专题十七碰撞与动量守恒高考真题集锦.doc
物理动量守恒定律练习题及答案.docx
物理动量守恒定律练习题及答案一、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 m 1=1kg 的小球 A ，质量 m 2=2kg 的小球 B 以速度 v 0 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) 4 v 1v 方向均与 v 0 相同 (2)6L 9L(3) 35v 03【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 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 v 1 ，小球 B 的速度为 v 2 ，根据动量守恒定律和机械 能守恒定律 : m 2 v 0 m 1v 1 m 2v 21m 2 v 021m 1v 121m 2v 222 22整理得： v 12m 2 v 0 ， v 2m 2m 1v 0m 1 m 2m 1 m 2解得 v 14v 0 ， v 21v 0 ，方向均与 v 0 相同．33（2）设经过时间 t 两小球发生第 2 次碰撞，小球 A 、 B 的路程分别为 x 1 、 x 2 ，则有x 1 v 1t ， x 2 v 2t由几何关系知：x 1 x 2 2L6L整理得： t5v 0（3）两小球第2 次碰撞时的位置与挡板的距离：x L x 23 L5以向左为正方向，第 2 次碰前 A 的速度v A4v 0 ，B 的速度为 v B1v 0 ，如图所示．3 3碰后A 的速度 v A ，B 的速度 v B ．根据 量守恒定律和机械能守恒定律，有m 1v A m 2v B m 1v Am 2v B ；1m 1v A 2 1m 2 v B 21m 1v A21m 2v B 222 2 2整理得： v A(m 1 m 2 ) v A2m 2vB， v B(m 2 m 1 )v B 2m 1v Am 1 m 2 m 1 m 2解得： v A8v 0 ， v B7v 099第 2 次碰后t 生第 3 次碰撞，碰撞 的位置与 板相距x ，x x v B t ，x x v At整理得： x9L2． 冰球运 甲的 量80.0kg 。
专题检测卷(17) 专题九碰撞与动量守恒 近代物理初步
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专题检测卷(十七)碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟100分)1.(16分)(1)如图所示,小车M由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成,静止在光滑水平面上。
当小车固定时,从A点由静止滑下的物块m到C点恰好停止。
如果小车不固定,物块m仍从A点静止滑下( )A.还是滑到C点停住B.滑到BC间某处停住C.会冲出C点落到车外D.上述三种情况都有可能=0.4 kg,开始时都静止于光滑水平面上,(2)两木板M小物块m=0.1 kg以初速度v=10 m/s滑上M1的表面,最后停在M2上时速度为v2=1.8 m/s,求：①最后M1的速度v1;②在整个过程中克服摩擦力所做的功。
2.(17分)(2012·天津高考)(1)下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量(2)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。
小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。
两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。
求：①小球A刚滑至水平台面的速度v A;②A、B两球的质量之比m A∶m B。
3.(17分)(2013·宿迁一模)(1)下列说法中正确的是( )A.光电效应现象说明光具有粒子性B.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象D.运动的宏观物体也具有波动性,其速度越大物质波的波长越大(2)如图所示,一水平面上P点左侧光滑,右侧粗糙,质量为m的劈A在水平面上静止,上表面光滑,A轨道右端与水平面平滑连接,质量为M的物块B恰好放在水平面上P点,物块B与水平面的动摩擦因数为μ=0.2。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
3．如图所示，两块相同平板 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 μ，求：
（5）某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置 M、P、N，如图丙所 示．他发现 M 和 N 偏离了 OP 方向．这位同学猜想两小球碰撞前后在 OP 方向上依然动量 守恒，他想到了验证这个猜想的办法：连接 OP、OM、ON，作出 M、N 在 OP 方向上的投
影点 M 、 N ．分别测量出 OP、 OM 、 ON 的长度．若在实验误差允许的范围内，满
（3）由于各种偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较
集中，但不是出现了错误，故 AB 错误；由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很
难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个
圆的圆心位置代表落点的平均位置，故 C 正确；仅调节斜槽上固定位置 C，它的位置越 低，由于水平速度越小，则线段 OP 的长度越小，故 D 错误．故选 C；
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
4．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．
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：动量守恒定律(Word版含答案)
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：动量守恒定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共5小题）1．（2020·全国·高考真题）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。
已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（）A．3 J B．4 J C．5 J D．6 J2．（2020·全国·高考真题）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（）A．增加了司机单位面积的受力大小B．减少了碰撞前后司机动量的变化量C．将司机的动能全部转换成汽车的动能D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积3．（2019·全国·高考真题）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg4．（2017·全国·高考真题）如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。
以下说法正确的是（）A ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量不相等B ．a 与b 同时到达S ，它们在S 点的动量不相等C ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量相等D ．b 比a 先到达S ，它们在S 点的动量不相等5．（2017·全国·高考真题）将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）A ．30kg m/s ⋅B ．5.7×102kg m/s ⋅C ．6.0×102kg m/s ⋅D ．6.3×102kg m/s ⋅二、多选题（本大题共6小题）6．（2021·全国·高考真题）质量为1kg 的物块在水平力F 的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F 与时间t 的关系如图所示。
专题十七 碰撞与动量守恒 高考真题集锦
专题十七 碰撞与动量守恒35．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(2)在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A 和B ，两者相距为 D.现给A 一初速度，使A 与B 发生弹性正碰，碰撞时间极短．当两木块都停止运动后，相距仍然为 D.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ，B 的质量为A 的2倍，重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小．解析：(2)从碰撞时的能量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题．设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为v ；在碰撞后的瞬间，A 和B 的速度分别为v 1和v 2.在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得 12m v 2＝12m v 21＋12(2m )v 22 ① m v ＝m v 1＋(2m )v 2 ②式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．由①②式得v 1＝－v 22③ 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得μmgd 1＝12m v 21④ μ(2m )gd 2＝12(2m )v 22 ⑤ 据题意有d ＝d 1＋d 2 ⑥设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd ＝12m v 20－12m v 2 ⑦ 联立②至⑦式，得v 0＝285μgd . 答案：(2) 285μgd 35.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)[物理－选修3-5] (2)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C .B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A 以速度v 0朝B 运动，压缩弹簧；当A 、 B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C 碰撞过程时间极短，求从A 开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中，(ⅰ)整个系统损失的机械能；(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．解析：(2)A 、B 碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B 、C 相碰粘接在一块时，动量守恒．系统产生的内能则为机械能的损失．当A 、B 、C 速度相等时，弹性势能最大．(ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度v 1时，对A 、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得m v 0＝2m v 1 ①此时B 与C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为ΔE .对B 、C 组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得m v 1＝2m v 2② 12m v 21＝ΔE ＋12(2m )v 22 ③ 联立①②③式得ΔE ＝116m v 20. ④(ⅱ)由②式可知v 2<v 1，A 将继续压缩弹簧，直至A 、B 、C 三者速度相同，设此速度为v 3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p .由动量守恒定律和能量守恒定律得m v 0＝3m v 3⑤ 12m v 20－ΔE ＝12(3m )v 23＋E p ⑥联立④⑤⑥式得E p ＝1348m v 20. ⑦ 答案：(2)(ⅰ)116m v 20 (ⅱ)1348m v 202．(2013·高考天津卷)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m 接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )A ．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B ．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C ．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D ．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析：选B.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A 错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即Δp 甲＝－Δp 乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B 正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C 、D 错误．9．(2013·高考重庆卷)在一种新的“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球A 和小球B ，从距水平地面高度为ph (p ＞1)和h 的地方同时由静止释放，如图所示．球A 的质量为m ，球B 的质量为3m .设所有碰撞都是弹性碰撞，重力加速度大小为g ，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间．(1)求球B 第一次落地时球A 的速度大小；(2)若球B 在第一次上升过程中就能与球A 相碰，求p 的取值范围；(3)在(2)情形下，要使球A 第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，求p 应满足的条件． 解析：(1)小球B 第一次落地时，两球速度相等，由v 2＝2gh 得v ＝2gh .(2)B 球从开始下落到第一次落地所用时间t 1＝v g ＝2h g① 由于小球B 在第一次上升过程中就能与A 球相碰，则B 球运动时间应满足t 1<t 2<2t 1 ②由相遇条件知12gt 22＋v (t 2－t 1)－12g (t 2－t 1)2＝ph ③ 由①②③解得1<p <5.(3)设t ＝t 2－t 1，由①③式得t ＝p －142h g ，则A 、B 两球相遇时的速度分别为 v A ＝v ＋gt ＝2gh ＋g p －142h g ＝2gh p ＋34 v B ＝v －gt ＝2gh －g p －142h g ＝2gh 5－p 4若A 球碰后刚好能达到释放点，由两球相碰为弹性碰撞知12m v 2A ＋12·3m v 2B ＝12m v ′ 2A ＋12·3m v ′2B m v A －3m v B ＝－m v A ′＋3m v B ′v A ′＝v A可解得此时v B ′＝v B ，v A ＝3v B.要使A 球碰后能到达比其释放点更高的位置，须满足v A <3v B ，解得p <3.由v B ＝2gh ·5－p 4知，5－p 4<1，解得p >1，所以p 的取值范围是1<p <3. 答案：(1)2gh (2)1<p <5 (3)1<p <338．(2013·高考山东卷)(2)如图所示，光滑水平轨道上放置长板A (上表面粗糙)和滑块C ，滑块B 置于A 的左端，三者质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝1 kg 、m C ＝2 kg.开始时C 静止，A 、B 一起以v 0＝5 m/s 的速度匀速向右运动，A 与C 发生碰撞(时间极短)后C 向右运动，经过一段时间，A 、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C 发生碰撞．求A 与C 碰撞后瞬间A 的速度大小．解析：(2)因碰撞时间极短，A 与C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A 的速度为v A ，C 的速度为v C ，以向右为正方向，由动量定恒定律得m A v 0＝m A v A ＋m C v C① A 与B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB ，由动量守恒定律得 m A v A ＋m B v 0＝(m A ＋m B )v AB② A 与B 达到共同速度后恰好不再与C 碰撞，应满足v AB ＝v C③ 联立①②③式，代入数据得v A ＝2 m/s. ④答案：(2)2 m/s35．(2013·高考广东卷)如图，两块相同平板P 1、P 2置于光滑水平面上，质量均为m .P 2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P 1的最右端，质量为2m 且可看作质点．P 1与P 以共同速度v 0向右运动，与静止的P 2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P 1与P 2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P 2之间的动摩擦因数为μ.求：(1)P 1、P 2刚碰完时的共同速度v 1和P 的最终速度v 2；(2)此过程中弹簧的最大压缩量x 和相应的弹性势能E p . 解析：P 1与P 2发生完全非弹性碰撞时，P 1、P 2组成的系统遵守动量守恒定律；P 与(P 1＋P 2)通过摩擦力和弹簧弹力相互作用的过程，系统遵守动量守恒定律和能量守恒定律．注意隐含条件P 1、P 2、P 的最终速度即三者最后的共同速度；弹簧压缩量最大时，P 1、P 2、P 三者速度相同．(1)P 1与P 2碰撞时，根据动量守恒定律，得m v 0＝2m v 1解得v 1＝v 02，方向向右 P 停在A 点时，P 1、P 2、P 三者速度相等均为v 2，根据动量守恒定律，得2m v 1＋2m v 0＝4m v 2解得v 2＝34v 0，方向向右． (2)弹簧压缩到最大时，P 1、P 2、P 三者的速度为v 2，设由于摩擦力做功产生的热量为Q ，根据能量守恒定律，得从P 1与P 2碰撞后到弹簧压缩到最大12×2m v 21＋12×2m v 20＝12×4m v 22＋Q ＋E p 从P 1与P 2碰撞后到P 停在A 点12×2m v 21＋12×2m v 20＝12×4m v 22＋2Q 联立以上两式解得E p ＝116m v 20，Q ＝116m v 20根据功能关系有Q ＝μ·2mg (L ＋x )解得x ＝v 2032μg－L . 答案：(1)v 1＝12v 0，方向向右 v 2＝34v 0，方向向右 (2)v 2032μg －L 116m v 205．(2013·高考江苏卷)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%解析：选A.根据v ＝x t 和E k ＝12m v 2解决问题．量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间距之比为12∶7，即碰撞后两球速度大小v ′与碰撞前白球速度v 的比值，v ′v ＝712.所以损失的动能ΔE k ＝12m v 2－12·2m v ′2，ΔE k E k0≈30%，故选项A 正确． 12．(2013·高考江苏卷)【选做题】C.[选修3－5](3)如图所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向．解析：(3)根据动量守恒定律，(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，代入数值解得v B ＝0.02 m/s ，离开空间站方向．答案：(3)0.02 m/s ，离开空间站方向30．(2013·高考福建卷)(2)将静置在地面上，质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．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v0=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2．如图：竖直面内固定的绝缘轨道abc ，由半径R =3 m 的光滑圆弧段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θ=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β(53°≤β≤147°)，矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场．质量m 2=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m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动，P 、Q 碰撞时间极短，碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回．已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=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 =10 m/s 2．求：(1)碰后瞬间，圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ；(2)当β=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B 1；(3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时，要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长，求此最长时间t 及对应的β值．【答案】(1)24.610N F N -=⨯ (2)1 1.25B T = (3)127s 360t π=,001290143ββ==和 【解析】 【详解】解：(1)设P 碰撞前后的速度分别为1v 和1v '，Q 碰后的速度为2v从a 到b ，对P ，由动能定理得：221011111-22m gl m v m v μ=- 解得：17m/s v =碰撞过程中，对P ，Q 系统：由动量守恒定律：111122m v m v m v '=+取向左为正方向，由题意11m/s v =-'， 解得：24m/s v =b 点：对Q ，由牛顿第二定律得：2222N v F m g m R-=解得:24.610N N F -=⨯(2)设Q 在c 点的速度为c v ，在b 到c 点，由机械能守恒定律：22222211(1cos )22c m gR m v m v θ-+=解得：2m/s c v =进入磁场后：Q 所受电场力22310N F qE m g -==⨯= ，Q 在磁场做匀速率圆周运动由牛顿第二定律得：2211c c m v qv B r =Q 刚好不从gh 边穿出磁场，由几何关系：1 1.6m r d == 解得：1 1.25T B = (3)当所加磁场22T B =，2221m cm v r qB == 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：设最大圆心角为α，由几何关系得：22cos(180)d r r α-︒-= 解得：127α=︒运动周期：222m T qBπ=则Q 在磁场中运动的最长时间：222127127•s 360360360m t T qB παπ===︒此时对应的β角：190β=︒和2143β=︒3．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的光滑14圆孤，BC 部分水平粗糙，BC 长为L =0.6m 。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
360 360 qB2 360 此时对应的 角：1 90 和 2 143
3．如图甲所示，物块 A、B 的质量分别是 mA=4.0kg 和 mB=3.0kg．用轻弹簧拴接，放在光 滑的水平地面上，物块 B 右侧与竖直墙相接触．另有一物块 C 从 t=0 时以一定速度向右运 动，在 t=4s 时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开，物块 C 的 v-t 图象如图乙所 示．求：
0.00129u
由质能方程，则有△E=△m c2=-0.00129×931=-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 vH+mOvO 又：vO：vH=1：50 解得：vO=1.8×106m/s
8．一列火车总质量为 M，在平直轨道上以速度 v 匀速行驶，突然最后一节质量为 m 的车 厢脱钩，假设火车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当最后一节车厢刚好静止时， 前面火车的速度大小为多少？ 【答案】Mv/(M-m) 【解析】 【详解】 因整车匀速运动，故整体合外力为零；脱钩后合外力仍为零，系统的动量守恒．
联立以上方程可得
，方向向右。
（2）乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞，则说明乙反弹的的速度最大为 由动量定理可得，挡板对乙滑块冲量的最大值为：
2．如图：竖直面内固定的绝缘轨道 abc，由半径 R=3 m 的光滑圆弧段 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 θ=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 β(53°≤β≤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 的水平速度向左运动，P、Q 碰撞时间极短，碰后 P 以 1 m/s 的速度水平向右弹回．已知 P 与 ab 间的动摩擦因数 μ=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=10 m/s2．求： (1)碰后瞬间，圆弧轨道对物体 Q 的弹力大小 FN； (2)当 β=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 B2=2T 时，要让物体 Q 从 gh 边穿出磁场且在磁 场中运动的时间最长，求此最长时间 t 及对应的 β 值．
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
4．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
试题分析：（1）P1
滑到最低点速度为
v1，由机械能守恒定律有：
1 2
mv02
mgR
1 2
mv12
解得：v1=5m/s
P1、P2 碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为 v1 、 v2
则由动量守恒和机械能守恒可得： mv1 mv1 mv2
1 2
mv12
1 2
mv12
1 2
mv22
解得： v1 0 、 v2 5m/s
（2）P2 向右滑动时，假设 P1 保持不动，对 P2 有：f2=μ2mg=2m（向左） 设 P1、M 的加速度为 a2；对 P1、M 有：f=（m+M）a2
a2
f m M
2m 5m
0.4m/s2
此时对 P1 有：f1=ma2=0．4m＜fm=1．0m，所以假设成立．
故滑块的加速度为 0．4m/s2；
滑板碰后，P1 向右滑行距离： s1
v2 2a1
0.08m
P2 向左滑行距离： s2
v22 2a2
2.25m
所以 P1、P2 静止后距离：△S=L-S1-S2=1．47m
考点：考查动量守恒定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系；牛顿第二定律；机械能
守恒定律．
【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目，难度较大；要求学生能正
全国高考物理 试题分类汇编 专题十七碰撞与动量守恒
专题十七碰撞与动量守恒1.[2013福建理综,30(2),6分]将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )A.v0B.v0C.v0D.v0答案 D2.(2013上海单科,22A,4分)质量为M的物块静止在光滑水平桌面上,质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度2v0/3射出。
则物块的速度为,此过程中损失的机械能为。
答案3.[2013课标Ⅰ,35(2),9分]在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d。
现给A一初速度,使A与B发生弹性正碰,碰撞时间极短。
当两木块都停止运动后,相距仍然为d。
已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ,B的质量为A的2倍,重力加速度大小为g。
求A的初速度的大小。
答案4.[2013课标Ⅱ,35(2),10分]如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。
B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。
设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。
假设B和C碰撞过程时间极短。
求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,(ⅰ)整个系统损失的机械能;(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
答案(ⅰ)m(ⅱ)m5.[2013江苏单科,12(1)(3)](1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的也相等。
A.速度B.动能C.动量D.总能量(3)如图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1 m/s。
A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2 m/s,求此时B的速度大小和方向。
答案(1)C (3)0.02 m/s 离开空间站方向6.(2013安徽理综,22,14分)一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F 随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。
最新高中物理《碰撞和动量守恒》高考真题汇编(纯word可编辑版)
最新高中物理《碰撞和动量守恒》高考真题汇编(纯word可编辑版)一、《动量和动量定理》高考真题汇编二、《动量守恒定律》高考真题汇编三、《碰撞》高考真题汇编四、《动量和能量综合》高考真题汇编第1节 《动量和动量定理》高考真题(纯word 可编辑版)1.【2012年天津卷9】质量为0.2kg 的小球竖直向下以6m/s 的速度落至水平地面，再以4m/s 的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kg•m/s 。
若小球与地面的作用时间为0.2s ，则小球受到地面的平均作用力大小为 N （g =10m/s 2）。
【解析】取竖直向上为正方向则初动量为负末动量为正，动量变化为2)2.06(2.04=⨯--⨯=-'=∆p p p kgm/s ， 12102.02.02=⨯+=+∆=mg t p F N 2.【2014年物理上海卷22A 】动能相等的两物体A 、B 在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比v A ∶v B =2: 1，则动量大小之比P A ∶P B = ;两者碰后粘在一起运动，其总动量与A 原来动量大小之比P ∶P A = 。
【答案】1∶2； 1∶1【解析】动能221mv E k =，由v A ∶v B =2: 1，可知两者质量之比1∶4，所以动量的关系为：1∶2；两者碰撞遵循动量守恒，其总动量与A 的动量等大反向，所以碰后的总动量与A 原来的动量之比为1∶1。
3.【2017年海南卷1】光滑水平桌面上有P 、Q 两个物块，Q 的质量是P 的n 倍。
将一轻弹簧置于P 、Q 之间，用外力缓慢压P 、Q 。
撤去外力后，P 、Q 开始运动，P 和Q 的动量大小的比值为 （ ）A ．2nB ．nC ．1nD ．1 【答案】D【解析】由动量守恒定律得Q P Mv mv -=0，所以P 和Q 的动量大小的比值为1:1，D 正确。
4.【2015年理综重庆卷3】高空作业须系安全带。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m 、m ，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数恒定．现让甲以速度0v 向着静止的乙运动并发生正碰，且碰撞时间极短，若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，试求：（1）第一次碰撞过程中系统损失的动能 （2）第一次碰撞过程中甲对乙的冲量 【答案】(1)2014mv ；(2) 0mv 【解析】 【详解】解：(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为1v 、2v ，之后甲做匀速直线运动，乙以2v 初速度做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙碰撞，因此两物体在这段时间平均速度相等，有：212v v =而第一次碰撞中系统动量守恒有：01222mv mv mv =+ 由以上两式可得：012v v =，20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为：222201201111222224E m v m v mv mv ∆=--= (2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量：200I mv mv =-=2．如图所示，光滑水平直导轨上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C ，物块B 、C 静止，物块B 的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计）；让物块A 以速度v 0朝B 运动，压缩弹簧；当A 、B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C 碰撞过程时间极短．那么从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，求．（1）A 、B 第一次速度相同时的速度大小； （2）A 、B 第二次速度相同时的速度大小； （3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能大小 【答案】（1）v 0（2）v 0（3）【解析】试题分析：（1）对A 、B 接触的过程中，当第一次速度相同时，由动量守恒定律得，mv 0=2mv 1，解得v 1＝v 0（2）设AB 第二次速度相同时的速度大小v 2，对ABC 系统，根据动量守恒定律：mv 0=3mv 2 解得v 2=v 0（3）B 与C 接触的瞬间，B 、C 组成的系统动量守恒，有：解得v 3＝v 0 系统损失的机械能为当A 、B 、C 速度相同时，弹簧的弹性势能最大．此时v 2=v 0 根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能．考点：动量守恒定律及能量守恒定律【名师点睛】本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，关键合理地选择研究的系统，运用动量守恒进行求解。
碰撞(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)
碰撞考点01 弹性碰撞1. （2024年高考广西卷）如图，在光滑平台上有两个相同的弹性小球M和N。
M水平向右运动，速度大小为v。
M与静置于平台边缘的N发生正碰，碰撞过程中总机械能守恒。
若不计空气阻力，则碰撞后，N在（ ）A. 竖直墙面上的垂直投影的运动是匀速运动B. 竖直增面上的垂直投影的运动是匀加速运动C. 水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于vD. 水平地面上的垂直投影的运动速度大小大于v 【答案】BC 【解析】由于两小球碰撞过程中机械能守恒，可知两小球碰撞过程是弹性碰撞，由于两小球质量相等，故碰撞后两小球交换速度，即：M 0v =，N v v=碰后小球N 做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，即水平地面上的垂直投影的运动速度大小等于v ；在竖直方向上做自由落体运动，即竖直地面上的垂直投影的运动是匀加速运动。
故选BC 。
2. （2024年高考广东卷）如图所示，光滑斜坡上，可视为质点的甲、乙两个相同滑块，分别从H 甲、H 乙高度同时由静止开始下滑。
斜坡与水平面在O 处平滑相接，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。
忽略空气阻力。
下列说法正确的有（ ）A. 甲斜坡上运动时与乙相对静止B. 碰撞后瞬间甲速度等于碰撞前瞬间乙的速度C. 乙的运动时间与H 乙无关D. 甲最终停止位置与O 处相距H μ乙【参考答案】ABD【名师解析】两滑块在同一斜坡上同时由静止开始下滑，加速度相同，则相对速度为零，即甲斜坡上运动时与乙相对静止，A正确；两物块滑到水平面后均做匀减速直线运动，由于两物块质量相同，且发生在的在弹性碰撞，根据弹性碰撞规律可知碰撞后两滑块交换速度，即 碰撞后瞬间甲速度等于碰撞前瞬间乙的速度，B 正确；设斜面倾角为θ，对乙沿斜面下滑，有，在水平面上运动一段时间t2后与甲碰撞，碰撞后以甲碰撞前的速度做匀减速运动，运动时间为t3，乙运动的时间 ，由于t 1与H 乙有关，则总时间与H 乙有关，C 错误；一下滑过程，有，由于甲和乙发生弹性碰撞，交换速度，则可知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止位置相同；如果不发生碰撞，乙在水平面上运动最终停止位置，由联立解得 x=H μ乙即发生碰撞后甲最终停止位置与O 处相距H μ乙，D 正确。
动量动量守恒高考试题回顾.doc
《动量 动量守恒》高考试题回顾1. 一个运动物体，从某时刻起仅受一给定的恒定阻力作用而逐渐减速， 直到停止．这段运动时间由下列的哪个物理量完全决定？ A. 物体的初速度 B. 物体的初动能 C. 物体的初动量 D. 物体的质量2. 下面哪种说法是错误的？A. 运动物体动量的方向总是与它的运动方向相同B. 如果运动物体动量发生变化，作用在它上面的合外力的冲量必不为零C. 作用在物体上的合外力冲量总是使物体的动能增大D. 作用在物体上的合外力冲量等于物体动量的增量3. 质量为 m 的钢球自高处落下，以速率 v 1 碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为 v 2。
在碰撞过程中，地面对钢球冲量的方向和大小为：m v 1- v 2) B. 向下， m v 1v2)A. 向下， ( v 2 ( + m v 1 - ) D. 向上， m v 1 v 2)C. 向上， (( + 4. 设质量为 m 的小球从离地面高为 h 处自由下落，着地后又被弹回原处； 在小球与地面碰撞的过程中，小球所受的冲量的大小为。
5. 一个质量为 m 的小球自高 h 处自由落下，与水平地面碰撞后弹起的最大高度为h/2 ，小球与地面碰撞的冲量大小是 ( 重力加速度为 g ，忽略空气阻力 ) ： A. ( 2 1) m gh B. ( 2 1)m ghC. m 2ghD.m gh6. 质量为 1.0 kg 的小球从高 20m 处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为 5.0 m ．小球与软垫接蔽的时间为 1.0s ，在接触时间内小球受到合力的冲量大小为 m/s 2 ，忽略空气阻力) 。
( 重力加速度为 g=107. 一质量为 100g 的小球从 0.80 m 高处自由下落到一厚软垫上．若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s ，则这段时间内软垫对小球的冲量 为。
( 重力加速度为 g=10m/s 2 ，忽略空气阻力 ) ．8. 质量相同的三个小球 a 、b 、c 在光滑水平面上以相同的速率运动， 它们分别与原来静止的三个球 A 、 B 、 C 相碰 ( a 碰 A ， b 碰 B ，c 碰 C)，碰后， a 球继续按原方向运动， b 球静止不动， c 球被弹回而反向运动，这时 A 、B 、C 三球中动量最大的是： A.A 球 B.B 球C.C 球D.由于 A 、 B 、 C 三球质量未知，无法确定9. 设 a 、b 两小球相撞，碰撞前后都在同一直线上运动．若测得它们相撞前的速度为 v a 、v b ，相撞后的速度为 v a ' 、 v b ' ，可知两球的质量之比m a等于： m b'''''A.vbvbB.vav aC.vavbD.vavav a v a 'v b v b 'v a v bv b ' v b10. 半径相等的两个小球甲和乙， 在光滑水干面上沿同一直线相向运动． 若甲球的质量大于乙球的质量， 碰撞前两球的动能相等， 则碰撞后两球的运动状态可能是：A. 甲球的速度为零而乙球的速度不为零B. 乙球的速度为零而甲球的速度不为零C. 两球的速度均不为零D. 两球的速度方向均与原方向相反，两球的动能仍相等11. 向空中发射一物体， 不计空气阻力， 当此物体的速度恰好沿水平方向时， 物体炸裂成 a 、b 两块，若质量较大的 a 块的速度方向仍沿原来的方向，则： A. b 的速度方向一定与原速度方向相反B. 从炸裂到落地的这段时间里， a 飞行的水平距离一定比 b 的大C. a 、 b 一定同时到达水平地面D. 在炸裂过程中， a 、 b 受到的爆炸力的冲量大小一定相等12. 在质量为 M 的，小车中挂有一半摆， 摆球的质量为 m 0，小车 ( 和单摆 ) 以恒定的速度 v 沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为 m 的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短．在此碰撞过程中，下列哪个或哪些说法是可能发生的？A. 小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为 v 1 、 v 2 、 v 3，满足(M m 0 )v Mv 1 mv 2 m 0v 3B. 摆球的速度不变，小车和木块的速度变为v 1 和 v 2，满足 Mv Mv 1 mv 2C. 摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为v 1 ，满足 Mv (Mmv)1D.小 车 和 摆 球 的 速 度 都 变 为 v 1 ， 木 块 的 速 度 变 为 v 2 ， 满 足(M m 0 )v (M m 0 )v 1 mv 213. 在光滑的水平面上，有两个静止的小车，车上各站着一个运动员，两车( 包含 ) 的 量均 M ． 甲 上的人接到一个 量 m ，沿水平方向抛来的、速率 v 的 球．乙 上的人把原来在 上的同 的 球沿水平方向以速率 v 抛出来． 两种情况下，甲、乙两 所 得的速率大小的关系是 ( 以 上速率都是相 地面而言 ) A. v 甲>v 乙 B. v 甲 <v 乙D.v 甲 v乙D. 、 m 和 v 的大小而定= M14. 甲、乙两溜冰者， 量分50kg 和 52kg ，甲手里拿着 量2kg 的球，两人均以 2m/s 的速度在冰面上相向滑行． 甲将球抛 乙、乙再将球抛 甲，若干次后，乙的速度 零， 甲的速度是。
高考物理动量定理试题(有答案和解析).docx
高考物理动量定理试题( 有答案和解析 )一、高考物理精讲专题动量定理1． 如图甲所示，物块 A 、 B 的质量分别是 m A ＝4.0kg 和 m B ＝ 3.0kg 。
用轻弹簧拴接，放在 光滑的水平地面上，物块B 右侧与竖直墙壁相接触。
另有一物块C 从 t ＝ 0 时以一定速度向右运动，在 t ＝4s 时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开，所示。
求：C 的 v － t 图象如图乙（1） C 的质量 m C ；（2） t ＝ 8s 时弹簧具有的弹性势能 E p1， 4~12s 内墙壁对物块 B 的冲量大小 I ；（3） B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2。
【答案】（ 1） 2kg ；（ 2）27J ， 36N ·S ；（ 3）9J【解析】 【详解】（1）由题图乙知， C 与 A 碰前速度为 v 1＝ 9m/s ，碰后速度大小为 v 2＝3m/s ，C 与 A 碰撞过程动量守恒m C v 1＝ (m A ＋ m C )v 2解得 C 的质量 m C ＝2kg 。
（2） t ＝ 8s 时弹簧具有的弹性势能E ＝(m ＋ m )v 22 =27Jp11AC2取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s 内墙壁对物块 B 的冲量大小I=(m A ＋ m C )v 3-(m A ＋ m C )（-v 2） =36N ·S（3）由题图可知， 12s 时 B 离开墙壁，此时 A 、C 的速度大小 v 3＝3m/s ，之后 A 、 B 、 C 及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A 、 C 与B 的速度相等时，弹簧弹性势能最大(m A ＋ m C )v 3＝ (m A ＋ m B ＋ m C )v 41(m A ＋ m C ) v 32 ＝1(m A ＋ m B ＋ m C ) v 42 ＋ E p222解得 B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2＝ 9J 。
高考物理动量守恒定律真题汇编含答案及解析.doc
0
分）。
Ａ.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．一重原子核衰变成α 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的
结合能
C．铯原子核
(13355Cs)的结合能小于铅原子核
(
2088ห้องสมุดไป่ตู้Pb)的结合能
D．比结合能越大，原子核越不稳定
Ｅ.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
4.0026u）后衰变成钍核
90228Th（原子质量为
228.0287 u）．（已知：原子质量单位
1u
1.67 1027kg，1u相当于931MeV）
(1)
写出核衰变反应方程；
(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；
(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？
【答案】(1)23292U22890Th+42He(2)5.49MeV(3)0.095MeV
【名师点睛】本题考查动量定恒、机械能守恒及功能关系，本题为多过程问题，要注意正确分析过程，明确各过程中应选用的物理规律。
10．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
m的小
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
左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求：
【解析】
【详解】
(1)
23292U
22890Th+24He
(2)质量亏损
m mUmαmTh0.0059u
△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.49MeV
(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即
高中物理 考点17 碰撞与动量守恒(含高考试题)新人教版
考点17 碰撞与动量守恒一、选择题1. (2013·福建高考)将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 ( ) A.m M v 0 B.M m v 0 C.-M M m v 0 D.-m M mv 0 【解题指南】解答本题时应明确以下两点:(1)火箭模型在极短时间点火升空,遵循动量守恒定律。
(2)明确点火前后两个状态下研究对象的动量。
【解析】选D 。
火箭模型在极短时间点火,设火箭模型获得速度为v,据动量守恒定律有0=(M-m)v-mv 0,得v=-mM mv 0,故选D 。
2. (2013·天津高考)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m 接力三连冠。
观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出,在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则 ( )A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功 【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)先弄清运动员乙推甲的过程中相互作用力、作用时间、作用位移等各物理量的特点; (2)再根据动量定理中冲量和动量变化的关系及动能定理中做功与动能变化的关系判断。
【解析】选B 。
运动员乙推甲的过程中的甲和乙间的相互作用力等大反向,作用时间相等,故甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小相等,方向相反;由动量定理,动量变化的大小相等,方向相反,A 错,B 对;“交棒”过程中甲和乙的速度不一定相等,在乙推甲的过程中位移不一定相等,因而甲对乙做的负功和乙对甲做的正功的绝对值不一定相等,由动能定理,其动能变化量的绝对值也不一定相等,C 、D 错。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．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2．如图所示，一辆质量M=3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B ，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为E p =6J ，小球与小车右壁距离为L=0.4m ，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：①小球脱离弹簧时的速度大小；②在整个过程中，小车移动的距离。
【答案】（1）3m/s （2）0.1m 【解析】试题分析：（1）除锁定后弹簧的弹性势能转化为系统动能，根据动量守恒和能量守恒列出等式得 mv 1-Mv 2=022121122P E mv Mv =+ 代入数据解得：v 1=3m/s v 2=1m/s（2）根据动量守恒和各自位移关系得12x xm M t t=，x 1+x 2=L 代入数据联立解得：24Lx ==0.1m 考点：动量守恒定律；能量守恒定律.3．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。
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m 、m ，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数恒定．现让甲以速度0v 向着静止的乙运动并发生正碰，且碰撞时间极短，若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，试求：（1）第一次碰撞过程中系统损失的动能 （2）第一次碰撞过程中甲对乙的冲量 【答案】(1)2014mv ；(2) 0mv 【解析】 【详解】解：(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为1v 、2v ，之后甲做匀速直线运动，乙以2v 初速度做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙碰撞，因此两物体在这段时间平均速度相等，有：212v v =而第一次碰撞中系统动量守恒有：01222mv mv mv =+ 由以上两式可得：012v v =，20 v v = 所以第一次碰撞中的机械能损失为：222201201111222224E m v m v mv mv ∆=--=gg g g (2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量：200I mv mv =-=2．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μ=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v 0=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/s 2）求：(1)物块a 与b 碰后的速度大小；(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 与车相对静止时与O 点距离：；考点：动量守恒定律、动能定理。
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学习必备 欢迎下载专题十七 碰撞与动量守恒35． (2013 高·考新课标全国卷Ⅰ )(2) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块 A 和 B ，两者相距为D. 现给 A 一初速度，使 A 与 B 发生弹性正碰，碰撞时 间极短．当两木块都停止运动后，相距仍然为 D.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均 为 μ，B 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为g.求 A 的初速度的大小．解析 ： (2)从碰撞时的能量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题．设在发生碰撞前的瞬间，木块A 的速度大小为 v ；在碰撞后的瞬间， A 和B 的速度分别 为 v 1 和 v 2 .在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得1 mv2 1 2 1 2① 2 ＝ mv 1＋ (2m)v 22 2 mv ＝ mv 1＋ (2m)v 2 ②式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正．由①②式得v 1＝－v 2③2设碰撞后 A 和 B 运动的距离分别为 d 1 和 d 2，由动能定理得 μ mgd ＝12④1 2mv 11 2⑤μ(2m)gd 2＝ 2(2m) v 2据题意有d ＝ d 1＋ d 2⑥设 A 的初速度大小为 v 0，由动能定理得1 2 1 2 ⑦μ mgd ＝2mv 0－ 2mv联立②至⑦式，得 v 0＝28μ gd.5答案： (2)285 μ gd35.(2013 高·考新课标全国卷Ⅱ )[ 物理－选修 3-5](2) 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块 A 、B 、C.B 的左侧固定一轻弹簧 (弹 簧左侧的挡板质量不计)．设 A 以速度 v 0 朝 B 运动，压缩弹簧；当A 、B 速度相等时， B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设 B 和 C 碰撞过程时间极短，求从 A 开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中，( ⅰ)整个系统损失的机械能；( ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．解析 ：(2)A 、B 碰撞时动量守恒、 能量也守恒， 而 B 、C 相碰粘接在一块时， 动量守恒． 系统产生的内能则为机械能的损失．当 A 、B 、 C 速度相等时，弹性势能最大．( ⅰ)从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v 1 时，对 A 、 B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv 0＝ 2mv 1①此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为E.对 B 、C 组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv 1＝ 2mv 2② 1mv 12＝ E ＋ 1(2m)v 22③2212联立①②③式得E ＝16mv 0.④( ⅱ)由②式可知 v 2<v 1， A 将继续压缩弹簧，直至 A 、 B 、C 三者速度相同，设此速度为v 3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p .由动量守恒定律和能量守恒定律得mv 0＝ 3mv 3⑤ 1 212⑥2mv 0－ E ＝ 2(3m)v 3＋ E p联立④⑤⑥式得E p ＝13mv 02.⑦48答案： (2)(ⅰ )12( ⅱ)13 216mv 048mv 02． (2013 ·考天津卷高 )我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3 000 m 接力三连冠． 观察发现， “接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推 甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方 向上的相互作用，则 ( )A ．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B ．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C ．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D ．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功解析： 选 B. 乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项 A 错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即 p 甲 ＝－ p 乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项 B 正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项 C 、D 错误．9．(2013 ·考重庆卷高 )在一种新的“子母球”表演中， 让同一竖直线上的小球 A 和小球 B ， 从距水平地面高度为 ph(p ＞1) 和 h 的地方同时由静止释放，如图所示．球 A 的质量为 m ，球 B 的质量为 3m.设所有碰撞都是弹性碰撞， 重力加速度大小为 g ，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间．(1) 求球B 第一次落地时球A 的速度大小；(2) 若球 B 在第一次上升过程中就能与球A 相碰，求 p 的取值范围； (3) 在 (2)情形下，要使球 A 第一次碰后能到达比其释放点更高的位置， 求 p 应满足的条件． 解析 ： (1)小球B 第一次落地时，两球速度相等，由v 2＝ 2gh 得 v ＝ 2gh.(2) B 球从开始下落到第一次落地所用时间t 1＝ v＝ 2h ①gg由于小球 B 在第一次上升过程中就能与 A 球相碰，则B 球运动时间应满足 t 1<t 2<2t 1②由相遇条件知 1gt 22＋ v(t 2－ t 1)－ 1g(t 2－ t 1) 2＝ ph ③2 2由①②③解得 1<p<5.(3) 设 t ＝ t 2－ t 1，由①③式得 p － 1 2h，则 A 、B 两球相遇时的速度分别为 t ＝4 gv A ＝v ＋ gt ＝ 2gh ＋ g p －1 2h ＝ 2gh p ＋ 34 4g v B ＝v － gt ＝ 2gh － g p －1 2h ＝ 2gh 5－ p4 4g若 A 球碰后刚好能达到释放点，由两球相碰为弹性碰撞知1 mv A 2＋ 1·3mv B 2＝1mv ′ 2A ＋ 1·3mv ′ B 22 2 2 2mv A － 3mv B ＝－ mv A ′＋ 3mv B ′ v A ′＝ v A 可解得此时 v B ′ ＝ v B ， v A ＝ 3v B.要使 A 球碰后能到达比其释放点更高的位置，5－ p须满足 v A <3v B ，解得 p<3.由 v B ＝ 2gh ·45－ p知，4 <1 ，解得 p>1，所以 p 的取值范围是 1<p<3.答案： (1) 2gh (2)1<p<5(3)1<p<338． (2013 高·考山东卷 )(2) 如图所示， 光滑水平轨道上放置长板 A(上表面粗糙 )和滑块 C ，滑块 B 置于 A 的左端，三者质量分别为 m A ＝ 2 kg 、m B ＝1 kg 、m C ＝2 kg.开始时 C 静止， A 、B 一起以 v 0 ＝5 m/s 的速 度匀速向右运动， A 与 C 发生碰撞 (时间极短 )后 C 向右运动，经过一段时间， A 、B 再次达到 共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 发生碰撞．求 A 与 C 碰撞后瞬间 A 的速度大小．解析： (2) 因碰撞时间极短， A 与 C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A 的速度为 v A ，C 的速度为 v C ，以向右为正方向，由动量定恒定律得m A 0＝ m A A ＋ m C C ① v vvA 与B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB ，由动量守恒定律得m A A ＋ m B 0＝ (m A ＋ m B )v AB② v v A 与 B 达到共同速度后恰好不再与 C 碰撞，应满足 v AB ＝ v C③联立①②③式，代入数据得v A ＝2 m/s.④答案： (2)2 m/s35． (2013 高·考广东卷 )如图，两块相同平板 P 1、P 2 置于光滑水平面上，质量均为m.P 2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 P 1 的最右端，质量为 2m 且可看作质点． P 1 与 P 以共同速度 v 0 向右运动，与静止的 P 2 发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后 P 1 与 P 2 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P 2 之间的动摩擦因数为 μ.求：(1) P 1、 P 2 刚碰完时的共同速度 v 1 和 P 的最终速度 v 2； (2) 此过程中弹簧的最大压缩量 x 和相应的弹性势能 E p .解析： P 1 与 P 2 发生完全非弹性碰撞时， P 1 、P 2 组成的系统遵守动量守恒定律； P 与(P 1 ＋ P 2)通过摩擦力和弹簧弹力相互作用的过程，系统遵守动量守恒定律和能量守恒定律．注意隐含条件 P 1、 P 2、 P 的最终速度即三者最后的共同速度；弹簧压缩量最大时，P 1、 P 2、 P 三者速度相同．(1) P 1 与 P 2 碰撞时，根据动量守恒定律，得 mv 0＝ 2mv 1v 0解得 v 1＝ 2 ，方向向右P 停在 A 点时， P 1、 P 2、P 三者速度相等均为 v 2，根据动量守恒定律，得2mv 1＋ 2mv 0＝ 4mv 2解得 v 2＝34v 0，方向向右．(2) 弹簧压缩到最大时， P 1、P 2、P 三者的速度为 v 2，设由于摩擦力做功产生的热量为Q ，根据能量守恒定律，得从 P 1 与 P 2 碰撞后到弹簧压缩到最大1× 2mv 12＋ 1× 2mv 02＝ 1× 4mv 22＋ Q ＋ E p 22 2 从 P 1 与 P 2 碰撞后到 P 停在 A 点 1× 2mv 12＋ 1× 2mv 02＝ 1× 4mv 22＋ 2Q 22 21212联立以上两式解得 E p ＝ 16mv 0， Q ＝16mv 0 根据功能关系有 Q ＝ μ·2mg(L ＋ x)2解得 x ＝ v 0－ L . 32μg1 v 0，方向向右 3答案 ： (1)v 1＝ v 2＝ v 0，方向向右22 4v 0 － L 1 2(2)32μg16mv 0 5． (2013 ·考江苏卷高 )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%x 1 D ． 90%2解析： 选 A. 根据 v ＝ t 和 E k ＝ 2mv 解决问题．量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间12∶7，即碰撞后两球速度大小v ′ 与碰撞前白球速度 v 的比值， v ′ 7 距之比为v ＝12.所以损失 的动能 1 2 1 2， E k ≈ 30%，故选项 A 正确． E k ＝ mv － ·2mv ′ E k02 212． (2013 ·考江苏卷高 )【选做题】 C.[选修 3－ 5](3) 如图所示，进行太空行走的宇航员A 和 B 的质量分别为 80 kg 和 100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为 0.1 m/s. A 将B 向空间站方向轻推后， A 的速度变为 0.2 m/s ，求此时 B 的速度大小和方向．解析： (3)根据动量守恒定律，(m A ＋ m B )v 0＝ m A v A ＋m B v B ，代入数值解得 v B ＝ 0.02 m/s ，离开空间站方向．答案： (3)0.02 m/s ，离开空间站方向30． (2013 ·考福建卷高 )(2) 将静置在地面上，质量为 M(含燃料 )的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0 竖直向下喷出质量为 m 的炽热气体。