动量守恒经典题目

1用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”。

1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射（轰击）氢和氮（它们可视为处于静止状态）。

测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7．0。

查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子。

假设铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量。

（质量用原子质量单位u表示，1 u等于1个12C 原子质量的十二分之一。

取氢核和氦核的质量分别为1．0 u和14 u。

）分析与求解：设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v，氢核的质量为m H。

构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v/和v H/。

对于电子、质子、中子、原子核等粒子，在物理过程中的重力通常不计，因此，在中性粒子与氢核的碰撞过程中，二者不受外力作用，它们的总动量守恒；又由于二者的碰撞属于弹性碰撞，同们的总动能保持不变，分别运用动量守恒与能量守恒定律得：mv＝mv′＋m H v H′；解此两式碰后氢核的速度：同理，对于质量为m N的氮核，亦可求得其碰后速度为，由及的表达式可求得：，根据题意可知：v H′＝7．0v N′解此两式可得中性粒子的质量：m＝1．2u2如图所示，质量均为ｍ的A、B两个弹性小球，用长为2L的不可伸长的轻绳连接。

现把小球Ａ、Ｂ置于距地面高Ｈ（Ｈ足够大）处，间距为L，当Ａ球自由下落的同时，Ｂ球以水平速度v o指向A球水平抛出，求：（1）两球从开始运动到相碰，A球下落的距离；（2）A、B两球相碰（碰撞时无机械能损失）后，各自速度的水平分量；（3）轻绳拉直过程中，B球受到绳子拉力的冲量大小。

分析与求解：由于Ａ球自由下落，Ｂ球水平抛出，所以，两球始终位于同一水平线上。

水平方向上两球的运动情景是B球以速度v o匀速运动L后与“静止”的A球碰撞，由于无机械能损失，碰撞后两球互换速度，此后，A球以速度v o匀速运动2L后，使绳子拉直，A、B获得相同的速度，而这个拉直过程中，两球水平方向不受外力作用，水平方向总动量守恒。

物理动量守恒定律题20套(带答案)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)2014mv ；(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：212v 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：012v v =，20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为：222201201111222224E m v m v mv mv ∆=--=gg 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 =-=2．如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b ,小车质量M =3kg ，AO 部分粗糙且长L =2m ，动摩擦因数μ=0.3，OB 部分光滑．另一小物块a ．放在车的最左端，和车一起以v 0=4m/s 的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB 部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a 、b 两物块视为质点质量均为m =1kg ，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g =10m/s 2）求：(1)物块a 与b 碰后的速度大小；(2)当物块a 相对小车静止时小车右端B 到挡板的距离；(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．【答案】(1)1m/s (2) (3) x=0.125m【解析】试题分析：（1）对物块a，由动能定理得：代入数据解得a与b碰前速度：；a、b碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：；（2）当弹簧恢复到原长时两物块分离，a以在小车上向左滑动，当与车同速时，以向左为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，对小车，由动能定理得：，代入数据解得，同速时车B端距挡板的距离：；（3）由能量守恒得：，解得滑块a与车相对静止时与O点距离：；考点：动量守恒定律、动能定理。

动量守恒定律题集一、两个小球在光滑水平面上发生碰撞，碰撞前两球动量大小相等，方向相反。

碰撞后，两球的动量可能的情况是：A. 两球动量大小相等，方向相反B. 两球动量大小不等，方向相同C. 两球动量都为零D. 一个球动量为零，另一个球动量不为零（答案）A、B、C（解析）根据动量守恒定律，碰撞前后系统总动量保持不变。

由于碰撞前两球动量大小相等、方向相反，所以系统总动量为零。

碰撞后，两球动量之和仍应为零，因此可能出现两球动量大小相等、方向相反，或者两球动量大小不等但方向相同（只要保证动量之和为零），或者两球动量都为零的情况。

而一个球动量为零，另一个球动量不为零的情况则不可能出现，因为这会导致系统总动量不为零，违反动量守恒定律。

二、一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v碰撞一静止的、质量为2m的物体。

碰撞后，两物体的动量可能的情况是：A. 质量为m的物体动量大小为mv/3，质量为2m的物体动量大小为2mv/3B. 质量为m的物体动量大小为2mv/3，质量为2m的物体动量大小为mv/3C. 两物体动量大小均为mvD. 两物体动量大小均为零（答案）A、D（解析）根据动量守恒定律，碰撞前后系统总动量应保持不变，即mv。

选项A中，两物体动量之和为mv/3 + 2mv/3 = mv，满足动量守恒。

选项D中，两物体动量均为零，也满足动量守恒。

而选项B中，两物体动量之和为2mv/3 + mv/3 = mv，虽然动量守恒，但考虑到碰撞前只有质量为m的物体有动量，且碰撞过程中动量应发生转移，故B选项不可能。

选项C 中，两物体动量之和为2mv，不满足动量守恒定律。

三、一质量为M的滑块在光滑水平面上以速度v滑行，与一静止的、质量为2M的滑块发生碰撞。

碰撞后，两滑块的速度可能为：A. v/3和v/3B. v/2和v/2C. -v/3和2v/3D. 2v和-v（答案）A、C（解析）根据动量守恒定律，碰撞前后系统总动量应保持不变，即Mv。

动量守恒定律题目一、两小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动，碰撞后两球均静止，则可以断定碰撞前( )A. 两球的速度大小相等B. 两球的质量相等C. 两球的动量大小相等、方向相反D. 两球的动量相等（答案：C）二、在光滑的水平面上，有甲、乙两辆小车，甲车上放一物体，用水平力F甲推甲车，同时用相同的水平力F乙推乙车，两车均从静止开始运动，在相同的位移内( )A. 甲车对物体的做功较多B. 乙车对物体的做功较多C. 甲、乙两车对物体做功一样多D. 无法确定（答案：A）三、一静止的原子核发生α衰变，生成一新原子核，已知衰变前后原子核的质量数分别为A和A−4，电荷数分别为Z和Z−2，则( )A. 衰变过程中释放的核能转变为新原子核的动能B. 衰变过程中释放的核能转变为α粒子和新原子核的动能之和C. 衰变前后原子核的质量亏损为Δm=4u（u为质子和中子的质量）D. 衰变前后核子数减少，所以质量数和电荷数都减小（答案：B）四、在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线相向运动，碰撞后有一球静止，则( )A. 若A球质量大于B球质量，则B球一定静止B. 若A球初速度大于B球初速度，则B球一定静止C. 若A球动量大于B球动量，则一定是A球静止D. 以上说法均不正确（答案：A）五、在光滑的水平面上，有两个质量相等的物体A和B，用水平力F1推A，同时用水平力F2推B，当它们相距一定距离时，两力同时撤去，则两物体( )A. 一定相碰B. 一定不相碰C. 若F1＞F2，则一定相碰D. 若F1＜F2，则一定相碰（答案：B）六、在光滑的水平面上停着一辆小车，小车上有一木块，现用一水平力拉小车，使小车和木块一起加速运动，则( )A. 小车对木块的摩擦力使木块加速B. 小车对木块的摩擦力方向与车加速度方向相同C. 小车受到的拉力与木块对小车的摩擦力是一对平衡力D. 小车受到的拉力与小车对木块的摩擦力是一对作用力与反作用力（答案：A）七、在光滑的水平面上，一质量为m1的小球A沿水平方向以速度v0与质量为m2的静止小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9，则小球B的速度可能是( )A. v0/3B. 2v0/3C. v0/9D. 8v0/9（答案：A；B）八、在光滑的水平面上，有两个质量相等的物体，中间用弹簧相连，开始时弹簧处于原长，现给它们一个大小相等、方向相反的水平恒力，当它们的距离增大到某一值时，保持恒力不变，突然撤去弹簧，则( )A. 两物体的速度均增大B. 两物体的速度均减小C. 两物体的加速度均增大D. 两物体的加速度均不变（答案：D）九、在光滑的水平面上，一质量为m的球A沿水平方向以速度v与原来静止的质量为2m的球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9，则球B的速度可能是( )A. v/3B. v/6C. 2v/3D. 2v/9（答案：A；C）十、在光滑的水平面上，有两个质量相等的物体A和B，用水平力F推A，同时用与F相同大小的水平力推B，当它们分别通过相同的位移时( )A. 若A、B均做匀加速直线运动，则力F对A、B所做的功一样多B. 若A做匀加速直线运动，B做匀速直线运动，则力F对A做的功较多C. 若A做匀加速直线运动，B做匀速直线运动，则力F对B做的功较多D. 若A、B均做匀速直线运动，则力F对A、B都不做功（答案：A；D）。

动量守恒测试题及答案高中1. 动量守恒定律适用于哪些情况？2. 一个质量为2kg的物体以5m/s的速度向北运动，与一个质量为3kg 的物体以3m/s的速度向南运动相撞。

如果两物体发生完全非弹性碰撞，请计算碰撞后两物体的共同速度。

3. 一个质量为5kg的物体以10m/s的速度向东运动，撞击一个静止的质量为3kg的物体。

如果碰撞是完全弹性的，请计算碰撞后两物体的速度。

4. 一辆质量为1000kg的汽车以20m/s的速度行驶，突然刹车。

如果刹车过程中动量守恒，计算汽车在刹车过程中受到的平均冲击力（假设刹车过程持续了0.5秒）。

5. 一个质量为0.5kg的足球以15m/s的速度被踢出，如果足球在撞击墙壁后以相同的速率反弹回来，计算墙壁对足球的平均作用力（假设作用时间为0.1秒）。

答案1. 动量守恒定律适用于没有外力作用或外力之和为零的系统。

在这种情况下，系统的总动量在时间上保持不变。

2. 碰撞前总动量为 \( P_{\text{总}} = (2 \times 5) - (3 \times3) = 10 - 9 = 1 \) kg·m/s。

因为完全非弹性碰撞后两物体粘在一起，所以共同速度 \( v \) 为 \( P_{\text{总}} / (2 + 3) = 1 /5 = 0.2 \) m/s，方向向北。

3. 碰撞前总动量为 \( P_{\text{总}} = 5 \times 10 = 50 \)kg·m/s。

碰撞后两物体的总动量仍为50 kg·m/s。

设碰撞后5kg物体速度为 \( v_1 \)，3kg物体速度为 \( v_2 \)，则 \( 5v_1 + 3v_2= 50 \)。

由于完全弹性碰撞，还满足 \( \frac{5}{3} =\frac{v_1}{v_2} \)。

解得 \( v_1 = 10 \) m/s，\( v_2 = 6 \)m/s。

4. 汽车的初始动量为 \( P_{\text{初}} = 1000 \times 20 = 20000 \) kg·m/s。

【例1】如图所示,在光滑旳水平面上有一物体M,物体上有一光滑旳半圆弧轨道,最低点为Ｃ,两端A、B同样高.现让小滑块m从Ａ点静止下滑，则( ）A.ｍ不能达到小车上旳Ｂ点B.Ｍ与m构成旳系统机械能守恒,动量守恒C.m从A到B旳过程中小车始终向左运动，m达到B旳瞬间，M速度为零Ｄ.m从A到C旳过程中M向左运动，m从Ｃ到B旳过程中Ｍ向右运动变式1：如图所示，在光滑旳水平面上放有一物体Ｍ，物体上有一光滑旳半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、Ｂ等高,现让小滑块ｍ从Ａ点静止下滑,在此后旳过程中，则ﻫＡ．M和m构成旳系统机械能守恒，动量守恒B.Ｍ和ｍ构成旳系统机械能守恒，动量不守恒ﻫC.ｍ从Ａ到B旳过程中,M运动旳位移为mmm+mＤ.m从Ａ到Ｃ旳过程中M向左运动，m从Ｃ到B旳过程中M向右运动ﻫ例２、(多选）如下图(左)所示，小车质量为M,小车顶端为半径为R 旳四分之一光滑圆弧,质量为ｍ旳小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程旳分析,下列说法中对旳旳是(g为本地重力加速度) ( )A．若地面粗糙且小车可以静止不动，当小球滑到圆弧最低点时速度为√2mmＢ．若地面粗糙且小车可以静止不动,则小球对小车旳压力最大3ｍgC．若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为m错误!D．若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为M错误!变式1（多选）如上图(右)所示,将一种内、外侧均光滑旳半圆形槽,置于光滑旳水平面上,槽旳左侧有一种竖直墙壁．现让一种小球自左端槽口Ａ旳正上方从静止开始下落,与半圆形槽相切从A点进入槽内，则如下说法对旳旳是（）A．小球在半圆形槽内运动旳全过程中，小球与槽构成旳系统机械能守恒B．小球在半圆形槽内运动旳全过程中，小球与槽构成旳系统机械能不守恒C．小球从最低点向右侧最高点运动过程中，小球与槽构成旳系统在水平方向动量守恒D.小球离开槽右侧最高点后来，将做竖直上抛运动例3 如图所示，AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M旳小圆环,环上系一长为L质量不计旳细绳,绳旳另一端拴一质量为m旳小球，现将绳拉直,且与ＡB平行,由静止释放小球,则当线绳与A Ｂ成θ角时,圆环移动旳距离是多少?变式１如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上固定一杆，总质量为M；杆顶系一长为L旳轻绳，轻绳另一端系一质量为m旳小球.绳被水平拉直处在静止状态(小球处在最左端)．将小球由静止释放,小球从最左端摆下并继续摆至最右端旳过程中,小车运动旳距离是多少?变式2 质量为Ｍ旳气球上有一质量为m旳人,共同静止在距地面高为h旳空中，目前从气球中放下一根不计质量旳软绳,人沿着软绳下滑到地面,软绳至少为多长，人才干安全达到地面？（忽视空气阻力)例4 如图所示，光滑水平面上有一质量为２M、半径为R(R足够大)旳圆弧曲面C,质量为M旳小球B置于其底端，另一种小球A质量为＼f(M,2)，以v０=6 ｍ/ｓ旳速度向Ｂ运动，并与Ｂ发生弹性碰撞，不计一切摩擦,小球均视为质点,求：（１)小球Ｂ旳最大速率；(2）小球B运动到圆弧曲面最高点时旳速率;（3)通过计算判断小球B能否与小球Ａ再次发生碰撞。

物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上，光滑圆弧MN 的半径为R =3.2m ，水平部分NP 长L =3.5m ，物体B 静止在足够长的平板小车C 上，B 与小车的接触面光滑，小车的左端紧贴平台的右端．从M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车，物体A 滑上小车后若与物体B 相碰必粘在一起，它们间无竖直作用力．A 与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg ，取g =10m/s 2．求(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小？ (2)物体A 在NP 上运动的时间？ (3)物体A 最终离小车左端的距离为多少？【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ； (2)物体A 在NP 上运动的时间为0.5s (3)物体A 最终离小车左端的距离为3316m 【解析】试题分析：（1）物体A 由M 到N 过程中，由动能定理得：m A gR=m A v N 2 在N 点，由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得，物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为：F N ′=3m A g=30N （2）物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意，舍去) （3）物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中，小车、物体A 组成系统动量守恒，而物体B 保持静止 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1，则2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得：L 1＝94m物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ，A ，B 相互作用的过程中动量守恒： (m A + m B )v 3= m A v 2此后A ，B 组成的系统与小车发生相互作用，动量守恒，且达到共同速度v 4 (m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4 此过程中A 相对小车的位移大小为L 2，则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得：L 2＝316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点：牛顿第二定律；动量守恒定律；能量守恒定律.2．如图所示，一辆质量M=3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B ，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为E p =6J ，小球与小车右壁距离为L=0.4m ，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：①小球脱离弹簧时的速度大小；②在整个过程中，小车移动的距离。

第8讲动量定理和动量守恒定律一、选择题(每小题6分,共42分)1.(2024海南海口质检)如图所示,两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起,从高度为h处自由落下,h远大于两小球半径,落地瞬间,B先与地面碰撞,后与A碰撞,全部的碰撞都是弹性碰撞,且都发生在竖直方向,碰撞时间均可忽视不计。

已知m2=3m1,则A反弹后能达到的高度为( )A.hB.2hC.3hD.4h2.某同学质量为60 kg,在训练中要求他从岸上以大小为2 m/s的速度跳到一条向他缓慢驶来的小船上,小船的质量是140 kg,原来的速度大小是0.5 m/s,该同学上船后又跑了几步,最终停在船上,则( )A.人和小船最终静止在水面上B.该过程人的动量改变量的大小为105 kg·m/sC.船最终速度的大小为0.95 m/sD.船的动量改变量的大小为70 kg·m/s3.在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,一个平抛,若不计空气阻力,三个小球从抛出到落地的过程中( )A.三个小球动量的改变量相同B.下抛球和平抛球动量的改变量相同C.上抛球动量改变量最大D.三球落地时的动量相同4.(2024河北石家庄质检)质量分别为m1与m2的甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p1=5 kg·m/s,p2=7 kg·m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为8 kg·m/s,则甲、乙两球质量m1与m2的关系可能是( )A.m1=m2B.2m1=m2C.3m1=2m2D.4m1=m25.如图所示,将质量为M 1、半径为R 且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠墙,右侧靠一质量为M 2的物块,今让一质量为m 的小球自左侧槽口A 的正上方h 高处从静止起先落下,与半圆槽相切于A 点进入槽内,则以下结论中正确的是( )A.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽组成的系统在水平方向动量守恒B.小球在槽内运动的全过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒C.小球离开C 点以后,将做竖直上抛运动D.半圆槽将不会再次与墙接触6.(多选)如图所示,小车AB 放在光滑水平面上,A 端固定一个轻弹簧,B 端粘有油泥,AB 总质量为M,质量为m 的木块C 放在小车上,用细绳连接于小车的A 端并使弹簧压缩,起先时AB 和C 都静止,当突然烧断细绳时,C 被释放,使C 离开弹簧向B 端冲去,并跟B 端油泥粘在一起,忽视一切摩擦,以下说法正确的是( )A.弹簧伸长过程中C 向右运动,同时AB 也向右运动B.C 与B 碰前,C 与AB 的速率之比为M∶mC.C 与油泥粘在一起后,AB 马上停止运动D.C 与油泥粘在一起后,AB 接着向右运动7.(2024山西太原一模)(多选)如图所示,长为L 的轻杆两端分别固定a 、b 金属球,两球质量均为m,a 放在光滑的水平面上,b 套在竖直固定光滑杆上且离地面高度为√32L,现将b 从图示位置由静止释放,则( )A.在b 球落地前的整个过程中,a 、b 组成的系统水平方向上动量守恒B.从起先到b 球距地面高度为L2的过程中,轻杆对a 球做功为√3-18mgLC.从起先到b 球距地面高度为L2的过程中,轻杆对b 球做功为-√38mgLD.在b 球落地的瞬间,重力对b 球做功的功率为mg √√3gL二、非选择题(共38分)8.(10分)如图所示,可看成质点的A 物体叠放在上表面光滑的B 物体上,一起以v 0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动,与静止在同一光滑水平轨道上的木板C 发生完全非弹性碰撞,B 、C 的上表面相平且B 、C 不粘连,A 滑上C 后恰好能达到C 板的最右端,已知A 、B 、C 质量均相等,木板C 长为L,求:(1)A 物体的最终速度; (2)A 在木板C 上滑行的时间。