高考物理動(dòng)量守恒定律練習(xí)題及解析

1、高考物理動(dòng)量守恒定律練習(xí)題及解析一、高考物理精講專題動(dòng)量守恒定律.如圖所示，小明站在靜止在光滑水平面上的小車上用力向右推靜止的木箱，木箱最終以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng).已知木箱的質(zhì)量為m ,人與車的總質(zhì)量為 2m,木箱運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與豎直墻壁發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞，反彈回來后被小明接住.求：(1)推出木箱后小明和小車一起運(yùn)動(dòng)的速度vi的大小;(2)小明接住木箱后三者一起運(yùn)動(dòng)的速度V2的大小.【解析】試題分析：取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律有：0=2mvi-mv得vi 小明接木箱的過程中動(dòng)量守恒，有mv+2mvi = (m+2m) v2解得v22v【解析】考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律.如圖所示，質(zhì)量為 M=1k

2、g上表面為一段圓弧的大滑塊放在水平面上，圓弧面的最底端 剛好與水平面相切于水平面上的 B點(diǎn)，B點(diǎn)左側(cè)水平面粗糙、右側(cè)水平面光滑，質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊放在水平而上的 A點(diǎn)，現(xiàn)給小物塊一個(gè)向右的水平初速度vo=4m/s ,小物塊剛好能滑到圓弧面上最高點(diǎn)C點(diǎn)，已知圓弧所對的圓心角為53。，A、B兩點(diǎn)間的距離為L=1m,小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=0.2重力加速度為g=10m/s2.求：(1)圓弧所對圓的半徑 R;vo=4m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，則小物(2)若AB間水平面光滑，將大滑塊固定，小物塊仍以塊從C點(diǎn)拋出后，經(jīng)多長時(shí)間落地 ？25【分析】根據(jù)動(dòng)能定理得小物塊在 B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?/p>

3、物塊從B點(diǎn)滑到圓弧面上最高點(diǎn) C點(diǎn)的過程，小物塊與大滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒和系統(tǒng)機(jī)械能守恒求出圓弧所對圓的半徑；，根據(jù)機(jī)械能守恒求出物塊沖上圓弧面的速度，物塊從C拋出后，根 TOC o 1-5 h z 據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解求落地時(shí)間；【詳解】212斛：(1)設(shè)小物塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 v1,根據(jù)動(dòng)能定理得：mgL mv0 mv12設(shè)小物塊在B點(diǎn)時(shí)的速度大小為 V2,物塊從B點(diǎn)滑到圓弧面上最高點(diǎn) C點(diǎn)的過程，小物塊與大滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒則有：mvi (m M )V291根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能寸恒有：一mv1 (m M )v2 mg(R R cos53 )2

4、聯(lián)立解得：R 1m(2)若整個(gè)水平面光滑，物塊以 %的速度沖上圓弧面，根據(jù)機(jī)械能守恒有：12120、mv0mv3 mg(R Rcos53 )22解得：v3 2,2m/s這時(shí)離體面的高度為：h R Rcos53 0.4mh vyt 1gt2解得：t 4 2汽253.在圖所示足夠長的光滑水平面上，用質(zhì)量分別為拴接的輕彈簧壓緊后處于靜止?fàn)顟B(tài).乙的右側(cè)有一擋板 恢復(fù)原長時(shí)，甲的速度大小為 2m/s,此時(shí)乙尚未與I甲乙卜I jvwT|II求彈簧恢復(fù)原長時(shí)乙的速度大?。蝗粢遗c擋板P碰撞反彈后，不能再與彈簧發(fā)生碰撞.物塊從C拋出后，在豎直方向的分速度為：vy v3 sin 53 8J2m/s3kg和1kg的

5、甲、乙兩滑塊，將僅與甲P.現(xiàn)將兩滑塊由靜止釋放，當(dāng)彈簧P相撞.求擋板P對乙的沖量的最大值.【答案】v乙=6m/s. I = 8N【解析】【詳解】(1)當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，設(shè)甲乙的速度分別為 由和也,對兩滑塊及彈簧組成的系統(tǒng)，設(shè)向左的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律可得：THlVi += 0又知力=2mH聯(lián)立以上方程可得內(nèi)方向向右。(2)乙反彈后甲乙剛好不發(fā)生碰撞，則說明乙反彈的的速度最大為由=2m/s由動(dòng)量定理可得，擋板對乙滑塊沖量的最大值為：/ = mwa -陽2吸=1 X 2N，s -1x(-= 8Njs4.在相互平行且足夠長的兩根水平光滑的硬桿上，穿著三個(gè)半徑相同的剛性球A、B、C,三球的質(zhì)量

6、分別為 mA=1kg、mB=2kg、mc=6kg,初狀態(tài)BC球之間連著一根輕質(zhì)彈簧并處于 靜止，B、C連線與桿垂直并且彈簧剛好處于原長狀態(tài)，A球以V0=9m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，與同一桿上的B球發(fā)生完全非彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短)，求：CA球與B球碰撞中損耗的機(jī)械能；(2)在以后的運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢能；(3)在以后的運(yùn)動(dòng)過程中 B球的最小速度.【答案】(1)AF = 27J; (2)E=9J；(3)零. 【解析】試題分析：(1) A、B發(fā)生完全非彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：F上將=(也一陽5)片碰后A、B的共同速度 匕% = Jd/s制. +制G損失的機(jī)械能 -_-一 A、B、C系統(tǒng)所受

7、合外力為零，動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，三者速度相同時(shí)，彈簧的彈 性勢能最大根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：一一.一 一一 .一- 1r 三者共同速度- -最大彈性勢能: 一 .：-：-.- -(3)三者第一次有共同速度時(shí)，彈簧處于伸長狀態(tài)，A、B在前，C在后.此后C向左加速，A、B的加速度沿桿向右，直到彈簧恢復(fù)原長，故 A、B繼續(xù)向左減速，若能減速到零 則再向右加速.彈簧第一次恢復(fù)原長時(shí)，取向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：根據(jù)機(jī)械能守恒定律：.一- . 此時(shí)A、B的速度v = -Im/s , C 的速度2（%十%）”；v+ =vL = 2m/s哂上+收可知碰后A、B已由向左的共同速度 嶺=3m/s減小到零后

8、反向加速到向右的 lm/s ,故B 的最小速度為零.考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，彈性碰撞和完全非彈性碰撞.【名師點(diǎn)睛】A、B發(fā)生彈性碰撞，碰撞的過程中動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒，結(jié)合動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守，ff定律求出 A球與B球碰撞中損耗的機(jī)械能.當(dāng) B、C速度相等時(shí)，彈簧伸 長量最大，彈性勢能最大，結(jié)合B、C在水平方向上動(dòng)量守恒、能量守恒求出最大的彈性勢能.彈簧第一次恢復(fù)原長時(shí)，由系統(tǒng)的動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合解答.如圖所示，質(zhì)量分別為 mi和m2的兩個(gè)小球在光滑水平面上分別以速度vi、V2同向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生對心碰撞，碰后 m2被右側(cè)墻壁原速彈回，又與 mi碰撞，再一次碰撞后兩球都 靜止.求第一次碰后

9、 mi球速度的大小.JX 上叫 ma答案【解析】設(shè)兩個(gè)小球第一次碰后 mi和m2速度的大小分別為 ；和, 由動(dòng)量守恒定律得：叫工片一叫R = 網(wǎng)1； +中?試（4分）兩個(gè)小球再一次碰撞，叫耳一%尺 =0（4分） W Vi 4 % g得：峰二- （4分）2叼本題考查碰撞過程中動(dòng)量守恒的應(yīng)用，設(shè)小球碰撞后的速度，找到初末狀態(tài)根據(jù)動(dòng)量守恒 的公式列式可得.如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上.某時(shí)刻小孩將冰塊以相對冰面3 m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h=0.3 m （h小于斜面體的高度）.已

10、知小孩與滑板的總質(zhì)量為mi=30 kg,冰塊的質(zhì)量為 m2=i0 kg ,小孩與滑板始終無相對運(yùn)動(dòng).取重力加速度的大小 g=i0 m/s2.（i）求斜面體的質(zhì)量;(ii)通過計(jì)算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？【答案】(i) 20 kg (ii)不能【解析】試題分析：設(shè)斜面質(zhì)量為 M,冰塊和斜面的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒:m2V2 (m2 M )v TOC o 1-5 h z 212系統(tǒng)機(jī)械能守恒：m2gh(m2 M )vm2V22解得：M 20kg 人推冰塊的過程： miVi m2V2,得Vi 1m/s (向右)冰塊與斜面的系統(tǒng)：m2 V2 m2V2 Mv32 12 12mzV2m2V2

11、 + Mv3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 22解得：v21m/s (向右)因卜2 =v1,且冰塊處于小孩的后方，則冰塊不能追上小孩.考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律.冰球運(yùn)動(dòng)員甲的質(zhì)量為 80.0kg o當(dāng)他以5.0m/s的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，與另一質(zhì)量為 100kg、速度為3.0m/s的迎面而來的運(yùn)動(dòng)員乙相撞。碰后甲恰好靜止。假設(shè)碰撞時(shí)間極 短，求：(1)碰后乙的速度的大?。?2)碰撞中總動(dòng)能的損失。【答案】(1) 1.0m/s (2) 1400J【解析】試題分析：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員甲、乙的質(zhì)量分別為m、M,碰前速度大小分別為 v、V,碰后乙

12、的速度大小為 V,規(guī)定甲的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律有：mv-MV=MV代入數(shù)據(jù)解得：V =1 0m/s(2)設(shè)碰撞過程中總機(jī)械能的損失為,應(yīng)有：?1 1mv2+zMV2 =MV 2+E聯(lián)立 式，代入數(shù)據(jù)得：E=1400J考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律；能量守恒定律.裝甲車和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊.通過對一下簡化模型的計(jì)算可以粗略說明其原因.質(zhì)量為2m、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑桌面上.質(zhì)量為 m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿.現(xiàn)把鋼板分成厚度均為d、質(zhì)量均為m的相同兩塊，間隔一段距離水平放置，如圖所示.若子彈以相同的速度垂直射向第一塊鋼板

13、，穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板的深度.設(shè)子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會發(fā)生碰撞不計(jì)重力影/MW【答案】謹(jǐn)于舁初速度為力.時(shí)入厚度侑制板行.終輛救）于界的我同速痕為匕南劭守M得(2m e* 金 e解離/優(yōu)過粗中動(dòng)能第失為力鳳利城叫秋后,/穿過那一塊例收時(shí)為春的速度力用力5相門，由中量守titfl皿+叫叫（閃為千彈趣*（俄中QJWWB力比恒力，射穿第一埃胡&的動(dòng)能出人為竽.由假2中恒鼻威立式.H考慮刑好必需大于福役于憚時(shí)人薪二境弱收網(wǎng)也在耳中后兩者的共網(wǎng)速度力外.由動(dòng)=守恒通損典的動(dòng)晚為U扣咯喈因?yàn)樽颖窃谛薨逯惺蹾的用力為惻力.由0式q褥.射入第二塊偶取的深度工力M

14、- -（1hr J【解析】設(shè)子彈初速度為 ,射入厚度為2d的鋼板后, 由動(dòng)量守恒得： mv0=（2m + m）V （2分）121 c .此過程中動(dòng)目匕損失為：廂=f 2d= mv0 x 3mV （2分）解得 A E= mv 03分成兩塊鋼板后，設(shè)子彈穿過第一塊鋼板時(shí)兩者的速度分別為vi和Vi： mvi + mVi=mvo（2分）2因?yàn)樽訌椩谏浯┑谝粔K鋼板的動(dòng)能損失為AEi = f d=- mv2 （1分），6由能量守恒得:A E損i （2分）i 2 i 2 i 2-mvi + mV i = mv 0且考慮到vi必須大于Vi,解得：vi=（i e）v26V2,設(shè)子彈射入第二塊鋼板并留在其中后兩者

15、的共同速度為由動(dòng)量守恒得：2mV2 = mvi （1分）損失的動(dòng)能為：A曰=mv 1 x 2mV（2分）22聯(lián)立解得：g !（1 3）2mv222因?yàn)閒 x （1分），可解得射入第二鋼板的深度 x為：2+追d （2分）4子彈打木塊系統(tǒng)能量損失完全轉(zhuǎn)化為了熱量，相互作用力乘以相對位移為產(chǎn)生的熱量，以 系統(tǒng)為研究對象由能量守恒列式求解9. （1） （5分）關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是 （填正確答案 標(biāo)號。選 對I個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0 分）。A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰變成 “粒子和另一原子核

16、，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的 結(jié)合能c.葩原子核（55 Cs）的結(jié)合能小于鉛原子核（282 Pb）的結(jié)合能D.比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定E.自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能（2） （ 10分）如圖，光滑水平直軌道上有三個(gè)質(zhì)童均為m的物塊A、 B C。B的左側(cè)固定一輕彈簧（彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)最不計(jì)）.設(shè)A以速度v。朝B運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧；當(dāng) A、B速度相等時(shí)，B與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。假設(shè)B和C碰撞過程時(shí)間極短。求從A開始壓縮彈簧直至與彈黃分離的過程中，（i ）整個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能；（ii）彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢能?！敬鸢浮浚?） AB

17、C.匚 132 EPmv048【解析】（1）原子核的結(jié)合能等于核子結(jié)合成原子核所釋放的能量，也等于將原子核分解 成核子所需要的最小能量，A正確；重核的比結(jié)合能比中等核小，因此重核衰變時(shí)釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小球原來重核的結(jié)合能，B項(xiàng)正確；原子核的結(jié)合能是該原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的乘積，雖然金色原子核（155 Cs）的比結(jié)合能稍大于鉛原子核 （208 Pb）的比結(jié)合能，但金色原子核（黑Cs）的核子數(shù)比鉛原子核（28； Pb）的核子數(shù)少得多，因此其結(jié)合能小，C項(xiàng)正確；比結(jié)合能越大，要將原子核分解成核子平均需要的能量越大，因此原子核越穩(wěn)定，D錯(cuò)；自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能最

18、等于該原子核的 結(jié)合能，E錯(cuò)。中等難度。(2) (i)從A壓縮彈簧到A與B具有相同速度vi時(shí)，對A B與彈簧組成的系統(tǒng)，由動(dòng) TOC o 1-5 h z 量守恒定律得 mv0 2mv1此時(shí)B與C發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰撞后的瞬時(shí)速度為v2 ,損失的機(jī)械能為E。對R C組成的系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒和能量守恒定律得mvi 2mv21mv2E 1(2m)v222聯(lián)立式得e mv2160Ep。由動(dòng)量守恒和能量守恒定律得(ii)由式可知 V2 vi, A將繼續(xù)壓縮彈簧，直至 A、R C三者速度相同，設(shè)此速度為v3,此時(shí)彈簧被壓縮至最短，其彈性勢能為mv0 3m v312-mvo212Ep - (3m)v221

19、3 c聯(lián)立式得EPmv048【考點(diǎn)定位】(1)原子核(2)動(dòng)量守恒定律 10.如圖所示，在沙堆表面放置一長方形木塊 A,其上面再放一個(gè)質(zhì)量為 m=0.10kg的爆竹B,木塊的質(zhì)量為 M=6.0kg .當(dāng)爆竹爆炸時(shí)，因反沖作用使木塊陷入沙中深度h=5cm,而木塊所受的平土阻力為 f=80N .若爆竹的火藥質(zhì)量以及空氣阻力可忽略不計(jì)，g取10m/s2,求爆竹能上升的最大高度.【答案】h 60m【解析】 試題分析：木塊下陷過程中受到重力和阻力作用，根據(jù)動(dòng)能定理可得2(mg f )h 0 Mv1 (1)爆竹爆炸過程中木塊和爆竹組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故有mv2 Mv1 (2)2爆竹完后，爆竹做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

20、，故有v2 2gh (3)聯(lián)立三式可得：h 600m考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒定律，動(dòng)能定理的應(yīng)用A下降過程中容易將重力丟掉點(diǎn)評：基礎(chǔ)題，比較簡單，本題容易錯(cuò)誤的地方為在11.如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量為 4m、長為L的木板右端緊靠豎直墻壁，與墻壁 不粘連.質(zhì)量為 m的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度 vo滑上木板左端，滑到木板右端時(shí) 速度恰好為零.現(xiàn)小滑塊以水平速度 v滑上木板左端，滑到木板右端時(shí)與豎直墻壁發(fā)生彈性碰撞，小滑塊彈回后，剛好能夠滑到木板左端而不從木板上落下，求 一的值. 0工I.卷【解析】 TOC o 1-5 h z 2試題分析：小滑塊以水平速度 vo右滑時(shí) 有：fL =0- - mv0 （2分）0 10小滑塊以速度v滑上木板到運(yùn)動(dòng)至碰墻時(shí)速度為V1,則有 fL = mv2- mv （2分）2滑塊與墻碰后至向左運(yùn)動(dòng)到木板左端，此時(shí)滑塊、木板的共同速度為丫2,則有 mv =（m 4m）v2 （2分） 12 12由總能重寸恒可得：fL= mv1 - （m 4m）v2 （2分）22 v 3八上述四式聯(lián)立，解得 一一（1分）v 2考點(diǎn)：動(dòng)能定理，動(dòng)量定理，能量守恒定律.12.如圖所示，水平光滑軌道 A