1、最新高考物理试卷物理动量守恒定律题分类汇编一、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v0=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 =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 =4
2、m/s 的初速度向右运动，则小物0块从 C 点抛出后，经多长时间落地?【答案】 （1） 1m（ 2） t4 282 s25【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 v1 ，根据动能定理得：mgL1 mv021 mv1222设小物块在 B 点时的速度大小为v2 ，物块从 B 点滑到圆弧面上最高
3、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：mv1 (m M )v2根据系统机械能守恒有：1 mv121 (mM )v22mg ( R R cos530 )22联立解得： R1m(2)若整个水平面光滑，物块以v0 的速度冲上圆弧面，根据机械能守恒有：1 mv021 mv32mg ( RR cos530 )22解得： v32 2m / s物块从 C 抛出后，在竖直方向的分速度为：vyv3 sin 5382m / s5这时离体面的高度为：hRR cos530.4mh vyt1gt22解得： t4282 s252 如图：竖直面内固定的绝缘轨道abc，由半径R=3 m的
4、光滑圆弧段bc与长l=1.5 m的粗糙水平段ab在b 点相切而构成，O 点是圆弧段的圆心，Oc 与 Ob 的夹角=37;过f点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E=10 N/C的匀强电场，Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域 efgh， ef 与 Oc 交于 c 点， ecf 与水平向右的方向所成的夹角为 (53 147 )，矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场质量m2=3 10-3 kg、电荷量 q=3 l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上 b 点，质量 m1=1.5 10-3 kg 的不带电小物体 P 从轨道右端 a 以 v0=8 m/s 的水平速度
5、向左运动，P、 Q 碰撞时间极短，碰后 P 以 1m/s 的速度水平向右弹回已知P 与 ab 间的动摩擦因数=0.5， A、 B 均可视为质点， Q的电荷量始终不变，忽略空气阻力，sin37 =0.6， cos37 =0.8，重力加速度大小 g=10m/s 2求：(1)碰后瞬间，圆弧轨道对物体Q 的弹力大小 FN；(2)当 =53时，物体 Q 刚好不从 gh 边穿出磁场，求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小 B1；(3)当区域 efgh 内所加磁场的磁感应强度为B =2T 时，要让物体 Q 从 gh 边穿出磁场且在磁2场中运动的时间最长，求此最长时间t 及对应的 值【答案】 (1) FN
6、4.6 10 2 N (2)B1 1.25T(3) t127s ,1900 和 2 1430360【解析】【详解】解： (1)设 P 碰撞前后的速度分别为v1 和 v1， Q 碰后的速度为 v2从 a 到 b，对，由动能定理得：1212P- m1gl2m1v12 m1v0解得： v17m/s碰撞过程中，对P， Q 系统：由动量守恒定律：m vm vm v211112取向左为正方向，由题意v11m/s ，解得： v24m/sb点：对 Q ，由牛顿第二定律得：FNm2 g m2v22R解得 : FN4.6 10 2 N(2)设 Q 在 c 点的速度为 vc ，在 b 到 c 点，由机械能守恒定律：
7、m2 gR(1cos )1m2vc21m2v2222解得： vc2m/s进入磁场后： Q 所受电场力 FqE310 2 Nm2 g ， Q 在磁场做匀速率圆周运动由牛顿第二定律得：qvcB1m2vc2r1Q 刚好不从 gh 边穿出磁场，由几何关系：r1 d1.6m解得： B11.25T(3)当所加磁场 B22T， r2m2vc1mqB2要让 Q 从 gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长，则Q 在磁场中运动轨迹对应的圆心角最大，则当gh 边或 ef 边与圆轨迹相切，轨迹如图所示：dr2设最大圆心角为，由几何关系得：cos(180)r2解得：1272 m2运动周期： TqB2则 Q 在磁场中运
8、动的最长时间：tT127 ?2 m2127 s360360 qB2360此时对应的角： 190 和2 1433 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 =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 v0=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/s2）求：(1)物块 a 与 b 碰
9、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
10、车相对静止时与O 点距离：；考点：动量守恒定律、动能定理。【名师点睛】本题考查了求速度、距离问题，分析清楚运动过程、应用动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题。428如图所示，质量为ma=2kg 的木块A 静止在光滑水平面上。一质量为mb= lkg 的木块 B 以初速度v0=l0m/s 沿水平方向向右运动，与A 碰撞后都向右运动。木块A 与挡板碰撞后立即反弹（设木块A 与挡板碰撞过程无机械能损失）。后来木块A 与 B 发生二次碰撞，碰后 A、 B 同向运动，速度大小分别为1m/s、 4m/s 。求：木块A、 B 第二次碰撞过程中系统损失的机械能。【答案】 9J【解析】试题分析：依题意
11、，第二次碰撞后速度大的物体应该在前，由此可知第二次碰后A、 B 速度方向都向左。第一次碰撞 ，规定向右为正向mBv0=mBvB+mAvA第二次碰撞 ，规定向左为正向mA A B B B BA Av -m v = m v +m v得到 vA=4m/s v B=2m/sE=9J考点：动量守恒定律；能量守恒定律.视频5 如图的水平轨道中，AC 段的中点 B 的正上方有一探测器，C 处有一竖直挡板，物体 P1沿轨道向右以速度v1与静止在2P，以此碰撞时刻为计A 点的物体 P 碰撞，并接合成复合体时零点，探测器只在t 1=2 s 至212m=1 kg，P 与 AC间的t =4 s 内工作，已知 P 、
12、P 的质量都为动摩擦因数为 =0.1， AB 段长 L=4 m， g 取 10 m/s212和 P 均视为质点， P 与挡板的， P、P碰撞为弹性碰撞。(1)若 v1=6 m/s ，求 P1、 P2 碰后瞬间的速度大小(2)若 P 与挡板碰后，能在探测器的工作时间内通过v 和碰撞损失的动能E；B 点，求 v1 的取值范围和P 向左经过A点时的最大动能E。【答案】（ 1） 9J （2） 10m/s v1 14m/s 17J【解析】试题分析：（ 1）由于 P1 和 P2 发生弹性碰撞，据动量守恒定律有：碰撞过程中损失的动能为：（ 2）解法一：根据牛顿第二定律， P 做匀减速直线运动，加速度 a=
13、设 P1 、P2 碰撞后的共同速度为 vA，则根据（ 1）问可得 vA=v1/2 把 P 与挡板碰撞前后过程当作整体过程处理经过时间t 1， P 运动过的路程为s1，则经过时间 t 2， P 运动过的路程为s2，则如果 P 能在探测器工作时间内通过B 点，必须满足 s1 3L2s联立以上各式，解得 10m/s v1 14m/sv1 的最大值为 14m/s ，此时碰撞后的结合体P 有最大速度 vA=7m/s根据动能定理，代入数据，解得E=17J解法二：从 A 点滑动到 C 点，再从 C 点滑动到 A 点的整个过程， P 做的是匀减速直线。设加速度大小为2a，则 a=g=1m/s设经过时间 t ，
14、P 与挡板碰撞后经过B 点， 学科网则：vB=v-at ， v=v1/2若 t=2s 时经过 B 点，可得 v1=14m/s若 t=4s 时经过 B 点，可得 v1=10m/s则 v1 的取值范围为： 10m/s v1 14m/sv1=14m/s 时，碰撞后的结合体P 的最大速度为：根据动能定理，代入数据，可得通过A 点时的最大动能为：考点：本题考查动量守恒定律、运动学关系和能量守恒定律6如图，水平面上相距为L=5m 的 P、 Q 两点分别固定一竖直挡板，一质量为M=2kg 的小物块 B 静止在 O 点， OP 段光滑， OQ 段粗糙且长度为d=3m 一质量为m=1kg 的小物块A以 v0=6
15、m/s的初速度从OP 段的某点向右运动，并与B 发生弹性碰撞两物块与OQ 段的动摩擦因数均为 =0 2，两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能重力加速度 g=10m/s2 ，求（ 1） A 与 B 在 O 点碰后瞬间各自的速度；（ 2）两物块各自停止运动时的时间间隔【答案】（ 1），方向向左；【解析】试题分析：（ 1）设 A、B 在 O 点碰后的速度分别为由动量守恒：，方向向右（2） 1sv1 和 v2，以向右为正方向碰撞前后动能相等：解得：方向向左，方向向右）（2）碰后，两物块在OQ 段减速时加速度大小均为：B 经过 t1 时间与 Q 处挡板碰，由运动学公式：与挡板碰后， B 的速度大小
16、得：，反弹后减速时间（舍去）反弹后经过位移， B 停止运动物块 A 与 P 处挡板碰后，以v4=2m/s 的速度滑上O 点，经过停止所以最终A、B 的距离 s=d-s1-s2=1m，两者不会碰第二次在 AB 碰后，A 运动总时间，整体法得 B 运动总时间，则时间间隔考点：弹性碰撞、匀变速直线运动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1m2mv0h【答案】 (1) E3mv0(2) s2g8M
17、M【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 ，落地点距桌面边缘的水平距离为s,则s=Vt由S=得考点：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，在光滑的水平面上有一长为 L 的木板B完全相同的木板 A以一定的速度向左运动，与木板B，其右侧边缘放有小滑块 C，与木板 B 发生正碰，碰后两者粘在一起并继续向左运动，最终滑块C刚好没有从木板A 上掉下已知木板A、 B 和滑块C的质量均
18、为m， C与 A、B 之间的动摩擦因数均为. 求：(1) 木板 A与 B 碰前的速度 v0；(2) 整个过程中木板 B 对木板 A 的冲量 I .【答案】 (1)2(2)，负号表示 B 对 A 的冲量方向向右【解析】 (1) 木板 A、 B 碰后瞬时速度为v1，碰撞过程中动量守恒，以A 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0 2mv1 .A、 B 粘为一体后通过摩擦力与C 发生作用，最后有共同的速度v2，此过程中动量守恒，以A 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得2mv1 3mv 2.C 在 A 上滑动过程中，由能量守恒定律得 mgL 3mv 2mv .联立以上三式解得 v0 2.(2)
19、 根据动量定理可知，B 对 A 的冲量与 A 对 B 的冲量等大反向，则I 的大小等于 B 的动量变化量，即 I mv2，负号表示 B 对 A 的冲量方向向右。9 如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的 2 倍，重物与木板间的动摩擦因数为使.木板与重物以共同的速度v0 向右运动，某时刻木板与墙发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后木板以原速率反弹.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为g.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.4v0【答案】 t3 g【解析】解：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运
20、动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度v，动量守恒，有：2mv0 mv0=（2m+m ） v，解得： v=木板在第一个过程中，用动量定理，有：mv m（ v0） = 2mgt1用动能定理，有：= 2mgs木板在第二个过程中，匀速直线运动，有：s=vt2木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t 1+t2=+=答：木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间为【点评】本题是一道考查动量守恒和匀变速直线运动规律的过程复杂的好题，正确分析出运动规律是关键10 图中两根足够长的平行光滑导轨，相距1m水平放置，磁感应强度B=
21、0.4T 的匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间金属棒ab、 cd 质量分别为0.1kg 和0.2kg，电阻分别为 0.4 和0.2 ，并排垂直横跨在导轨上若两棒以相同的初速度3m/s 向相反方向分开，不计导轨电阻，求：(1)金属棒运动达到稳定后的ab 棒的速度大小；(2)金属棒运动达到稳定的过程中，回路上释放出的焦耳热；(3)金属棒运动达到稳定后，两棒间距离增加多少？【答案】（ 1） 1m/s（2） 1 2J（3） 1 5m【解析】【详解】解： (1)ab、cd 棒组成的系统动量守恒，最终具有共同速度v ，以水平向右为正方向，则解得稳定后的ab 棒的速度大小：(2)根据能量转化与守恒定律，
22、产生的焦耳热为：(3)对 cd 棒根据动量定理有：即：又两棒间距离增加：11 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木块 A， m M,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m 的小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） Mm v0 （ 2）2M m v02Mm2 Mg【解析】试题分析：（ 1）由 A、B 系统动量守恒定律得：Mv0 mv0= （M +m ） v 所以 v
23、=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：Mv0 mv0=MvvMv 0mv0 方向向右M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12 如图所示，固定点O上系一长L 0.6 m的细绳，细绳的下端系一质量m1.0 kg的小球(可视为质点 )，原来处于静止状态，球与平台的B 点接触但对平台无压力，平台高h0.80 m ，一质量 M 2.0 kg 的物块开始静止在平台上的P 点，现对物块 M 施予一水平向右的初速度 v0，物块 M 沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B 处与小球 m 发生正碰，碰后小球 m 在绳的约束
24、下做圆周运动，经最高点A 时，绳上的拉力恰好等于小球的重力，而物块 M 落在水平地面上的C 点，其水平位移x1.2 m，不计空气阻力， g 10 m/s 2.(1)求物块 M 碰撞后的速度大小；(2)若平台表面与物块M 间的动摩擦因数 0.5，物块 M 与小球的初始距离为x1 1.3 m，求物块 M 在 P 处的初速度大小【答案】（ 1） 3.0m/s （2） 7.0m/s【解析】试题分析：（ 1）碰后物块M 做平抛运动，设其平抛运动的初速度为V（2 分）S = Vt（ 2 分）得：= 3.0 m/s（2 分）（2）物块与小球在B 处碰撞，设碰撞前物块的速度为V1，碰撞后小球的速度为V2，由动量守恒定律：MV1= mV2+ MV （2 分）碰后小球从B 处运动到最高点A 过程中机械能守恒，设小球在A 点的速度为VA： （ 2 分）小球在最高点时依题给条件有：（2分）由解得：V2= 6.0 m/s（1 分）由得：= 6.0 m/s（ 1 分）物块 M 从 P 运动到 B 处过程中，由动能定理： （2分）解得：= 7.0 m/s （2 分）考点：本题考查了平抛运动的规律、动量守恒定律、机械能守恒定律及动能定理的应用
