1、【物理】物理动量守恒定律练习题20篇一、高考物理精讲专题动量守恒定律1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m1=1kg的小球A，质量m2=2kg的小球B以速度v0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) 方向均与相同 (2) (3)【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
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，小球B的速度为，根据动量守恒定律和机械能守恒定律:整理得：，解得，方向均与相同（2）设经过时间两小球发生第2次碰撞，小球A、B的路程分别为、，则有，由几何关系知：整理得：（3）两小球第2次碰撞时的位置与挡板的距离：以向左为正方向，第2次碰前A的速度，B的速度为，如图所示设碰后A的速度为，B的速度为根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有； 整理得：，解得：，设第2次碰后经过时间发生第3次碰撞，碰撞时的位置与挡板相距，则，整理得：2如图所示，两块相
3、同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P2之间的动摩擦因数为，求：（1）P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；（2）此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。【答案】（1） ， （2），【解析】（1） P1、P2碰撞过程，动量守恒，解得。对P1、P2、P组成的系统，由动量守恒定律 ，解得 （2）当弹簧压缩最大时，
4、P1、P2、P三者具有共同速度v2，对P1、P2、P组成的系统，从P1、P2碰撞结束到P压缩弹簧后被弹回并停在A点，用能量守恒定律 解得对P1、P2、P系统从P1、P2碰撞结束到弹簧压缩量最大，用能量守恒定律最大弹性势能 注意三个易错点：碰撞只是P1、P2参与；碰撞过程有热量产生；P所受摩擦力，其正压力为2mg【考点定位】碰撞模型、动量守恒定律、能量守恒定律、弹性势能、摩擦生热。中档题3如图，质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变该系统以速度v0=0.10m/s沿光滑水平面向右做直线运动某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍
5、沿原直线运动经过时间t=5.0s后，测得两球相距s=4.5m，则刚分离时，a球、b球的速度大小分别为_、_；两球分开过程中释放的弹性势能为_【答案】0.7m/s, -0.2m/s 0.27J【解析】试题分析：根据已知，由动量守恒定律得联立得由能量守恒得代入数据得考点：考查了动量守恒，能量守恒定律的应用【名师点睛】关键是对过程分析清楚，搞清楚过程中初始量与末时量，然后根据动量守恒定律与能量守恒定律分析解题4如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升
6、的最大高度为h=0.3 m（h小于斜面体的高度）已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10 kg，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小g=10 m/s2（i）求斜面体的质量；（ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？【答案】（i）20 kg （ii）不能【解析】试题分析：设斜面质量为M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：系统机械能守恒：解得：人推冰块的过程：,得（向右）冰块与斜面的系统：解得：（向右）因，且冰块处于小孩的后方，则冰块不能追上小孩考点：动量守恒定律、机械能守恒定律5光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为、，开始时B、C均静止，A以
7、初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变求B与C碰撞前B的速度大小【答案】【解析】【分析】【详解】设A与B碰撞后，A的速度为，B与C碰撞前B的速度为，B与C碰撞后粘在一起的速度为，由动量守恒定律得：对A、B木块：对B、C木块：由A与B间的距离保持不变可知联立代入数据得：6卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：。已知氮核质量为mN=14.00753u，氧核的质量为mO=17.00454u，氦核质量mHe=4.00387u，质子（氢核）质量为mp=1.00815u。（已知：1uc2=931MeV，结果保留2位有效数字）求：（1）这一核反应
8、是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？（2）若入射氦核以v0=3107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1:50。求氧核的速度大小。【答案】（1）吸收能量，1.20MeV；（2）1.8106m/s【解析】（1）这一核反应中，质量亏损：m=mN+mHe-mO-mp=14.00753+4.00387-17.00454-1.00815=-0.00129u由质能方程，则有E=m c2=-0.00129931=-1.20MeV故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为1.20MeV（2）根据动量守恒定律，则有：mHe v0=mH v
9、H+mOvO又：vO：vH=1：50解得：vO=1.8106m/s7如图，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m0.1kgP2的右端固定一轻质弹簧，物体P置于P1的最右端，质量为M0.2kg且可看作质点P1与P以共同速度v04m/s向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回(弹簧始终在弹性限度内)平板P1的长度L1m ，P与P1之间的动摩擦因数为0.2，P2上表面光滑求：(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1；(2)此过程中弹簧的最大弹性势能Ep(3)通过计算判断最终P能否从P1上滑下，并求出P的最终速度v2【答案】(1)v1=2m
10、/s(2)EP=0.2J(3)v2=3m/s【解析】【分析】【详解】（1）P1、P2碰撞过程，由动量守恒定律 解得，方向水平向右；（2）对P1、P2、P系统，由动量守恒定律 解得，方向水平向右，此过程中弹簧的最大弹性势能；（3）对P1、P2、P系统，由动量守恒定律 由能量守恒定律得解得P的最终速度，即P能从P1上滑下，P的最终速度8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、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
11、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：，9如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H的光滑水平桌面上.现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续
12、在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出.已知，求：（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度v；（2）被压缩弹簧的最大弹性势能EPmax； （3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离 s.【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解】解：(1)滑块从光滑曲面上高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为 ，由机械能守恒定律有： 解之得：滑块与碰撞的过程，、系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为 ，由动量守恒定律有： 解之得：(2)滑块、发生碰撞后与滑块一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块、速度相等，设为速度由动量守恒定律有： 由机械能守恒定律有：
13、解得被压缩弹簧的最大弹性势能：(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块脱离弹簧，设滑块、的速度为，滑块的速度为，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有：解之得：，滑块从桌面边缘飞出后做平抛运动：解之得滑块落地点与桌面边缘的水平距离：10如图所示，在沙堆表面放置一长方形木块A，其上面再放一个质量为m=0.10kg的爆竹B，木块的质量为M=6.0kg当爆竹爆炸时，因反冲作用使木块陷入沙中深度h=5cm，而木块所受的平均阻力为f=80N若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计，g取10m/s2，求爆竹能上升的最大高度【答案】【解析】试题分析：木块下陷过程中受到重力和阻力作用，根据动能定理可得（1）爆竹爆
14、炸过程中木块和爆竹组成的系统动量守恒，故有（2）爆竹完后，爆竹做竖直上抛运动，故有（3）联立三式可得：考点：考查了动量守恒定律，动能定理的应用点评：基础题，比较简单，本题容易错误的地方为在A下降过程中容易将重力丢掉11如图所示，在光滑的水平面上，质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连质量为m的小滑块（可视为质点）以水平速度v0滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零现小滑块以水平速度v滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，小滑块弹回后，刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下，求的值【答案】【解析】试题分析：小滑块以水平速度v0右滑时，有：（2分）小滑块以速度v滑上木
15、板到运动至碰墙时速度为v1，则有（2分）滑块与墙碰后至向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为v2，则有（2分）由总能量守恒可得：（2分）上述四式联立，解得（1分）考点：动能定理，动量定理，能量守恒定律12如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求碰撞过程物块获得的冲量及物块在地面
16、上滑行的距离【答案】 【解析】【分析】对小球下落过程由机械能守恒定律可求得小球与物块碰撞前的速度；对小球由机械能守恒可求得反弹的速度，再由动量守恒定律可求得物块的速度；对物块的碰撞过程根据动量定理列式求解获得的冲量；对物块滑行过程由动能定理可求得其滑行的距离【详解】小球的质量为m,设运动到最低点与物块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有：mgh=mv12解得：v1=设碰撞后小球反弹的速度大小为v1,同理有：解得：v1= 设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,由动量守恒定律有：mv1=-mv1+5mv2解得：v2=由动量定理可得,碰撞过程滑块获得的冲量为I=5mv2=物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为F=5mg设物块在水平面上滑行的时间为t,由动能定理有： 解得：【点睛】本题综合考查动量守恒定律、机械能守恒定律及动能定理，要注意正确分析物理过程，选择合适的物理规律求解
