高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析)
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 =-︒=
212
y h v t gt -=-
解得：4282
t s +=
2．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m 1=1kg 的小球A ，质量m 2=2kg 的小球B 以速度v 0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． 【答案】(1)04
3v 013v 方向均与0v 相同 (2)0
65L v (3)9L
【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1v ，小球B 的速度为2v ，根据动量守恒定律和机械能守恒定律:201122m v m v m v =+
222
201122111222
m v m v m v =+ 整理得：210122m v v m m =+，21
2012
m m v v m m -=+
解得1043v v =
，201
3
v v =，方向均与0v 相同． （2）设经过时间t 两小球发生第2次碰撞，小球A 、B 的路程分别为1x 、2x ，则有
11x v t =，22x v t =
由几何关系知：122x x L += 整理得：0
65L
t v =
（3）两小球第2次碰撞时的位置与挡板的距离：2
35
x L x L =-= 以向左为正方向，第2次碰前
A 的速度04
3A v v =
，B 的速度为013
B v v =-，如图所示．
设碰后A 的速度为A v '，B 的速度为B v '
．根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有
1212A B A B m v m v m v m v ''+=+； 222
2121211112222
A B A
B m v m v m v m v ''+=+ 整理得：12212()2A B A m m v m v v m m -+'=+，21112
()2B A B m m v m v v m m -+'=+
解得：089A v v '=-，079
B v 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
B x x v t '''-=，A x x v t '''+=
整理得：9x L '=
3．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3316
m 【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
