从A 车上移入的重物为系统，总动量守恒(m B －m)v B －mv A ＝m B v B ′，(500－50)v B －50v A ＝500×8.5．解得v A ＝0.5m/s ，v B ＝9.5m/s ．点拨：应用动量守恒定律时，灵活地选取研究对象作为系统是解题必须具备的能力，本例若选取A 车(不包括要移动的50kg)和从B 车上移入的重物为系统，则有mv B －(m A －m)v A ＝0，50v B －(1000－50)v A ＝0，在这三次选取的系统中，只要选取三次中的任意两次便可得到问题的解．【例3】将质量为m 的铅球以大小为v 0，沿仰角为θ的方向抛入一个装着砂子的总质量为M 的静止砂车中，如图53－2所示，设车与地面间的摩擦可忽略，则球落入砂车后，车的速度多大？点拨：对铅球和砂车所组成的系统，在相互作用过程中，总动量不守恒，因为铅球进入砂车后竖直方向的动量减为零，但系统在水平方向不受外力作用，在水平方向总动量守恒．【例4】如图53－3所示，质量为m 的玩具蛙蹲在质量为M 的小车上的细杆顶端，小车与地面的接触光滑，车长为l ，细杆高h ，直立于小车的中点，求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上？点拨：将玩具蛙和小车作为系统，蛙在跳离车的过程中，系统水平方向的总动量守恒，蛙离开杆后，作平抛运动，小车作向后匀速直线运动，在蛙下降高度h 的过程中，车通过的距离与蛙在水平方向通过的距离之和等于l /2时，蛙恰能落到地面上．参考答案例＝θ；方向水平向右例＝3 v 4v m mv M m M M m g h022cos ()++l 跟踪反馈1．一只小船停止在湖面上，一个人从小船的一端走到另一端，不计水的阻力，下列说法正确的是[ ] A．人在船上行走时，人对船的冲量比船对人的冲量小，所以人走得快，船后退得慢．B．人在船上行走时，人和船的动量等值反向，由于人的质量较小，所以人走得快，船后退得慢．C．当人停止走动时，因船的惯性大，所以船将继续后退．D．当人停止走动时，因总动量守恒，所以船将停止后退．2．斜面上一只质量为M的砂箱沿斜面匀速下滑，质量为m的小球从砂箱的上方轻轻地放入砂箱，随后小球与砂箱相对静止，则小球和砂箱这一系统的运动情况是[ ] A．立即停止运动B．减速下滑，直至逐渐停止运动C．加速下滑D．仍匀速下滑，但下滑的速度减小3．在水平轨道上有一门大炮，炮身质量M＝2000kg，炮弹质量m＝10kg，炮弹以对地速度v＝800m/s，与水平方向成α＝60°的夹角斜向上飞出炮口，则由于发射这颗炮弹，炮身获得的反冲速度大小为_______m/s．4．质量为100kg的甲车连同质量为50kg的人一起以2m/s的速度在光滑的水平面上向前运动，质量为150kg的乙车以7m/s的速度由后面追来，为避免相撞，当两车接近时甲车上的人至少应以多大的对地水平速度跳上乙车？参考答案1．BD 2．D 3．2m/s 4．3m/s；方向与原方向相同。

动量守恒定律的应用 典型例题解析【例1】 如图53－1所示，质量相同的两木块从同一高度同时开始自由下落，至某一位置时A 被水平飞来的子弹击中(未穿出)，则A 、B 两木块的落地时间t A 、t B 的比较，正确的是[ ]A ．t A ＝t BB ．t A ＞t BC ．t A ＜t BD ．无法判断解析：正确答案为B点拨：子弹与木块A 作用过程中，在水平方向的总动量守恒，在竖直方向上由于满足子弹与木块作用力的冲量远大于重力的冲量，所以在竖直方向上总动量也守恒，取向下为正有：m A v A ＝(m A ＋m)v ′A y ，显然′＝＜，即由于子弹的射入，使木块在极短的时间v y v v A A AA m m m A A 内竖直方向的速度由v A 减小到v ′A y ，因而使得它比木块B 迟到达地面．【例2】 A 、B 两辆车在光滑的水平面上相向滑行，A 车的总质量m A ＝1000kg ，B 车的总质量m B ＝500kg ，当各自从对方的侧旁相遇而过时，各自把m ＝50kg 的重物转移到对方的车上，结果A 车停止运动，B 车以v B ′＝8.5m/s 的速度继续按原方向前进，求A 、B 两车原来的速度大小．解析：设A 、B 两车原来的速度大小为v A 和v B ，以B 车的运动方向为正．对A、B两车这一系统，总动量守恒，m B v B－m A v A＝m A·0＋m B v B′，500v B－1000v A＝500×8.5．对B车(除要移动的50kg)和从A车上移入的重物为系统，总动量守恒(m B －m)v B－mv A＝m B v B′，(500－50)v B－50v A＝500×8.5．解得v A＝0.5m/s，v B＝9.5m/s．点拨：应用动量守恒定律时，灵活地选取研究对象作为系统是解题必须具备的能力，本例若选取A车(不包括要移动的50kg)和从B车上移入的重物为系统，则有mv B－(m A－m)v A＝0，50v B－(1000－50)v A＝0，在这三次选取的系统中，只要选取三次中的任意两次便可得到问题的解．【例3】将质量为m的铅球以大小为v0，沿仰角为θ的方向抛入一个装着砂子的总质量为M的静止砂车中，如图53－2所示，设车与地面间的摩擦可忽略，则球落入砂车后，车的速度多大？点拨：对铅球和砂车所组成的系统，在相互作用过程中，总动量不守恒，因为铅球进入砂车后竖直方向的动量减为零，但系统在水平方向不受外力作用，在水平方向总动量守恒．【例4】如图53－3所示，质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车上的细杆顶端，小车与地面的接触光滑，车长为l，细杆高h，直立于小车的中点，求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上？点拨：将玩具蛙和小车作为系统，蛙在跳离车的过程中，系统水平方向的总动量守恒，蛙离开杆后，作平抛运动，小车作向后匀速直线运动，在蛙下降高度h的过程中，车通过的距离与蛙在水平方向通过的距离之和等于l/2时，蛙恰能落到地面上．参考答案例＝θ；方向水平向右例＝3 v 4v m mv M m M M m g h022cos ()++l跟踪反馈1．一只小船停止在湖面上，一个人从小船的一端走到另一端，不计水的阻力，下列说法正确的是[ ]A ．人在船上行走时，人对船的冲量比船对人的冲量小，所以人走得快，船后退得慢．B ．人在船上行走时，人和船的动量等值反向，由于人的质量较小，所以人走得快，船后退得慢．C ．当人停止走动时，因船的惯性大，所以船将继续后退．D ．当人停止走动时，因总动量守恒，所以船将停止后退．2．斜面上一只质量为M 的砂箱沿斜面匀速下滑，质量为m 的小球从砂箱的上方轻轻地放入砂箱，随后小球与砂箱相对静止，则小球和砂箱这一系统的运动情况是[ ]A ．立即停止运动B ．减速下滑，直至逐渐停止运动C ．加速下滑D ．仍匀速下滑，但下滑的速度减小3．在水平轨道上有一门大炮，炮身质量M ＝2000kg ，炮弹质量m ＝10kg ，炮弹以对地速度v ＝800m/s ，与水平方向成α＝60°的夹角斜向上飞出炮口，则由于发射这颗炮弹，炮身获得的反冲速度大小为_______m/s ．4．质量为100kg 的甲车连同质量为50kg 的人一起以2m/s 的速度在光滑的水平面上向前运动，质量为150kg 的乙车以7m/s 的速度由后面追来，为避免相撞，当两车接近时甲车上的人至少应以多大的对地水平速度跳上乙车？参考答案1．BD 2．D 3．2m/s 4．3m/s ；方向与原方向相同。

【例 1】如图 52－ 1 所示，在光滑的水平面上，质量为m 的小球以速度1v1 追逐质量为 m ，速 度为 v2 的小球，追及并发生相碰后速度分别为v ′和21v 2′，将两个小球作为系统，试根据牛顿运动定律推导出动量守恒定律．解析：在两球相互作用过程中，根据牛顿第二定律，对小球 1 有：F＝m a ＝m1v 1，对 m 有F ′＝ m a ＝ m2v 2．由牛顿第三定律得 F ＝1 1t22 2t－ F ′，所以 F ·Δ t ＝－ F ′·Δ t ， m v ＝－ mv ，即 m (1 12 2 1v ′－ v ) ＝－ m (v 2 ′－ v ) ，整理后得： m v ＋ m v ＝ m v ′＋1 12 2 1 1 2 21 1m2v2′，这表 明以两小球为系统，系统所受的合外力为零时，系统的总动量守恒．点拨：动量守恒定律和牛顿运动定律是一致的，当系统内受力情况不明，或相互作用力为变力时，用牛顿运动定律求解很繁杂，而动量定理只管发生相互作用前、后的状态，不必过问相互作用的细节，因而避免了直接运用牛顿运动定律解题的困难，使问题简化．【例 2】把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是[ ]A ．枪和子弹组成的系统动量守恒B ．枪和车组成的系统动量守恒C ．子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒D ．子弹的动量 变化与枪和车的动量变化相同 解析：正确答案为C点拨：在发射子弹时，子弹与枪之间，枪与车之间都存在相互作用力，所以将枪 和子弹作为系统，或枪和车作为系统，系统所受的合外力均不为零，系统 的动量不守恒，当将三者作为系统时，系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相等，方向相反．可见，系统的动量是否守恒，与系统的选取直接相关．【例 3】如图 52－2 所示， 设车厢的长度为l ，质量为 M ，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m 的物体以初速度 v 0 向右运动，与车厢壁来回碰撞 n 次后，静止在车厢中，这时车厢的速度为_______，方向与 v 0 的方向_______．点拨：不论物体与车厢怎样发生作用，碰撞多少次，将物体与车厢作为系统，物体与车厢间作用力是内力，不改变系统的总动量，同时这一系统所受的合外力为零，系统的总动量守恒，以v0为正方向，有mv0＝ (M＋m)v′．【例 4】一辆列车的总质量为M，在平直的水平轨道上以速度v 匀速行驶，突然最后一节质量为m的车厢脱钩，假设列车所受的阻力与车的重量成正比，机车的牵引力不变，当脱钩的车厢刚好停止运动时，前面列车的速度为多大？点拨：以整列列车为系统，不管最后一节车厢是否脱钩，系统所受的外力在竖直方向上重力与轨道给系统的弹力相平衡，在运动方向上牵引力与系统所受的总的阻力相平衡，即系统所受的外力为零，总动量守恒．参考答案例 3 mv 0，相同例 4 M vM + m M － m跟踪反馈1．在光滑水平面上有两个质量不等的物体，它们之间夹一被压缩的弹簧，开始时两物用细绳相连，烧断细绳后两物体[ ] A．在任何时刻加速度大小相等B．在任何时刻速度大小相等C．在任何时刻动量大小相等D．在任意一段时间内，弹簧对两物体的冲量相同2．沿一直线相向运动的甲、乙两质点，作用前动量分别是P1＝10kg·m/s ，P2＝－ 18kg· m/s，作用后甲的动量为－1kg· m/s ，不计任何外界阻力，则作用后乙的动量为[ ] A．－ 29kg· m/sB． 29kg· m/sC．－ 7kg· m/sD． 7kg· m/s3．质量为 490 g 的木块静止在光滑水平面上，质量为 10g 的子弹以 500m/s 的速度水平射入木块并嵌在其中，从子弹刚射入木块至与木块相对静止的过程中，木块增加的动量为_______kg· m/s ，它们的共同运动速度为4．质量为 120t 的机车，向右匀速滑行与静止的质量均为挂接在一起运动，由于四节车厢的挂接，使机车的速度减小了挂接前的速度．_______m/s．60t 的四节车厢3m/s，求机车在参考答案1． C 2 ． C 3 ．4.9 ； 10 4 ． 4.5m/s ；方向向右。

高中物理动量守恒定律试题经典及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，光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的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）；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恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设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离的过程中，求．（1）A、B第一次速度相同时的速度大小；（2）A、B第二次速度相同时的速度大小；（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小【答案】（1）v0（2）v0（3）【解析】试题分析：（1）对A、B接触的过程中，当第一次速度相同时，由动量守恒定律得，mv0=2mv1，解得v1＝v0（2）设AB第二次速度相同时的速度大小v2，对ABC系统，根据动量守恒定律：mv0=3mv2解得v2=v0（3）B与C接触的瞬间，B、C组成的系统动量守恒，有：解得v3＝v0系统损失的机械能为当A、B、C速度相同时，弹簧的弹性势能最大．此时v2=v0根据能量守恒定律得，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】本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，关键合理地选择研究的系统，运用动量守恒进行求解。

2．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P1和P2的质量均为m．滑板的质量M=4m，P1和P2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，P2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）10v '=、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：22011122mv mgR mv += 解得：v 1=5m/sP 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：112mv mv mv ''=+ 222112111222mv mv mv ''=+ 解得：10v '=、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 22220.4m/s 5f ma 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2212mgR mv '= 得23m/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：222211()22f 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：2110.08m 2v s a ==P2向左滑行距离：22222.25m2vsa'==所以P1、P2静止后距离：△S=L-S1-S2=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．3．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损＝f·2d=12mv20－12×3mV2（2分）解得ΔE＝13mv20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：mv1＋mV1＝mv0（2分）因为子弹在射穿第一块钢板的动能损失为ΔE损1＝f·d=mv2（1分），由能量守恒得：1 2mv21＋12mV21＝12mv20－ΔE损1（2分）且考虑到v1必须大于V1，解得：v1＝13(26v0设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为V2，由动量守恒得：2mV2＝mv1（1分）损失的动能为：ΔE′＝12mv21－12×2mV22（2分）联立解得：ΔE′＝13(1)2×mv20因为ΔE′＝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4．如图所示，质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m的金属球并排悬挂．现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=600的位置自由释放，下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞．在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场．已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞前停在最低点处．求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于450．【答案】最多碰撞3次【解析】解：设小球m的摆线长度为l小球m在下落过程中与M相碰之前满足机械能守恒：①m和M碰撞过程是弹性碰撞，故满足：mv0=MV M+mv1 ②③联立②③得：④说明小球被反弹，且v1与v0成正比，而后小球又以反弹速度和小球M再次发生弹性碰撞，满足：mv1=MV M1+mv2 ⑤⑥解得：⑦整理得：⑧故可以得到发生n 次碰撞后的速度：⑨而偏离方向为450的临界速度满足：⑩联立①⑨⑩代入数据解得，当n=2时，v 2＞v 临界 当n=3时，v 3＜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角度，再结合题意求解．5．（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”。