1、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(16分）如图,水平桌面固定着光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接，设物块通过衔接处时速率没有改变。质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑，并与放在水平木板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动，物块A滑到木板的D点停止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g=10m/s2,求：(1) 物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小；(2) 滑动摩擦力对物块B做的功；(3) 物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。
2、【答案】（1）v0=4.0m/s（2）W=-1.6J（3）E=0.80J【解析】试题分析： 设物块A滑到斜面底端与物块B碰撞前时的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有m1ghm1 (1分)v0，解得：v04.0 m/s(1分)设物块B受到的滑动摩擦力为f，摩擦力做功为W，则fm2g(1分)Wm2gx解得：W1.6 J(1分)设物块A与物块B碰撞后的速度为v1，物块B受到碰撞后的速度为v，碰撞损失的机械能为E，根据动能定理有m2gx0m2v2解得：v4.0 m/s(1分)根据动量守恒定律m1v0m1v1m2v(1分)解得：v12.0 m/s(1分)能量守恒m1m1m2v2E(1分)解得：E0.8
3、0 J(1分)考点：考查了机械能守恒，动量守恒定律2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=2mv
4、1，解得v1v0（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v3v0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。3人站在小车上和小车一起以速度v0沿光滑水平面向右运动地面上的人将一小球以速度v沿水平方向向左抛给车上的人，人接住后再将小球以同样大小的速度v水平向右抛出
5、，接和抛的过程中车上的人和车始终保持相对静止重复上述过程，当车上的人将小球向右抛出n次后，人和车速度刚好变为0已知人和车的总质量为M，求小球的质量m【答案】【解析】试题分析：以人和小车、小球组成的系统为研究对象，车上的人第一次将小球抛出，规定向右为正方向，由动量守恒定律：Mv0-mv=Mv1+mv得：车上的人第二次将小球抛出，由动量守恒：Mv1-mv=Mv2+mv得：同理，车上的人第n次将小球抛出后，有由题意vn=0，得：考点：动量守恒定律4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球释放，经过一段时间后再将A球释放 当A球下落t
6、=0.3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零已知，重力加速度大小为，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失（i）B球第一次到达地面时的速度；（ii）P点距离地面的高度【答案】【解析】试题分析：（i）B球总地面上方静止释放后只有重力做功，根据动能定理有可得B球第一次到达地面时的速度（ii）A球下落过程，根据自由落体运动可得A球的速度设B球的速度为， 则有碰撞过程动量守恒碰撞过程没有动能损失则有解得，小球B与地面碰撞后根据没有动能损失所以B离开地面上抛时速度所以P点的高度考点：动量守恒定律 能量守恒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
7、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代入数据解得：V=10m/s（2）设碰撞过程中总机械能的损失为E，应有：mv2+MV2MV2+E联立式，代入数据得：E=1400J考点：动量守恒定律；能量守恒定律6如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙，在其左
8、端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水平面上，现有滑块A以初速度v0从右端滑上B并以滑离B，恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m，试求：（1）滑块与木板B上表面间的动摩擦因数；（2）圆弧槽C的半径R【答案】（1）；（2）【解析】由于水平面光滑，A与B、C组成的系统动量守恒和能量守恒，有：mv0m(v0)2mv1 mgLmv02m(v0) 22mv12 联立解得： .当A滑上C，B与C分离，A、C间发生相互作用A到达最高点时两者的速度相等A、C组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：m(v0)mv1(mm)v2 m(v0)2mv12
9、 (2m)v22mgR 联立解得：R点睛：该题考查动量守恒定律的应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，列出动量守恒以及能量转化的方程；注意使用动量守恒定律解题时要规定正方向7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v0射入物块后，以水平速度v0/2 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)【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mv0=m+MV 解得系统的机械能损失为E=由式得E=（2）设物块下落到地面所需时间为t，落
10、地点距桌面边缘的水平距离为s,则s=Vt 由得S=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8如图所示，光滑半圆形轨道MNP竖直固定在水平面上，直径MP垂直于水平面，轨道半径R0.5 m质量为m1的小球A静止于轨道最低点M，质量为m2的小球B用长度为2R的细线悬挂于轨道最高点P现将小球B向左拉起，使细线水平，以竖直向下的速度v04 m/s释放小球B，小球B与小球A碰后粘在一起恰能沿半圆形轨道运动到P点两球可视为质点，g10 m/s2，试求： (1)B球与A球相碰前的速度大小；(2)A、B两球的质量之比m1m2【答案
11、】(1) 6 m/s(2) 15【解析】试题分析:B球与A球碰前的速度为v1，碰后的速度为v2B球摆下来的过程中机械能守恒，解得m/s碰后两球恰能运动到P点得vp=碰后两球机械能守恒得v2=5m/s两球碰撞过程中动量守恒m2v1=(m1+m2)v2解得m1:m2=1:5考点： 机械能守恒定律，动量守恒定律9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】，【解析】试题分析：（1）碰撞过程中动量守恒，由动量守
12、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：mAvA+mBvB=mAvA+mBvB代入数据解：vA=1.0m/s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：碰后A球的速度为1.0m/s；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10如图所示，带有光滑圆弧的小车A的半径为R，静止在光滑水平面上滑块C置于木板B的右端，A、B、C的质量均为m，A、B底面厚度相同现B、
13、C以相同的速度向右匀速运动，B与A碰后即粘连在一起，C恰好能沿A的圆弧轨道滑到与圆心等高处则：(已知重力加速度为g)(1)B、C一起匀速运动的速度为多少？(2)滑块C返回到A的底端时AB整体和C的速度为多少？【答案】（1） （2），【解析】本题考查动量守恒与机械能相结合的问题(1)设B、C的初速度为v0，AB相碰过程中动量守恒，设碰后AB总体速度u，由，解得C滑到最高点的过程： 解得 (2)C从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中，满足水平方向动量守恒、机械能守恒，有解得：，11光滑水平面上放着一质量为M的槽，槽与水平面相切且光滑，如图所示，一质量为m的小球以v0向槽运动（1）若槽固定不动，求
14、小球上升的高度（槽足够高）（2）若槽不固定，则小球上升多高？【答案】（1） （2）【解析】（1）槽固定时，设球上升的高度为h1，由机械能守恒得：解得：；（2）槽不固定时，设球上升的最大高度为，此时两者速度为v，由动量守恒定律得：再由机械能守恒定律得：联立解得，上球上升的高度：12如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，mM,A、B间粗糙，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求：（1）A、B最后的速度大小和方向；（2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车的速度大小和方向【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）由A、B系统动量守恒定律得：Mv0mv0=（M +m）v 所以v=v0方向向右（2）A向左运动速度减为零时，到达最远处，设此时速度为v,则由动量守恒定律得：Mv0mv0=Mv方向向右考点：动量守恒定律；点评：本题主要考查了动量守恒定律得直接应用，难度适中
