高考物理一轮复习 专项训练 物理动量守恒定律及解析

高考物理一轮复习 专项训练 物理动量守恒定律及解析

一、高考物理精讲专题动量守恒定律

1．如图所示，质量为M=2kg的小车静止在光滑的水平地面上，其AB部分为半径R=0.3m

1圆孤，BC部分水平粗糙，BC长为L=0.6m。一可看做质点的小物块从A点由静止4释放，滑到C点刚好相对小车停止。已知小物块质量m=1kg，取g =10m/s2。求：

的光滑

（1）小物块与小车BC部分间的动摩擦因数；

（2）小物块从A滑到C的过程中，小车获得的最大速度。 【答案】（1）0.5（2）1m/s 【解析】 【详解】

解：(1) 小物块滑到C点的过程中，系统水平方向动量守恒则有：(M?m)v?0 所以滑到C点时小物块与小车速度都为0 由能量守恒得： mgR??mgL 解得：??R?0.5 L(2)小物块滑到B位置时速度最大，设为v1，此时小车获得的速度也最大，设为v2 由动量守恒得 ：mv1?Mv2 由能量守恒得 ：mgR?联立解得： v2?1m/ s

11mv12?Mv22 22

2．两个质量分别为mA?0.3kg、mB?0.1kg的小滑块A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小滑块A粘连，另一端与小滑块B接触而不粘连.现使小滑块A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v0?3m/s在水平面上做匀速直线运动，如题8图所示.一段时间后，突然解除锁定（解除锁定没有机械能损失），两滑块仍沿水平面做直线运动，两滑块在水平面分离后，小滑块B冲上斜面的高度为h?1.5m.斜面倾角

??37o，小滑块与斜面间的动摩擦因数为??0.15，水平面与斜面圆滑连接.重力加速度

g取10m/s2.求：（提示：sin37o?0.6，cos37o?0.8）

（1）A、B滑块分离时，B滑块的速度大小. （2）解除锁定前弹簧的弹性势能.

【答案】（1）vB?6m/s （2）EP?0.6J 【解析】

试题分析：（1）设分离时A、B的速度分别为vA、vB， 小滑块B冲上斜面轨道过程中，由动能定理有：mBgh??mBgh?分）

代入已知数据解得：vB?6m/s ② （2分）

（2）由动量守恒定律得：(mA?mB)v0?mAvA?mBvB ③ （3分） 解得：vA?2m/s （2分） 由能量守恒得：

cos?12 ① （3?mBvBsin?2111222 ④ （4分） (mA?mB)v0?EP?mAvA?mBvB222解得：EP?0.6J ⑤ （2分）

考点：本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律.

3．如图所示,在倾角30°的斜面上放置一个凹撸B,B与斜面间的动摩擦因数??3；槽内6靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点),它到凹槽左侧壁的距离d?0.1m，A、B的质量都为m=2kg，B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩摞力,不计A、B之间的摩擦,斜面足够长．现同时由静止释放A、B,经过一段时间,A与B的侧壁发生碰撞,碰撞过程不计机械能损失,碰撞时间极短,g取10m/s2.求：

(1)释放后物块A和凹槽B的加速度分别是多大?

(2)物块A与凹槽B的左侧壁第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；

(3)从初始位置到物块A与凹糟B的左侧壁发生第三次碰撞时B的位移大小． 【答案】（1）（2）vAn=(n-1)m?s-1，vBn=\-1（3）xn总=0.2n2m 【解析】 【分析】

【详解】

（1）设物块A的加速度为a1，则有mAgsinθ=ma1， 解得a1=5m/s2

凹槽B运动时受到的摩擦力f=μ×3mgcosθ=mg方向沿斜面向上； 凹槽B所受重力沿斜面的分力G1=2mgsinθ=mg方向沿斜面向下； 因为G1=f，则凹槽B受力平衡，保持静止，凹槽B的加速度为a2=0 （2）设A与B的左壁第一次碰撞前的速度为vA0，根据运动公式：v2A0=2a1d 解得vA0=3m/s；

AB发生弹性碰撞，设A与B第一次碰撞后瞬间A的速度大小为vA1，B的速度为vB1，则由动量守恒定律：mvA0?mvA1?2mvB1 ；

121212mvA0?mvA?2mvB1?1 222解得vA1=-1m/s(负号表示方向)，vB1=2m/s

由能量关系：

4．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M1＝1 kg，车上另有一个质量为m＝0.2 kg的小球，甲车静止在水平面上，乙车以v0＝8 m/s的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M2＝2 kg，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上)

【答案】25m/s

【解析】试题分析：要使两车恰好不相撞，则两车速度相等． 以M1、M2、m组成的系统为研究对象，水平方向动量守恒：

0?M2v0??M1?m?M2?v共，解得v共?5m/s

以小球与乙车组成的系统，水平方向动量守恒： M2v0?mv??m?M2?v共，解得

v?25m/s

考点：考查了动量守恒定律的应用

【名师点睛】要使两车不相撞，甲车以最小的水平速度将小球发射到乙车上的临界条件是两车速度相同，以甲车、球与乙车为系统，由系统动量守恒列出等式，再以球与乙车为系统，由系统动量守恒列出等式，联立求解

5．如图所示，在光滑的水平面上放置一个质量为2m的木板B，B的左端放置一个质量为m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为?，现有质量为m的小球以水平速度?0飞来与A物块碰撞后立即粘住，在整个运动过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A和小球均可视为质点(重力加速度g)．求：