2020高考物理专题10碰撞与动量守恒定律(高考押题)(解析版)
2020高考物理押题卷试卷(含答案,可编辑)
二．选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项是符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分。
有选错的得0分。
14．下列说法中正确的是A ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是核外的电子发生电离产生的B ．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C ．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，那么质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1 + 2m 2 - m 3)c 2D ．比结合能越大，原子核越不稳定15．如图，在水平平台上放置一斜面体P ，两小长方体物块a 和b 叠放在斜面体P 上，整个系统处于静止状态，当b 物块受到水平向右的作用力F 时，整个系统仍处于静止状态，则A ．a 物块对b 物块的静摩擦力大小可能减为0B ．a 物块对b 物块的作用力不变C ．斜面P 对b 物块的静摩擦力方向一定发生变化D ．地面对斜面P 的静摩擦力变小16．某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O 、P 、M 、N 为电场中的四个点，其中P 和M 在一条电场线上，则下列说法正确的是A ．将一负电荷从O 点移到M 点电势能增加B ．M 点的电势高于N 点的电势C ．点P 、M 间的电势差小于点N 、M 间的电势差D ．将一正电荷由P 点无初速释放，仅在电场力作用下，可沿PM 电场线运动到M 点17．已知火星的质量约为地球质量的91，其半径约为地球半径的21，自转周期与地球相近，公转周期约为地球公转周期的两倍。
根据以上数据可推知A ．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为32 B ．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为92 C ．在地面上发射航天器到火星，其发射速度至少达到地球的第三宇宙速度D ．火星椭圆轨道的半长轴约为地球椭圆轨道半长轴的34倍18．如图所示，一质量为0.5kg 的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m 高处以2m/s 的速度水平向右抛出，恰好落入质量为2kg 、速度为2.5m/s 沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面运动，取g=10m/s 2，不计空气阻力，下列说法正确的是A ．橡皮泥下落的时间为0.05sB ．橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为2.4m/sC ．橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D ．整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5J19．宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念。
2020年高考物理二轮复习精品考点专题10 碰撞与动量守恒定律(讲)(解析版)
专题十碰撞与动量守恒定律动量和能量的思想,特别是动量守恒定律与能量守恒定律，是贯穿高中物理各知识领域的一条主线。
用动量和能量观点分析物理问题,是物理学中的重要研究方法,也是高考的永恒话题。
具体体现在：①题型全，年年有，不回避重复考查，常作为压轴题出现在物理试卷中，是区别考生能力的重要内容；②题型灵活性强，难度较大，能力要求高，题型全，物理情景多变，多次出现在两个守恒定律交汇的综合题中；③经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学知识综合运用，在高考中所占份量相当大；④主要考查的知识点有：变力做功、瞬时功率、功和能的关系、动能定理、机械能守恒定律、动量定理、动量与能量的综合应用等。
知识点一、动量与动能、冲量的关系1．动量和动能的关系(1)动量和动能都与物体的某一运动状态相对应，都与物体的质量和速度有关．但它们存在明显的不同：动量的大小与速度成正比，p＝mv；动能的大小与速度的平方成正比，E k＝mv2/2.两者的关系：p2＝2mE k.(2)动量是矢量而动能是标量．物体的动量发生变化时，动能不一定变化；但物体的动能一旦发生变化，则动量必发生变化．(3)动量的变化量Δp＝p2－p1是矢量形式，其运算遵循平行四边形定则；动能的变化量ΔE k＝E k2－E k1是标量式，运算时应用代数法．2．动量和冲量的关系冲量是物体动量变化的原因，动量变化量的方向与合外力冲量方向相同．知识点二、动能定理和动量定理的比较特别提醒：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，所以说功是能量转化的量度．功能关系是联系功和能的“桥梁”．知识点三、机械能守恒定律1．机械能守恒的判断(1)物体只受重力作用，发生动能和重力势能的相互转化．如物体做自由落体运动、抛体运动等．(2)只有弹力做功，发生动能和弹性势能的相互转化．如在光滑的水平面上运动的物体与一个固定的弹簧碰撞，在其与弹簧作用的过程中，物体和弹簧组成的系统的机械能守恒．上述弹力是指与弹性势能对应的弹力，如弹簧的弹力、橡皮筋的弹力，不是指压力、支持力等．(3)物体既受重力又受弹力作用，只有弹力和重力做功，发生动能、重力势能、弹性势能的相互转化．如做自由落体运动的小球落到竖直弹簧上，在小球与弹簧作用的过程中，小球和弹簧组成的系统的机械能守恒．(4)物体除受重力(或弹力)外虽然受其他力的作用，但其他力不做功或者其他力做功的代数和为零．如物体在平行斜面向下的拉力作用下沿斜面向下运动，其拉力与摩擦力大小相等，该过程物体的机械能守恒．判断运动过程中机械能是否守恒时应注意以下几种情况：①如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能守恒；②可以对系统的受力进行整体分析，如果有除重力以外的其他力对系统做了功，则系统的机械能不守恒；③当系统内的物体或系统与外界发生碰撞时，如果题目没有明确说明不计机械能的损失，则系统机械能不守恒；④如果系统内部发生“爆炸”，则系统机械能不守恒；⑤当系统内部有细绳发生瞬间拉紧的情况时，系统机械能不守恒． 2．机械能守恒定律的表述(1)守恒的角度：系统初、末态的机械能相等，即E 1＝E 2或E k1＋E p1＝E p2＋E k2，应用过程中重力势能需要取零势能面；(2)转化角度：系统增加的动能等于减少的势能，即ΔE k ＝－ΔE p 或ΔE k ＋ΔE p ＝0；(3)转移角度：在两个物体组成的系统中，A 物体增加的机械能等于B 物体减少的机械能，ΔE A ＝－ΔE B或ΔE A ＋ΔE B ＝0.知识点四、能量守恒定律1．能量守恒定律具有普适性，任何过程的能量都是守恒的，即系统初、末态总能量相等，E 初＝E 末． 2．系统某几种能量的增加等于其他能量的减少，即 ΔE n 增＝－ΔE m 减．3．能量守恒定律在不同条件下有不同的表现，例如只有重力或弹簧弹力做功时就表现为机械能守恒定律．知识点五、涉及弹性势能的机械能守恒问题1．弹簧的弹性势能与弹簧规格和形变程度有关，对同一根弹簧而言，无论是处于伸长状态还是压缩状态，只要形变量相同，其储存的弹性势能就相同．2．对同一根弹簧而言，先后经历两次相同的形变过程，则两次过程中弹簧弹性势能的变化相同． 3．弹性势能公式E p ＝12kx 2不是考试大纲中规定的内容，高考试题除非在题干中明确给出该公式，否则不必用该公式定量解决物理计算题，以往高考命题中涉及弹簧弹性势能的问题都是从“能量守恒”角度进行考查的．知识点六、机械能的变化问题1．除重力以外的其他力做的功等于动能和重力势能之和的增加．2．除(弹簧、橡皮筋)弹力以外的其他力做的功等于动能和弹性势能之和的增加．3．除重力、(弹簧、橡皮筋)弹力以外的其他力做的功等于机械能的增加，即W 其＝E 2－E 1.除重力、(弹簧、橡皮筋)弹力以外的其他力做正功，机械能增加；除了重力、(弹簧、橡皮筋)弹力以外的其他力做负功，机械能减少．高频考点一、动量定理的应用例1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）一质量为m =2000 kg 的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。
2020版高考物理复习 力学 押题练习(含答案解析)
2020版高考物理复习 力学 押题练习1.如图所示，质量分别为m 1和m 2的两物块放在水平地面上，两物块与水平地面间的动摩擦因数都是μ(μ≠0)，用轻弹簧将两物块连接在一起。
当用水平力F 作用在m 1上时，两物块均以加速度a 做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x 。
若用水平力F′作用在m 1上时，两物块均以加速度a′=2a 做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x′。
则下列关系式正确的是( )A ．F′=2FB ．x′=2xC ．F′＞2FD ．x′＜2x2.如图所示，AB 为固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球(可视为质点)从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中( )A ．小球所受合力的冲量方向为弧中点指向圆心B ．小球所受支持力的冲量为0C ．小球所受重力的冲量大小为m 2gRD ．小球所受合力的冲量大小为m 2gR3.如图所示是某物体做直线运动的v 2x 图像(其中v 为速度，x 为位置坐标)，下列关于物体从x=0处运动至x=x 0处的过程分析，其中正确的是( )A ．该物体做匀加速直线运动B ．该物体的加速度大小为v 02x 0C ．当该物体的速度大小为12v 0时，位移大小为34x 0D ．当该物体的位移大小为12x 0时，速度大小为12v 04. (多选)如图所示，一根长度为2L 、质量为m 的绳子挂在定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等。
绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦。
由于轻微扰动，右侧绳子从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x 时，加速度大小为a ，滑轮对天花板的拉力为T 。
已知重力加速度大小为g ，选项图中表示ax、Tx 关系图像正确的是()5. (多选)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。
a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。
2020年高考物理全国卷解答题押题
2020年高考物理全国卷解答题押题卷1．(圆周运动中的动力学问题)如图所示，竖直平面内有一段不光滑的斜直轨道与光滑的圆形轨道相切，切点P与圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ=60°，圆形轨道的半径为R．一质量为m的小球从斜轨道上A点由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动，A点相对圆形轨道底部的高度h=7R，小球通过圆形轨道最高点C时，与轨道间的压力大小为3mg．求：(1)小球通过轨道最高点C时的速度大小；(2)小球通过轨道最低点B时对轨道的压力大小；(3)小球与斜直轨道间的动摩擦因数μ．2．(斜面模型中的动力学问题)如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点，此时弹簧处于自然长度．已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g．求：(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)；(3)当弹簧的最大压缩量为d时，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少．3．(圆周运动与平抛运动模型综合)如图所示，AB段为一半径R=0.2m的光滑14圆弧轨道，EF 是一倾角为37°的足够长的光滑固定斜面，斜面上有一质量为0.1kg的薄木板CD，开始时木板被锁定．一质量也为0.1kg的物块从A点由静止开始下滑，通过B点后水平抛出，经过一段时间后恰好以平行于木板的方向滑上木板，在物块滑上木板的同时，木板解除锁定，下滑过程中某时刻物块和木板能达到共同速度．已知物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.3(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，求：(1)物块到达B点时对圆弧轨道压力的大小；(2)物块做平抛运动的时间；(3)若下滑过程中某时刻物块和木板达到共同速度，则这个速度为多大？(木板足够长)4．(圆周运动与传送带问题综合)如图所示，光滑水平导轨AB的左端有一被压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端放一个质量为m=1kg的物块(可视为质点)，物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带上BC的长为L=6m，传送带沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2．(1)若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能E p；(2)若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上与D点的距离为x=1.2m处(CD长大于1.2m)，求物块通过传送带的过程中产生的热量．5．(滑块木板模型中的动力学问题)如图所示，某货场需将质量为m =20kg 的货物(可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用光滑倾斜轨道MN 、竖直面内圆弧形轨道NP ，使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h =4m 处无初速度滑下，两轨道相切于N 点，倾斜轨道与水平面夹角为θ=60°，弧形轨道半径R =4m ，末端切线水平。
高考物理动量守恒定律试题(有答案和解析)
高考物理动量守恒定律试题(有答案和解析)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，质量为M=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v 0=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μ=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 0=4m/s 的初速度向右运动，则小物块从C 点抛出后，经多长时间落地?【答案】（1）1m （2）428225t s = 【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1v ，根据动能定理得：22011122mgL mv mv μ=- 设小物块在B 点时的速度大小为2v ，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，根据动量守恒则有：12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有：2201211()(cos53)22mv m M v mg R R =++- 联立解得：1R m =(2)若整个水平面光滑，物块以0v 的速度冲上圆弧面，根据机械能守恒有：2200311(cos53)22mv mv mg R R =+- 解得：322/v m s =物块从C 抛出后，在竖直方向的分速度为：38sin 532/5y v v m s =︒= 这时离体面的高度为：cos530.4h R R m =-︒=212y h v t gt -=-解得：4282t s +=2．如图所示，质量分别为m 1和m 2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v 1、v 2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m 2被右侧墙壁原速弹回，又与m 1碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m 1球速度的大小.【答案】【解析】设两个小球第一次碰后m 1和m 2速度的大小分别为和，由动量守恒定律得：（4分） 两个小球再一次碰撞，（4分）得：（4分）本题考查碰撞过程中动量守恒的应用，设小球碰撞后的速度，找到初末状态根据动量守恒的公式列式可得3．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v 0射入物块后，以水平速度v 0/2 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)2138m E mv M ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭ (2)02mv hs M g=【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 mv 0=m +MV ①解得②系统的机械能损失为 ΔE =③由②③式得 ΔE =④（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⑤s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S =⑦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．4．光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ，质量分别为3A m m =、B C m m m ==，开始时B 、C 均静止，A 以初速度0v 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】065B v v = 【解析】 【分析】 【详解】设A 与B 碰撞后，A 的速度为A v ，B 与C 碰撞前B 的速度为B V ，B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ，由动量守恒定律得： 对A 、B 木块：0A A A B B m v m v m v =+对B 、C 木块：()B B B C m v m m v =+由A 与B 间的距离保持不变可知A v v = 联立代入数据得：065B v v =．5．如图所示，质量为m 的由绝缘材料制成的球与质量为M=19m 的金属球并排悬挂．现将绝缘球拉至与竖直方向成θ=600的位置自由释放，下摆后在最低点与金属球发生弹性碰撞．在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场．已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞前停在最低点处．求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于450．【答案】最多碰撞3次 【解析】解：设小球m 的摆线长度为l小球m 在下落过程中与M 相碰之前满足机械能守恒：①m 和M 碰撞过程是弹性碰撞，故满足： mv 0=MV M +mv 1 ②③联立 ②③得：④说明小球被反弹，且v 1与v 0成正比，而后小球又以反弹速度和小球M 再次发生弹性碰撞，满足： mv 1=MV M1+mv 2 ⑤⑥解得：⑦整理得：⑧故可以得到发生n 次碰撞后的速度：⑨而偏离方向为450的临界速度满足：⑩联立①⑨⑩代入数据解得，当n=2时，v 2＞v 临界 当n=3时，v 3＜v 临界即发生3次碰撞后小球返回到最高点时与竖直方向的夹角将小于45°． 考点：动量守恒定律；机械能守恒定律． 专题：压轴题．分析：先根据机械能守恒定律求出小球返回最低点的速度，然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰撞后小球的速度，对速度表达式分析，求出碰撞n 次后的速度表达式，再根据机械能守恒定律求出碰撞n 次后反弹的最大角度，结合题意讨论即可．点评：本题关键求出第一次反弹后的速度和反弹后细线与悬挂点的连线与竖直方向的最大角度，然后对结果表达式进行讨论，得到第n 次反弹后的速度和最大角度，再结合题意求解．6．（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K 时，可以发生“氦燃烧”。
2020年湖北省高考物理考前押题试卷解析版
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2020年湖北省高考物理考前押题试卷解析版
一．选择题（共8小题，满分48分，每小题6分）
1．（6分）如图所示，一个质量为M 的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分
之一圆弧EF ，圆弧半径为R ＝1m 。
E 点切线水平。
另有一个质量为m 的小球以初速度v 0从E 点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知M ＝4m ，g 取10m/s 2，不计摩擦。
则小球的初速度v 0的大小为（ ）
A ．v 0＝4m/s
B ．v 0＝5m/s
C ．v 0＝6m/s
D ．v 0＝7m/s
【解答】解：当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v 1，根据水平方向动量守恒有：mv 0＝（m+M ）v 1，
根据机械能守恒定律有：12mv 02=12(m +M)v 12+mgR ，
根据题意，有：M ＝4m ，
联立两式解得：v 0＝5m/s ，故ACD 错误，B 正确。
故选：B 。
2．（6分）竖直半圆形轨道ACB 的半径为R ，AB 水平，C 为轨道最低点，一个小球从A 点
以速度v 0水平抛出，设重力加速度为g ，不计空气阻力，则（ ）
A ．总可以找到一个v 0值，使小球垂直撞击AC 段某处
B ．总可以找到一个v 0值，使小球垂直撞击最低点C
C ．总可以找到一个v 0值，使小球垂直撞击CB 段某处
D ．无论v 0取何值，小球都不可能垂直撞击轨道
【解答】解：A 、小球做平抛运动，与半圆形轨道相碰时，速度方向与竖直方向上有夹角，且偏向右，所以小球不可能垂直撞击AC 段某处，也不可能垂直撞击最低点C ，故A 、B 错误。
2020年高考 高三一轮复习物理试题-动量-碰撞及其可能速度(word版,带答案)》
动量之碰撞及其可能速度完全弹性碰撞问题:m 1、m 2为发生碰撞的两个物体的质量，v 1、v 2为碰撞前m 1、m 2的速度，，1v 、，2v 为碰撞后m 1、m 2的速度。
第一，由动量守恒定理，得m 1v 1+m 2v 2=m 1，1v +m ，2v （1）第二，由机械能守恒定律，得 v m 21+v m 21=v m 21+v m 21′222′211222211（2）第三，速度限制，碰撞后m 2跑在前面，故m 2的速度必须不小于m 1的速度，即，1v ≤，2v （3）由（1）（2）解得2112122′1m m v m -m v m 2v ++=）（ （4）2121211′2m m v m -m v m 2v ++=）（ （5）另一组为v 1,=v 1,v 2,=v 2,这一组不符合实际，舍掉，综合起来完全弹性碰撞有且只有一组解。
但有时这一组解也有意义，反倒要舍去（3）（4）两式的结果。
见..特例：（1）若m 1=m 2，则有21v v =，，12v v =，也就是说，当两个质量相同的物体发生弹性碰撞，那么，这两个物体将会交换它们的速度；（2）若v 2=0，则有21121′1m m v m -m v +=）（，2111′2m m v m 2v += （3）用平抛运动验证动量守恒，为什么用大球碰静止的小球，小球获得比大球更大的速度？大球为什么不会反向？用（2）的结论，又大球质量m 1＞m 2，0m m v m -m v 21121′1＞）（+=，显然大球速度不会反向。
由于m 1＞m 2，很显然小球被碰后的速度2111′2m m v m 2v +=大于大球原速度v 1。
例1如图所示，大小相同的A 、B 两个球，A 球在光滑水平面上沿一直线向右做匀速直线运动，质量为m ，速度是6m/s ．B 求静止，质量为km ，不久A 、B 两球发生了对心碰撞，碰撞之后的B 球的速度是2m/s ，根据碰撞过程分析k 的取值范围（ ） A ．2≤k ≤3 B ．2≤k ≤5 C ．2≤k ≤6 D ．3≤k ≤5解析：碰撞过程中，系统动量守恒，以A 球速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：mv 0=mv 1+kmv 2①， v 1≤v 2=2m/s ②，根据碰撞过程总的机械能不会增加，则有： kmv 21+mv 21mv 21222120≥③由①解得2k -6kv -v v 201==，将此式分别代入②③解得2≤k ≤5，故B 正确。
2020届高考物理热点猜押练一 热点六 碰撞与动量守恒(含解析)
猜押练一致胜高考必须掌握的15个热点热点六碰撞与动量守恒1.质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来，已知弹性安全带从开始绷直到拉伸至最长的缓冲时间是1.2 s，安全带长5 m，g取10 m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为( )A.500 NB.1 100 NC.600 ND.100 N2.“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，燃放爆竹是我国传统民俗。
春节期间，某人斜向上抛出一个爆竹，假设爆竹到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块碎片，前面一块碎片速度水平向东，后面一块碎片速度水平向西，前、后两块碎片的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反，则以下说法正确的是 ( )A.爆炸后的瞬间，中间那块碎片的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B.爆炸后的瞬间，中间那块碎片的速度可能水平向西C.爆炸后，三块碎片将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D.爆炸后的瞬间，中间那块碎片的动能可能小于爆炸前瞬间爆竹的总动能3.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上跳起，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中，下列说法正确的是( ) A.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为错误!未找到引用源。
mv2B.地面对他的冲量为mv-mgΔt，地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为错误!未找到引用源。
mv2D.地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为零4.如图所示，物块A、C的质量均为m，B的质量为2m，都静止于光滑水平台面上。
A、B间用一不可伸长的轻质短细线相连。
初始时刻细线处于松弛状态，C位于A右侧足够远处。
现突然给A一瞬时冲量，使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动，细线断后A速度变为错误!未找到引用源。
v0，A与C相碰后，黏合在一起。
求：(1)A与C刚黏合在一起时的速度大小；(2)若将A、B、C看成一个系统，则从A开始运动到A与C刚好黏合的过程中，系统损失的机械能为多少？5.如图所示，AB是固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，CD是固定于竖直平面内的光滑斜面轨道，AB两点和CD两点的高度差相同且AB的弧长与斜面CD长度相等。
动量定理及碰撞类动量守恒定律的应用-2024年高考物理压轴题专项训练(解析版)
动量定理及碰撞类动量守恒定律的应用1.动量定理及动量守恒定律在高考物理中拥有极其重要的地位，它们不仅是力学知识体系的核心组成部分，也是分析和解决物理问题的重要工具。
2.在高考命题中，动量定理及动量守恒定律的考查形式丰富多样。
这些考点既可能以选择题、计算题的形式直接检验学生对基本原理的掌握情况，也可能通过复杂的计算题、应用题，要求学生运用动量定理和动量守恒定律进行深入分析和计算。
此外，这些考点还经常与其他物理知识点相结合，形成综合性强的题目，以检验学生的综合应用能力。
3.备考时，考生应首先深入理解动量定理和动量守恒定律的基本原理和概念，明确它们的适用范围和条件。
其次，考生需要熟练掌握相关的公式和计算方法，并能够在实际问题中灵活运用。
此外，考生还应注重解题方法的总结和归纳，特别是对于典型题目的解题思路和方法，要进行反复练习和巩固。
考向一：弹簧类问题中应用动量定理1.动量定理的表达式F ·Δt =Δp 是矢量式,在一维的情况下,各个矢量必须以同一个规定的方向为正方向。
运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F 是物体或系统所受的合力。
2.动量定理的应用技巧(1)应用I =Δp 求变力的冲量如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I =Ft 求冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化Δp ,等效代换得出变力的冲量I 。
(2)应用Δp =F Δt 求动量的变化考向二：流体类和微粒类问题中应用动量定理1.流体类“柱状模型”问题流体及其特点通常液体流、气体流等被广义地视为“流体”，质量具有连续性，通常已知密度ρ分析步骤1建立“柱状模型”，沿流速v 的方向选取一段柱形流体，其横截面积为S2微元研究，作用时间Δt 内的一段柱形流体的长度为Δl ，对应的质量为Δm =ρSv Δt 3建立方程，应用动量定理研究这段柱状流体2.微粒类“柱状模型”问题微粒及通常电子流、光子流、尘埃等被广义地视为“微粒”，质量具有独立性，通常给出单位体其特点积内粒子数n分析步骤1建立“柱状模型”，沿运动的方向选取一段微元，柱体的横截面积为S2微元研究，作用时间Δt内一段柱形流体的长度为Δl，对应的体积为ΔV=Sv0Δt，则微元内的粒子数N=nv0SΔt3先应用动量定理研究单个粒子，建立方程，再乘以N计算考向三：碰撞类和类碰撞类问题中应用动量守恒定律1.碰撞三原则：(1)动量守恒：即p1+p2=p1′+p2′.(2)动能不增加：即E k1+E k2≥E k1′+E k2′或p212m1+p222m2≥p1′22m1+p2′22m2.(3)速度要合理①若碰前两物体同向运动，则应有v后>v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前′≥v后′。
2020高考物理专题10 碰撞与动量守恒定律(高考押题)(解析版)
高考押题专练1．如图所示，两木块A 、B 用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上．一颗子弹水平射入木块A ，并留在其中．在子弹打中木块A 及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )A ．动量守恒、机械能守恒B ．动量守恒、机械能不守恒C ．动量不守恒、机械能守恒D ．动量、机械能都不守恒 【答案】B【解析】子弹击中木块A 及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为0，系统动量守恒．但是子弹击中木块A 过程，有摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B 正确．2．如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．若一个系统动量守恒时，则( )A ．此系统内每个物体所受的合力一定都为零B ．此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C ．此系统的机械能一定守恒D ．此系统的机械能可能增加 【答案】D【解析】若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零，A 错误．此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向变化，总动量不变这是有可能的，B 错误．因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C 错误，D 正确．3．在光滑水平面上，质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速运动．某时刻小球A 与质量为3m 的静止小球B 发生正碰，两球相碰后，A 球的动能恰好变为原来的14.则碰后B 球的速度大小是( )A.v 02B.v 06C.v 02或v 06 D ．无法确定 【答案】A【解析】两球相碰后A 球的速度大小变为原来的12，相碰过程中满足动量守恒，若碰后A 速度方向不变，则mv 0＝12mv 0＋3mv 1，可得B 球的速度v 1＝v 06，而B 在前，A 在后，碰后A 球的速度大于B 球的速度，不符合实际情况，因此A 球一定反向运动，即mv 0＝－12mv 0＋3mv 1，可得v 1＝v 02，A 正确，B 、C 、D 错误．4． A 、B 两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，如图表示发生碰撞前后的v －t 图线，由图线可以判断( )A ．A 、B 的质量比为3∶2 B ．A 、B 作用前后总动量守恒C ．A 、B 作用前后总动量不守恒D ．A 、B 作用前后总动能不变 【答案】ABD【解析】设A 的质量为m 1，B 的质量为m 2，碰撞前后两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，从图象上可得碰撞前后两者的速度，故有m 1×6＋m 2×1＝m 1×2＋m 2×7，解得 m 1∶m 2＝3∶2，A 、B 正确，C 错误．碰撞前系统的总动能E k1＝12m 1×62＋12m 2×12＝553m 1，碰撞后总动能为E k2＝12m 1×22＋12m 2×72＝553m 1＝E k1，动能不变，D 正确．5．在光滑水平面上动能为E 0、动量大小为p 的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E 1、p 1，球2的动能和动量大小分别记为E 2、p 2，则必有( )A ．E 1＜E 0B ．p 2＞p 0C ．E 2＞E 0D ．p 1＞p 0 【答案】AB【解析】因为碰撞前后动能不增加，故有E 1＜E 0，E 2＜E 0，p 1＜p 0，A 正确，C 、D 错误．根据动量守恒定律得p 0＝p 2－p 1，得到p 2＝p 0＋p 1，可见，p 2＞p 0，B 正确．6．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示．则上述两种情况相比较( )A ．子弹的末速度大小相等B ．系统产生的热量一样多C ．子弹对滑块做的功不相同D ．子弹和滑块间的水平作用力一样大 【答案】AB【解析】根据动量守恒，两次最终子弹与滑块的速度相等，A 正确．根据能量守恒可知，初状态子弹的动能相同，末状态两滑块与子弹的动能也相同，因此损失的动能转化成的热量相等，B 正确．子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，两次相等，因此做功相等，C 错误．产生的热量Q ＝f ×Δs ，由于产生的热量相等，而相对位移Δs 不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，D 错误．7．如图甲所示，一物块在t ＝0时刻，以初速度v 0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t 0时刻物块到达最高点，3t 0时刻物块又返回底端．由此可以确定( )A ．物块返回底端时的速度B ．物块所受摩擦力大小C ．斜面倾角θD ．3t 0时间内物块克服摩擦力所做的功 【答案】AC【解析】上滑过程中做初速度为v 0的匀减速直线运动，下滑过程中做初速度为零、末速度为v 的匀加速直线运动，上滑和下滑的位移大小相等，所以有v 02t 0＝v 2·2t 0，解得v ＝v 02，A 正确．上滑过程中有－(mg sin θ＋μmg cos θ)·t 0＝0－mv 0，下滑过程中有(mg sin θ－μmg cos θ)·2t 0＝mv 02，解得F f ＝μmg cos θ＝3mv 08t 0，sin θ＝5v 08gt 0，由于不知道质量，所以不能求出摩擦力，可以求出斜面倾角，B 错误，C 正确．由于不知道物体的质量，所以不能求解克服摩擦力所做的功，D 错误．9．如图甲所示，物块A 、B 间拴接一个压缩后被锁定的轻弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A 物块最初与左侧固定的挡板相接触，B 物块质量为4 kg 。
2020年高考物理专题 碰撞(含解析)
2020年高考物理专题 碰撞（含解析）1. 如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A 球在水平面上静止放置，B 球向左运动与A 球发生正碰，B 球碰撞前、后的速率之比为3∶1，A 球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生碰撞，A 、B 两球的质量之比为__________，A 、B 碰撞前、后两球总动能之比为_______________ 答案： 4∶1，9∶5解析：A 球与挡板碰后两球刚好不发生碰撞，说明A 、B 碰后速率大小相同设为v ，规定向左为正方向，由动量守恒定律v m v m v m B A B B -=，由题意知v B ∶v =3∶1， 解得m A ∶m B =4∶1，碰撞前、后两球总动能之比为5:921212221=+=v )m m (v m E E B A B B k k 2. 水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等. 碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的(A)30% (B)50% (C)70% (D)90% 答案：A解析：碰撞过程的频闪的时间间隔t 相同，速度txv =，如图所示，相同时间内，白球碰前与碰后的位移之比大约为5∶3，速度之比为5∶3，白球碰后与灰球碰后的位移之比大约为1∶1，速度之比为1∶1，又动能221mv E k =，两球质量相等，碰撞过程中系统损失的动能为碰前动能减去系统碰后动能, 除以碰撞前动能时, 两球质量可约去, 其比例为()28.0533-52222=+，故A 对，B 、C 、D 错。
3. 如图，大小相同的摆球a 和b 的质量分别为m 和3m ，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a 向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是 A.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等 B.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等 C.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同 D.发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置 【答案】AD【解析】根据碰撞动量守恒定律和动能守恒得''221111v m v m v m +=，221211211'21'2121v m v m v m +=，且m m =1，m m 32=解得112121121'v v m m m m v -=+-=，112112212'v v m m m v =+=，所以A 正确，B错误；根据)cos 1(212θ-==mgR mgh mv ，知第一次碰撞后，两球的最大摆角θ相同，C 错误；根据单摆的等时性，经半个周期后，两球在平衡位置处发生第二次碰撞，选项D 正确。
2020高考备考物理重难点《动量守恒定律》(附答案解析版)
重难点07 动量守恒定律【知识梳理】一、动量守恒定律的条件及应用1．动量守恒定律：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2．动量守恒定律的适用条件( 1)前提条件：存在相互作用的物体系；( 2)理想条件：系统不受外力；( 3)实际条件：系统所受合外力为0；( 4)近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力；( 5)方向条件：系统在某一方向上满足上面的条件，则此方向上动量守恒。
3．动量守恒定律的表达式(1)m1V l+m2V2=m i V1 ' m2V2'，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和；(2)A p i= - ^2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向；(3)A p=0,系统总动量的增量为零。
4 .动量守恒的速度具有四性”①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。
5．应用动量守恒定律解题的步骤：( 1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；( 2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；( 3)规定正方向，确定初、末状态动量；( 4)由动量守恒定律列出方程；( 5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明。
二、碰撞与动量守恒定律1 .碰撞的特点( 1)作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的。
( 2)碰撞过程中，总动能不增。
因为没有其他形式的能量转化为动能。
( 3)碰撞过程中，当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最大。
( 4)碰撞过程中，两物体产生的位移可忽略。
2.碰撞的种类及遵从的规律3 •关于弹性碰撞的分析两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律。
在光滑的水平面上，质量为 m i 的钢球沿一条直线以速度 v o 与静止在水平面上的质量为 m 2的钢 球发生弹性碰撞，碰后的速度分别是V i 、V 2m 1v 0 m i v 1 m 2v 2 ① 1 2 1 2 1 2m 1v 0 m 1v 1m 2v 2 ②2 2 2m m 2由①②可得：v 1-2V o ③m 1 m 2利用③式和④式，可讨论以下五种特殊情况:a .当 当叶 m 2时，v 1 0 , v 2 0,两钢球沿原方向原方向运动； b . 当m 1m 2时，v 1 0 , v 2 0,质量较小的钢球被反弹，质量较大的钢球向前运动; c .当 当叶 m 2时， v 10 , v 2v 0，两钢球交换速度。
高考物理动量守恒定律试题(有答案和解析)
高考物理动量守恒定律试题(有答案和解析)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R ＝0.5m ，物块A 以v 0＝6m/s 的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q ，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上P 处静止的物块B 碰撞，碰后粘在一起运动，P 点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L ＝0.1m ，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ＝0.1，A 、B 的质量均为m ＝1kg(重力加速度g 取10m/s 2；A 、B 视为质点，碰撞时间极短)．(1)求A 滑过Q 点时的速度大小v 和受到的弹力大小F ； (2)若碰后AB 最终停止在第k 个粗糙段上，求k 的数值； (3)求碰后AB 滑至第n 个(n ＜k )光滑段上的速度v n 与n 的关系式． 【答案】(1)5m/s v =, F ＝22 N (2) k ＝45 (3)90.2m/s ()n v n n k =-＜【解析】⑴物块A 从开始运动到运动至Q 点的过程中，受重力和轨道的弹力作用，但弹力始终不做功，只有重力做功，根据动能定理有：－2mgR ＝－解得：v ＝＝4m/s在Q 点，不妨假设轨道对物块A 的弹力F 方向竖直向下，根据向心力公式有：mg ＋F ＝解得：F ＝－mg ＝22N ，为正值，说明方向与假设方向相同。
⑵根据机械能守恒定律可知，物块A 与物块B 碰撞前瞬间的速度为v 0，设碰后A 、B 瞬间一起运动的速度为v 0′，根据动量守恒定律有：mv 0＝2mv 0′ 解得：v 0′＝＝3m/s设物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为s ，根据动能定理有：－2μmgs ＝0－解得：s ＝＝4.5m所以物块A 与物块B 整体在粗糙段上滑行的总路程为每段粗糙直轨道长度的＝45倍，即k ＝45⑶物块A 与物块B 整体在每段粗糙直轨道上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可知，其加速度为：a＝＝－μg＝－1m/s2由题意可知AB滑至第n个（n＜k）光滑段时，先前已经滑过n个粗糙段，根据匀变速直线运动速度-位移关系式有：2naL＝－解得：v n＝＝m/s（其中n＝1、2、3、 (44)【考点定位】动能定理（机械能守恒定律）、牛顿第二定律、匀变速直线运动速度-位移式关系、向心力公式、动量守恒定律的应用，以及运用数学知识分析物理问题的能力。
2020年高考物理动量守恒专题测试卷(含答案)
2020年高考物理动量守恒专题测试卷一、单选题（本大题共12小题）1.如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。
已知夯锤的质量为M=450kg，桩料的质量为m=50kg。
每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶ℎ0=5m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。
桩料进入泥土后所受阻力随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率k=5.05×104N/m。
g取10m/s2，则下列说法正确的是()A. 夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为9m/sB. 夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为4.5m/sC. 打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为1mD. 打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为3m2.如图所示为某场足球比赛中运动员罚点球时的情景，运动员将静止在草坪上的足球以35m/s的速度踢出，守门员准确地判断来球方向，并将以25m/s的速度飞来的足球以10m/s的速度沿原路挡出。
已知守门员的双手与足球的作用时间约为0.1s，受到足球的平均作用力大小约为150N，不考虑运动员和守门员触球瞬间足球重力的作用，则罚点球时运动员的脚对足球作用力的冲量大小约为()A. 12N⋅gB. 13.5N⋅sC. 15N⋅sD. 16.6N⋅s3.如图所示，小球a、b用长度相同的细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平伸直。
由静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°，则小球a、b的质量之比为()A. 1：1B. 1：2C. (√2−1)：1D. 1：(√2−1)4.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水位上升了45mm.查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s，据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m3)A. 0.15PaB. 0.54PaC. 1.5PaD. 5.4Pa 5.啄木鸟觅食时，啄木鸟的头部摆动很快，啄木的速度达到每秒十五到十六次。
高考物理动量守恒定律试题(有答案和解析)及解析
高考物理动量守恒定律试题(有答案和解析)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．水平放置长为L=4.5m 的传送带顺时针转动，速度为v =3m/s ，质量为m 2=3kg 的小球被长为1l m =的轻质细线悬挂在O 点，球的左边缘恰于传送带右端B 对齐；质量为m 1=1kg 的物块自传送带上的左端A 点以初速度v 0=5m/s 的速度水平向右运动，运动至B 点与球m 2发生碰撞，在极短的时间内以碰撞前速率的12反弹，小球向右摆动一个小角度即被取走。
已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1，取重力加速度210m/s g =。
求：（1）碰撞后瞬间，小球受到的拉力是多大？（2）物块在传送带上运动的整个过程中，与传送带间摩擦而产生的内能是多少？ 【答案】（1）42N （2）13.5J 【解析】 【详解】解：设滑块m1与小球碰撞前一直做匀减速运动，根据动能定理：221111011=22m gL m v m v μ--解之可得：1=4m/s v 因为1v v <，说明假设合理滑块与小球碰撞，由动量守恒定律：21111221=+2m v m v m v - 解之得：2=2m/s v碰后，对小球，根据牛顿第二定律：2222m v F m g l-=小球受到的拉力：42N F =（2）设滑块与小球碰撞前的运动时间为1t ，则()01112L v v t =+ 解之得：11s t =在这过程中，传送带运行距离为：113S vt m == 滑块与传送带的相对路程为：11 1.5X L X m ∆=-=设滑块与小球碰撞后不能回到传送带左端，向左运动最大时间为2t 则根据动量定理：121112m gt m v μ⎛⎫-=-⋅⎪⎝⎭解之得：22s t =滑块向左运动最大位移：121122m x v t ⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭=2m 因为m x L <，说明假设成立，即滑块最终从传送带的右端离开传送带 再考虑到滑块与小球碰后的速度112v <v ， 说明滑块与小球碰后在传送带上的总时间为22t在滑块与传送带碰撞后的时间内，传送带与滑块间的相对路程22212X vt m ∆==因此，整个过程中，因摩擦而产生的内能是()112Q m g x x μ=∆+∆=13.5J2．在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A 、B 、C ，三球的质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 、m C =6kg ，初状态BC 球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，B 、C 连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A 球以v 0=9m/s 的速度向左运动，与同一杆上的B 球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求：（1）A 球与B 球碰撞中损耗的机械能； （2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能； （3）在以后的运动过程中B 球的最小速度． 【答案】（1）；（2）；（3）零．【解析】试题分析：（1）A 、B 发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有：碰后A 、B 的共同速度损失的机械能（2）A 、B 、C 系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧的弹性势能最大根据动量守恒定律有：三者共同速度最大弹性势能（3）三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，A、B在前，C在后．此后C向左加速，A、B的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故A、B继续向左减速，若能减速到零则再向右加速．弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有：根据机械能守恒定律：此时A、B的速度，C的速度可知碰后A、B已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的，故B 的最小速度为零．考点：动量守恒定律的应用，弹性碰撞和完全非弹性碰撞．【名师点睛】A、B发生弹性碰撞，碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒，结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A球与B球碰撞中损耗的机械能．当B、C速度相等时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，结合B、C在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能．弹簧第一次恢复原长时，由系统的动量守恒和能量守恒结合解答3．如图所示，一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上，光滑圆弧MN的半径为R=3.2m，水平部分NP长L=3.5m，物体B静止在足够长的平板小车C上，B与小车的接触面光滑，小车的左端紧贴平台的右端．从M点由静止释放的物体A滑至轨道最右端P点后再滑上小车，物体A滑上小车后若与物体B相碰必粘在一起，它们间无竖直作用力．A与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．物体A、B和小车C的质量均为1kg，取g=10m/s2．求(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小？(2)物体A在NP上运动的时间？(3)物体A最终离小车左端的距离为多少？【答案】(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小为30N；(2)物体A在NP上运动的时间为0.5s(3)物体A最终离小车左端的距离为33 16m【解析】试题分析：（1）物体A 由M 到N 过程中，由动能定理得：m A gR=m A v N 2 在N 点，由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N由牛顿第三定律得，物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为：F N ′=3m A g=30N （2）物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意，舍去) （3）物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中，小车、物体A 组成系统动量守恒，而物体B 保持静止 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s此过程中A 相对小车的位移为L 1，则2211211222mgL mv mv μ=-⨯解得：L 1＝94m物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ，A ，B 相互作用的过程中动量守恒： (m A + m B )v 3= m A v 2此后A ，B 组成的系统与小车发生相互作用，动量守恒，且达到共同速度v 4 (m A + m B )v 3+m C v 2=" (m"A +m B +m C ) v 4 此过程中A 相对小车的位移大小为L 2，则222223*********mgL mv mv mv μ=+⨯-⨯解得：L 2＝316m 物体A 最终离小车左端的距离为x=L 1-L 2=3316m 考点：牛顿第二定律；动量守恒定律；能量守恒定律.4．28．如图所示，质量为m a =2kg 的木块A 静止在光滑水平面上。
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高考押题专练1．如图所示，两木块A、B 用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上．一颗子弹水平射入木块A ，并留在其中．在子弹打中木块 A 及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，列说法中正确的是( )B．动量守恒、机械能不守恒C．动量不守恒、机械能守恒D．动量、机械能都不守恒【答案】B【解析】子弹击中木块 A 及弹簧被压缩的整个过程，系统不受外力作用，外力冲量为0，系统动量守恒．但是子弹击中木块A过程，有摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒， B 正确．2．如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．若一个系统动量守恒时，则( )A．此系统内每个物体所受的合力一定都为零B．此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C．此系统的机械能一定守恒D．此系统的机械能可能增加【答案】D【解析】若一个系统动量守恒，则整个系统所受的合力为零，但是此系统内每个物体所受的合力不一定都为零， A 错误．此系统内每个物体的动量大小可能会都增加，但是方向变化，总动量不变这是有可能的， B 错误．因系统合外力为零，但是除重力以外的其他力做功不一定为零，故机械能不一定守恒，系统的机械能可能增加，也可能减小，C错误，D 正确．3．在光滑水平面上，质量为m 的小球 A 正以速度v0匀速运动．某时刻小球 A 与质量为3m的静止小球 B 发生正碰，两球相碰后， A 球的动能恰好变为原来的14.则碰后 B 球的速度大小是( ) v0 v0 v0 v0A.2B.6C.2或6D．无法确定【答案】A解析】两球相碰后 A 球的速度大小变为原来的21，相碰过程中满足动量守恒，若碰后 A 速度方向不变，则mv0＝1mv0＋3mv1，可得 B 球的速度v1＝v，而 B 在前，A 在后，碰后 A 球的速度大于 B 球的速度，26不符合实际情况，因此A球一定反向运动，即mv0＝－21mv0＋3mv1，可得v1＝v20，A 正确，B、C、D错误．4．A、B 两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，如图表示发生碰撞前后的v－t 图线，由图线可以判断( )A．A、B 的质量比为3∶2B．A、B 作用前后总动量守恒C．A、B 作用前后总动量不守恒D．A、B 作用前后总动能不变【答案】ABD【解析】设 A 的质量为m1，B 的质量为m2，碰撞前后两物体组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，从图象上可得碰撞前后两者的速度，故有m1×6＋m2×1＝m1×2＋m2×7，解得m1∶m2＝3∶2， A 、 B 正1 1 55 1 1 55 确，C 错误．碰撞前系统的总动能E k1＝2m1×62＋2m2×12＝3 m1，碰撞后总动能为 E k2＝2m1×22＋2m2 ×72＝3 m1＝E k1，动能不变， D 正确．5．在光滑水平面上动能为E0、动量大小为p 的小钢球 1 与静止小钢球 2 发生碰撞，碰撞前后球 1 的运动方向相反，将碰撞后球 1 的动能和动量大小分别记为E1、p1，球 2 的动能和动量大小分别记为E2、p2，则必有( )A．E1<E0 B．p2>p0 C．E2> E0 D．p1>p0【答案】AB【解析】因为碰撞前后动能不增加，故有E1<E0，E2<E0，p1<p0，A 正确，C、D 错误．根据动量守恒定律得p0＝p2－p1，得到p2＝p0＋p1，可见，p2>p0，B 正确．6．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示．则上述两种情况相比较 ( )A ．子弹的末速度大小相等B ．系统产生的热量一样多C ．子弹对滑块做的功不相同D ．子弹和滑块间的水平作用力一样大【答案】 AB解析】根据动量守恒，两次最终子弹与滑块的速度相等， A 正确．根据能量守恒可知，初状态子弹的动能相同， 末状态两滑块与子弹的动能也相同， 因此损失的动能转化成的热量相等， B 正确．子 弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，两次相等，因此做功相等， C 错误．产生的热量 Q ＝f ×Δs ，由t ＝0 时刻，以初速度 v 0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度B ．物块所受摩擦力大小C ．斜面倾角 θD ．3t 0 时间内物块克服摩擦力所做的功【答案】 AC解析】上滑过程中做初速度为 v 0 的匀减速直线运动，下滑过程中做初速度为零、末速度为v 的匀加速直线运动，上滑和下滑的位移大小相等，所以有v 20t 0＝ v 2·2t 0，解得 v ＝ v 20，A 正确．上滑过程中有－(mgsin θ＋ μmgcos θ) ·t 0＝ 0－ mv 0，下滑过程中有 (mgsin θ－ μ mcgos θ) ·2t 0＝m 2v ，解得 F f ＝ μ mcgos θ＝3mv0，sin θ＝ 5v0 ，由于不知道质量，所以不能求出摩擦力，可以求出斜面倾角，B 错误，C 正确．由8t 08gt 0于不知道物体的质量，所以不能求解克服摩擦力所做的功， D 错误．9．如图甲所示，物块 A 、B 间拴接一个压缩后被锁定的轻弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面 上，其中于产生的热量相等，而相对位移 Δs 不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同， D 错误．3t 0 时刻物块又返回底端．由此可以确定7．如图甲所示，一物块在A ．物块返回底端时的速度A 物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为 4 kg。
现解除对弹簧的锁定，在 A 离开挡板后，B 物块的v–t 图如图乙所示，则可知A．物块 A 的质量为 4 kgB．运动过程中物块 A 的最大速度为v m=4 m/sC．在物块 A 离开挡板前，系统动量守恒、机械能守恒D．在物块 A 离开挡板后弹簧的最大弹性势能为 6 J【答案】BD【解析】A、弹簧伸长最长时弹力最大，B的加速度最大，此时A和B共速，由图知，AB共同速度为：v共=2 m/s，A刚离开墙时B的速度为：v0=3 m/s。
在A离开挡板后，取向右为正方向，由动量守恒定律，有：m B v0 (m A m B )v共，解得m A=2 kg；故 A 错误。
B、当弹簧第一次恢复原长时A的速度最大，由12 1212m B v0 m A v A m B v B，2 m B v022 m A v2A 2m B v B2，解得A的最大速度v A=4 m/s，故B正确。
C、在A离开挡板前，由于挡板对 A 有作用力，A、B系统所受合外力不为零，所以系统动量不守恒；故C错误。
D、分析 A 离开挡板后A、B 的运动过程，并结合图象数据可知，弹簧伸长到最长时A、B 的共同速度为v 共=2m/s，1 2 1 2 根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有：m B v0 (m A m B)v共，E P m B v02(m A m B)v共2；联立22 解得弹簧的最大弹性势能Ep=6J，故 D 正确。
故选BD 。
10．如图所示，一平台到地面的高度为h=0.45 m，质量为M=0.3 kg 的木块放在平台的右端，木块与不台间的动摩擦因数为=0.2。
地面上有一质量为m=0.1 kg 的玩具青蛙距不台右侧的水不距离为x=1.2 m，旋紧发条后释放，让玩具青蛙斜向上跳起，当玩具青蛙到达木块的位置时速度恰好沿水不方向，玩具青蛙立即抱住木块并和木块一起滑行。
巳知木块和玩具青蛙均可视为质点，玩具青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s 2，则下列说法正确的是A ． 玩具青蛙在空中运动的时间为0.3 s B．玩具青蛙在不台上运动的时间为 2 s C ．玩具青蛙起跳时的速度大小为 3 m/s D．木块开始滑动时的速度大小为 1 m/s【答案】 AD12【解析】由 hgt 12得玩具青蛙在空中运动的时间为 t 1 0.3s ，A 项正确；玩具青蛙离开地2x 面时的水平速度和竖直速度分别为 x x 4 m/s ，v y gt 1 3m / s ，玩具青蛙起跳时的速度大 t1小为 v 0 v x 2 v y 2 5 m/s ，C 项错误； 由动量守恒定律得 mv x (M m)v ，解得木块开始滑动时的速度动的时间为 t 2 0.5s ，B 项错误。
11．如图所示，左侧接有定值电阻 R 的光滑导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B ，导轨间距为 d 。
一质量为 m 、阻值为 r 的金属棒在水平拉力 F 作用下由静止开始运动，速度与 位移始终满足 v kx ，棒与导轨接触良好，则在金属棒移动的过程中答案】 BCt 2时刻的速度为 v 2，因此有 v 1 kx 1，v 2kx 2，两式相减有v 2 v 1 k x 2 x 1 ，等式两边同时除时2A ．通过 R 的电量与 x 成正比B ．金属棒的动量对时间的变化率增大大小为 v 1m/s ，D 项正确；由动量定理得：(M m)gt 2 0 (Mm)v ，解得玩具青蛙在平台上运C ．拉力的冲量为B 2d 2xRrkmxD ．电阻 R 上产生的焦耳热为 Q RkRB 2d 2x 2(R r)解析】通过 R 的电量 q It=Bdx R 总 R r 总x，可知选项 A 错误；设物体再 t 1 时刻的速度为 v 1，C ．小球在空中运动过程中， 任意相等时间内小球动能变化相等D ．小球在空中运动过程中， 任意相等时间内小球动量变化相等答案】 AD 解析】v y gt 1021 10m/s ，则小球落地时速度大小1s ，则小球落地时竖直方向的速度小球在落地时重力的瞬时功率 P G mgv y 0.1 10 10 10W ，故B 错误；C 、由动能定理可得： mgh E k ，由于物体在竖直方向上是自由落体运动，物体下落的速度越来越大，所以在相同的时间内物体下降的高度 也是越来越大，重力做的功越来越多，动能的变化量也是越来越大，故C 错误；D 、由动量定理可得：mg t m v，小球在空中运动过程中，任意相等时间内小球动量变化相等，故 D正确。
13．高楼高空抛物是非常危险的事。
设质量为 M=1 kg 的小球从 20 m 楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为 0.01 s ，那么小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是A ．10倍B ．20倍C ．200倍D ．2 000 倍【答案】 C棒做加速度增大的加速运动，合力增大，动量对时间的变化率即为合力，则金属棒的动量对时间的变化率 故 B 正确；根据动量定理 I 冲–BIdt =mv ，其中 q=It = Bdx ， v=kx ，联立解得拉力的冲量为 Rr错误。