动量守恒定律复习经典例题

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动量守恒定律典型例题

动量守恒定律典型例题

动量守恒定律的典型例题【例1】把一支枪固定在小车上,小车放在光滑的水平桌面上.枪发射出一颗子弹.对于此过程,下列说法中正确的有哪些?[]A.枪和子弹组成的系统动量守恒B.枪和车组成的系统动量守恒C.车、枪和子弹组成的系统动量守恒D.车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒,因为子弹和枪筒之间有摩擦力.且摩擦力的冲量甚小【例2】一个质量M=1kg的鸟在空中v0=6m/s沿水平方向飞行,离地面高度h=20m,忽被一颗质量m=20g 沿水平方向同向飞来的子弹击中,子弹速度v=300m/s,击中后子弹留在鸟体内,鸟立即死去,g=10m/s2.求:鸟被击中后经多少时间落地;鸟落地处离被击中处的水平距离.【例3】一列车沿平直轨道以速度v0匀速前进,途中最后一节质量为m的车厢突然脱钩,若前部列车的质量为M,脱钩后牵引力不变,且每一部分所受摩擦力均正比于它的重力,则当最后一节车厢滑行停止的时刻,前部列车的速度为[]【例4】质量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以v1=30cm/s的速率向右运动,恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球.第二个小球的质量为m2=50g,速率v2=10cm/s.碰撞后,小球m2恰好停止.那么,碰撞后小球m1的速度是多大,方向如何?【例5】甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的总质量共为M=30kg,乙和他的冰车的总质量也是30kg.游戏时,甲推着一质量为m=15km的箱子,和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免和乙相碰.【例6】两辆质量相同的小车A和B,置于光滑水平面上,一人站在A车上,两车均静止.若这个人从A 车跳到B车上,接着又跳回A车,仍与A车保持相对静止,则此时A车的速率[]A.等于零B.小于B车的速率C.大于B车的速率D.等于B车的速率【例7】甲、乙两船在平静的湖面上以相同的速度匀速航行,且甲船在前乙船在后.从甲船上以相对于甲船的速度v,水平向后方的乙船上抛一沙袋,其质量为m.设甲船和沙袋总质量为M,乙船的质量也为M.问抛掷沙袋后,甲、乙两船的速度变化多少?【分析】由题意可知,沙袋从甲船抛出落到乙船上,先后出现了两个相互作用的过程,即沙袋跟甲船和沙袋跟乙船的相互作用过程.在这两个过程中的系统,沿水平方向的合外力为零,因此,两个系统的动量都守恒.值得注意的是,题目中给定的速度选择了不同的参照系.船速是相对于地面参照系,而抛出的沙袋的速度v是相对于抛出时的甲船参照系.【解】取甲船初速度V的方向为正方向,则沙袋的速度应取负值.统一选取地面参照系,则沙袋抛出前,沙袋与甲船的总动量为MV.沙袋抛出后,甲船的动量为(M-m)v甲',沙袋的动量为m(v甲'-v).根据动量守恒定律有MV=(M-m)v甲'+m(v甲'-v).(1)取沙袋和乙船为研究对象,在其相互作用过程中有MV+m(v甲'-v)=(M+m)v乙'.(2)联立(l)、(2)式解得则甲、乙两船的速度变化分别为【例8】小型迫击炮在总质量为1000kg的船上发射,炮弹的质量为2kg.若炮弹飞离炮口时相对于地面的速度为600m/s,且速度跟水平面成45°角,求发射炮弹后小船后退的速度?【例9】两块厚度相同的木块A和B,并列紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为m A=2.0kg,m B=0.90kg.它们的下底面光滑,上表面粗糙.另有质量m C=0.10kg的铅块C(其长度可略去不计)以v C=10m/s 的速度恰好水平地滑到A的上表面(见图),由于摩擦,铅块最后停在本块B上,测得B、C的共同速度为v=0.50m/s,求木块A的速度和铅块C离开A时的速度.【分析】C滑上A时,由于B与A紧靠在一起,将推动B一起运动.取C与A、B这一系统为研究对象,水平方向不受外力,动量守恒.滑上后,C在A的摩擦力作用下作匀减速运动,(A+B)在C的摩擦力作用下作匀加速运动.待C滑出A后,C继续减速,B在C的摩擦力作用下继续作加速运动,于是A与B分离,直至C最后停于B上.【解】设C离开A时的速度为v C,此时A、B的共同速度为v A,对于C刚要滑上A和C刚离开A这两个瞬间,由动量守恒定律知m C v C=(m A+m B)v A+m C v'C(1)以后,物体C离开A,与B发生相互作用.从此时起,物体A不再加速,物体B将继续加速一段时间,于是B与A分离.当C相对静止于物体B上时,C与B的速度分别由v'C和v A变化到共同速度v.因此,可改选C与B为研究对象,对于C刚滑上B和C、B相对静止时的这两个瞬间,由动量守恒定律知m C v'C+m B v A=(m B+m C)v(2)由(l)式得m C v'C=m C v C-(m A+m B)v A代入(2)式m C v'C-(m A+m C)v A+m B v A=(m B+m C)v.得木块A的速度所以铅块C离开A时的速度【说明】应用动量守恒定律时,必需明确研究对象,即是哪一个系统的动量守恒.另外需明确考察的是系统在哪两个瞬间的动量.如果我们始终以(C+A+B)这一系统为研究对象,并考察C刚要滑上A和C刚离开A,以及C、B刚相对静止这三个瞬间,由于水平方向不受外力,则由动量守恒定律知m C v C=(m A+m B)v A+m C v'C=m A v A+(m B+m C)v.同样可得【例10】在静止的湖面上有一质量M=100kg的小船,船上站立质量m=50kg的人,船长L=6m,最初人和船静止.当人从船头走到船尾(如图),船后退多大距离?(忽略水的阻力)【例13】一个静止的质量为M的原子核,放射出一个质量为m的粒子,粒子离开原子核时相对于核的速度为v0,原子核剩余部分的速率等于[]。

物理动量守恒定律题20套(带答案)

物理动量守恒定律题20套(带答案)
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
2.一质量为 的子弹以某一初速度水平射入置于光滑水平面上的木块 并留在其中, 与木块 用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,开始弹簧处于原长,如图所示.已知弹簧
代入数据解得:E 损=0.25J 答:①碰后 A 球的速度为 1.0m/s; ②碰撞过程中 A、B 系统损失的机械能为 0.25J. 【点评】小球碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒,由动量守恒定律与能量守恒定律可以 正确解题,应用动量守恒定律解题时要注意正方向的选择.
9.如图所示,光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的 B=4T 的匀磁场中,两导轨间 距 L=0.5m,导轨足够长金属棒 a 和 b 的质量都为 m=1kg,电阻 Ra Rb 1 .b 棒静止于轨 道水平部分,现将 a 棒从 h=80cm 高处自静止沿弧形轨道下滑,通过 C 点进入轨道的水平 部分,已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直,且两棒始终不相碰.求 a、b 两棒的最 终速度大小以及整个过程中 b 棒中产生的焦耳热(已知重力加速度 g 取 10m/s2)
根据题意: m1 : m2 2
有以上四式解得: v2 2 2gR
接下来男演员做平抛运动:由 4R 1 gt2 ,得 t 8R
2
g
因而: s v2t 8R ; 【点睛】
两演员一起从从 A 点摆到 B 点,只有重力做功,根据械能守恒定律求出最低点速度;女 演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒,由于女演员刚好能回
Q

高中物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析

高中物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析

高中物理动量守恒定律题20套(带答案)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.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 。

动量守恒定律题集

动量守恒定律题集

动量守恒定律题集一、两个小球在光滑水平面上发生碰撞,碰撞前两球动量大小相等,方向相反。

碰撞后,两球的动量可能的情况是:A. 两球动量大小相等,方向相反B. 两球动量大小不等,方向相同C. 两球动量都为零D. 一个球动量为零,另一个球动量不为零(答案)A、B、C(解析)根据动量守恒定律,碰撞前后系统总动量保持不变。

由于碰撞前两球动量大小相等、方向相反,所以系统总动量为零。

碰撞后,两球动量之和仍应为零,因此可能出现两球动量大小相等、方向相反,或者两球动量大小不等但方向相同(只要保证动量之和为零),或者两球动量都为零的情况。

而一个球动量为零,另一个球动量不为零的情况则不可能出现,因为这会导致系统总动量不为零,违反动量守恒定律。

二、一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v碰撞一静止的、质量为2m的物体。

碰撞后,两物体的动量可能的情况是:A. 质量为m的物体动量大小为mv/3,质量为2m的物体动量大小为2mv/3B. 质量为m的物体动量大小为2mv/3,质量为2m的物体动量大小为mv/3C. 两物体动量大小均为mvD. 两物体动量大小均为零(答案)A、D(解析)根据动量守恒定律,碰撞前后系统总动量应保持不变,即mv。

选项A中,两物体动量之和为mv/3 + 2mv/3 = mv,满足动量守恒。

选项D中,两物体动量均为零,也满足动量守恒。

而选项B中,两物体动量之和为2mv/3 + mv/3 = mv,虽然动量守恒,但考虑到碰撞前只有质量为m的物体有动量,且碰撞过程中动量应发生转移,故B选项不可能。

选项C 中,两物体动量之和为2mv,不满足动量守恒定律。

三、一质量为M的滑块在光滑水平面上以速度v滑行,与一静止的、质量为2M的滑块发生碰撞。

碰撞后,两滑块的速度可能为:A. v/3和v/3B. v/2和v/2C. -v/3和2v/3D. 2v和-v(答案)A、C(解析)根据动量守恒定律,碰撞前后系统总动量应保持不变,即Mv。

动量守恒定律经典例题

动量守恒定律经典例题
(1)所选系统动量是否守恒?
甲(含船)和球、乙(含船)和球、甲乙(含船 )和球
(2)若最终甲的速度为0,乙的速度为多少?


如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹
簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组
成的系统,下列说法中正确的是(
)
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零
B.先放开左手,后放开右手,动量不守恒
(B)若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相 同,A、B、C组成的系统的动量守恒
(C)若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成 的系统的动量守恒
(D)若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组 成的系统的动量守恒
BCD
如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2, 它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压 缩了的弹簧,A、B与长平板车的上表面间动摩擦 因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有 A.A、B
A.当小球到达最低点时,木块有最大速率 B.当小球的速率最大时,木块有最大速率 C.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为最大 D.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为零
ABD
质量为M的小车中挂有一个单摆,摆球的质量为M0,小车和单摆 以恒定的速度V0沿水平地面运动,与位于正对面的质量为M1的 静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此过程中,下列哪些说 法是可能发生的( ) A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别为V1、V2和V3, 且满足:(M+M0)V0=MV1+M1V2+M0V3; B.摆球的速度不变,小车和木块的速度为V1、V2,且满足:
B.A、B、C系统动量守恒 C. D.小车向右运动
BC
热气球下面吊着一个篮子,向上做匀速直线 运动,剪断绳子后在篮子落地前,系统的动 量是否守恒?若篮子落地后呢?

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.(16分)如图,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变。

质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑,并与放在水平木板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动,物块A滑到木板的D点停止运动。

已知物块B与木板间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g=10m/s2,求:(1) 物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小;(2) 滑动摩擦力对物块B做的功;(3) 物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。

【答案】(1)v0=4.0m/s(2)W=-1.6J(3)E=0.80J【解析】试题分析:①设物块A滑到斜面底端与物块B碰撞前时的速度大小为v0,根据机械能守恒定律有m1gh=12m12v (1分)v02gh,解得:v0=4.0 m/s(1分)②设物块B受到的滑动摩擦力为f,摩擦力做功为W,则f=μm2g(1分)W=-μm2gx解得:W=-1.6 J(1分)③设物块A与物块B碰撞后的速度为v1,物块B受到碰撞后的速度为v,碰撞损失的机械能为E,根据动能定理有-μm2gx=0-12m2v2解得:v=4.0 m/s(1分)根据动量守恒定律m1v0=m1v1+m2v(1分)解得:v1=2.0 m/s(1分)能量守恒12m12v=12m121v+12m2v2+E(1分)解得:E=0.80 J(1分)考点:考查了机械能守恒,动量守恒定律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。

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)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.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)dr r α-︒-= 解得:127α=︒ 运动周期:222m T qB π=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,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上.某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s 的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h="0.3" m (h 小于斜面体的高度).已知小孩与滑板的总质量为m 1="30" kg ,冰块的质量为m 2="10" kg ,小孩与滑板始终无相对运动.取重力加速度的大小g="10" m/s 2.(i )求斜面体的质量;(ii )通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩? 【答案】(i )20 kg (ii )不能 【解析】试题分析:①设斜面质量为M ,冰块和斜面的系统,水平方向动量守恒:222()m v m M v =+系统机械能守恒:22222211()22m gh m M v m v ++= 解得:20kg M =②人推冰块的过程:1122m v m v =,得11/v m s =(向右)冰块与斜面的系统:22223m v m v Mv '=+ 22222223111+222m v m v Mv ='解得:21/v m s =-'(向右) 因21=v v ',且冰块处于小孩的后方,则冰块不能追上小孩. 考点:动量守恒定律、机械能守恒定律.4.氡是一种放射性气体,主要来源于不合格的水泥、墙砖、石材等建筑材料.呼吸时氡气会随气体进入肺脏,氡衰变时放出α射线,这种射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞,使肺细胞受损,从而引发肺癌、白血病等.若有一静止的氡核22286Rn 发生α衰变,放出一个速度为0v 、质量为m 的α粒子和一个质量为M 的反冲核钋21884Po 此过程动量守恒,若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。

高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案

高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案

高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案1.[2024·全国甲卷](多选)蹦床运动中,体重为60 kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示.假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平.忽略空气阻力,重力加速度大小取10 m/s2.下列说法正确的是()A.t=0.15 s时,运动员的重力势能最大B.t=0.30 s时,运动员的速度大小为10 m/sC.t=1.00 s时,运动员恰好运动到最大高度处D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N答案:BD解析:根据牛顿第三定律结合题图可知,t=0.15 s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,此时运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,故A错误;根据题图可知运动员从t=0.30 s离开蹦床到t=2.3 s再次落到蹦床上经历的时间为2 s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1 s,则在t=1.3 s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30 s时运动员的速度大小v=10×1 m/s=10 m/s,故B正确,C错误;同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10 m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理F·Δt-mg·Δt=mv-(-mv),其中Δt=0.3 s,代入数据可得F=4 600 N,根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N,故D正确.故选BD.2.[2022·山东卷]我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭.如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空.从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量答案:A解析:从火箭开始运动到点火的过程中,火箭先加速运动后减速运动,当加速度为零时,动能最大,A项正确;高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量,B项错误;根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f的冲量矢量和等于火箭动量的变化量,C项错误;根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量,D项错误.3.[2022·湖南卷]1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成.如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2.设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()A.碰撞后氮核的动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小C.v2大于v1D.v2大于v0答案:B解析:设中子质量为m0,被碰粒子质量为m,碰后中子速度为v′0,被碰粒子速度为v,二者发生弹性正碰,由动量守恒定律和能量守恒定律有m 0v 0=m 0v ′0+m v ,12 m 0v 20 =12m 0v ′20 +12 m v 2,解得v ′0=m 0-m m 0+m v 0,v =2m 0m 0+mv 0,因为当被碰粒子分别为氢核(m 0)和氮核(14m 0)时,有v 1=v 0,v 2=215 v 0,故C 、D 项错误;碰撞后氮核的动量为p 氮=14m 0·v 2=2815m 0v 0,氢核的动量为p 氢=m 0·v 1=m 0v 0,p 氮>p 氢,故A 错误;碰撞后氮核的动能为E k 氮=12·14m 0v 22 =28225 m 0v 20 ,氢核的动能为E k 氢=12 ·m 0·v 21 =12m 0v 20 ,E k 氮<E k 氢,故B 正确. 4.[2021·全国乙卷]如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦.用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动.在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )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 .动量不守恒,机械能不守恒答案:B解析:撤去推力后,小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零,满足系统动量守恒的条件,故系统动量守恒;由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动,存在摩擦力做功的情况,故系统机械能不守恒,所以选项B 正确.5.[2023·新课标卷](多选)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N 极正对着乙的S 极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等.现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻( )A .甲的速度大小比乙的大B .甲的动量大小比乙的小C .甲的动量大小与乙的相等D .甲和乙的动量之和不为零答案:BD解析:对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析,如图所示对于整个系统,由于μm 甲g >μm 乙g ,合力方向向左,合冲量方向向左,所以合动量方向向左,甲的动量大小比乙的小,m 甲v 甲<m 乙v 乙,又m 甲>m 乙,故v 甲<v 乙,B 、D 正确,A 、C 错误.故选BD.6.[2021·全国乙卷](多选)水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动.物体通过的路程等于s 0时,速度的大小为v 0,此时撤去F ,物体继续滑行2s 0的路程后停止运动.重力加速度大小为g .则( )A .在此过程中F 所做的功为12m v 20 B .在此过程中F 的冲量大小等于32m v 0 C .物体与桌面间的动摩擦因数等于v 20 4s 0gD .F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍答案:BC解析:设物体与桌面间的动摩擦因数为μ,根据功的定义,可知在此过程中,F 做的功为W F =Fs 0=12m v 20 +μmgs 0,选项A 错误;物体通过路程s 0时,速度大小为v 0,撤去F 后,由牛顿第二定律有μmg =ma 2,根据匀变速直线运动规律有v 20 =2a 2·2s 0,联立解得μ=v 20 4s 0g ,选项C 正确;水平桌面上质量为m 的物体在恒力F 作用下从静止开始做匀加速直线运动,有F -μmg =ma 1,又v 20 =2a 1s 0,可得a 1=2a 2,可得F =3μmg ,即F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,选项D 错误;对F 作用下物体运动的过程,由动量定理有Ft -μmgt=m v 0,联立解得F 的冲量大小为I F =Ft =32m v 0,选项B 正确.。

物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析

物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析

物理动量守恒定律题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,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/s 2.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3316m 【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.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。

(完整版)动量守恒定律经典习题(带答案)

(完整版)动量守恒定律经典习题(带答案)

动量守恒定律习题(带答案)(基础、典型)例1、质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落,正落在以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上,车上装有砂子,车与砂的总质量为4kg,地面光滑,则车后来的速度为多少?例2、质量为1kg的滑块以4m/s的水平速度滑上静止在光滑水平面上的质量为3kg的小车,最后以共同速度运动,滑块与车的摩擦系数为0.2,则此过程经历的时间为多少?例3、一颗手榴弹在5m高处以v0=10m/s的速度水平飞行时,炸裂成质量比为3:2的两小块,质量大的以100m/s的速度反向飞行,求两块落地点的距离。

(g取10m/s2)例4、如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2)。

设小车足够长,求:(1)木块和小车相对静止时小车的速度。

(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。

(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离。

例5、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他所乘的冰车的质量共为30kg,乙和他所乘的冰车的质量也为30kg。

游戏时,甲推着一个质量为15kg的箱子和甲一起以2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。

为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推向乙,箱子滑到乙处,乙迅速将它抓住。

若不计冰面的摩擦,甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞?答案:1. 分析:以物体和车做为研究对象,受力情况如图所示。

在物体落入车的过程中,物体与车接触瞬间竖直方向具有较大的动量,落入车后,竖直方向上的动量减为0,由动量定理可知,车给重物的作用力远大于物体的重力。

因此地面给车的支持力远大于车与重物的重力之和。

系统所受合外力不为零,系统总动量不守恒。

但在水平方向系统不受外力作用,所以系统水平方向动量守恒。

以车的运动方向为正方向,由动量守恒定律可得:车 重物初:v 0=5m/s 0末:v v ⇒Mv 0=(M+m)v⇒s m v m N M v /454140=⨯+=+= 即为所求。

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典一、动量守恒定律 选择题1.如图所示,一轻质弹簧固定在墙上,一个质量为m 的木块以速度v 0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。

设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内,那么,到弹簧恢复原长的过程中弹簧对木块冲量I 的大小和弹簧对木块做的功W 的大小分别是( )A .I =0,W =mv 02B .I =mv 0,202mv W =C .I =2mv 0,W =0D .I =2mv 0,202mv W = 2.一质量为m 的物体静止在光滑水平面上,现对其施加两个水平作用力,两个力随时间变化的图象如图所示,由图象可知在t 2时刻物体的( )A .加速度大小为0t F F m -B .速度大小为()()021t F F t t m-- C .动量大小为()()0212tF F t t m -- D .动能大小为()()220218tF F t t m --3.平静水面上停着一只小船,船头站立着一个人,船的质量是人的质量的8倍.从某时刻起,人向船尾走去,走到船中部时他突然停止走动.不计水对船的阻力,下列说法正确的是( )A .人在船上走动过程中,人的动能是船的动能的8倍B .人在船上走动过程中,人的位移是船的位移的9倍C .人走动时,它相对水面的速度大于小船相对水面的速度D .人突然停止走动后,船由于惯性还会继续运动一小段时间4.A 、B 两球沿同一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移—时间(x-t)图像,图中a 、b 分别为A 、B 两球碰撞前的图线,c 为碰撞后两球共同运动的图线.若A 球的质量2A m kg =,则由图可知下列结论正确的是( )A .A 、B 两球碰撞前的总动量为3 kg·m/sB .碰撞过程A 对B 的冲量为-4 N·sC .碰撞前后A 的动量变化为4kg·m/sD .碰撞过程A 、B 两球组成的系统损失的机械能为10 J5.某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据,得到如图所示的位移—时间图象.图中的线段a 、b 、c 分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移变化关系.已知相互作用时间极短,由图象给出的信息可知( )A .碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ速度大小之比为5∶2B .碰前滑块Ⅰ的动量大小比滑块Ⅱ的动量大小大C .碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能小D .滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的166.质量分别为3m 和m 的两个物体,用一根细绳相连,中间夹着一根被压缩的轻弹簧,在光滑的水平面上以速度v 0匀速运动.某时刻剪断细绳,质量为m 的物体离开弹簧时速度变为v= 2v 0,如图所示.则在这一过程中弹簧做的功和两物体之间转移的动能分别是A .2083mv2023mv B .20mv 2032mv C .2012mv 2032mv D .2023mv 2056mv 7.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示.设该物体在0t 和02t 时刻相对于出发点的位移分别是1x 和2x ,速度分别是1v 和2v ,合外力从开始至o t 时刻做的功是1W ,从0t 至02t 时刻做的功是2W ,则A .215x x =,213v v =B .1221,95x x v v ==C .2121,58x x W W ==D .2121,39v v W W ==8.如图所示,质量均为1.0kg 的木板A 和半径为0.2m 的14光滑圆弧槽B 静置在光滑水平面上,A 和B 接触但不粘连,B 左端与A 相切。

物理动量守恒定律练习题20篇及解析

物理动量守恒定律练习题20篇及解析

物理动量守恒定律练习题20篇及解析一、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.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试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典

高考物理动量守恒定律试题经典一、动量守恒定律 选择题1.两滑块a 、b 沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞,碰撞后两者粘在一起运动.两者的位置x 随时间t 变化的图象如图所示.若a 滑块的质量a m 2kg =,以下判断正确的是( )A .a 、b 碰撞前的总动量为3 kg m /s ⋅B .碰撞时a 对b 所施冲量为4 N s ⋅C .碰撞前后a 的动量变化为4 kg m /s ⋅D .碰撞中a 、b 两滑块组成的系统损失的动能为20 J2.如图所示,质量为m 的小球从距离地面高度为H 的A 点由静止释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h 的B 点时速度减为零不计空气阻力,重力加速度为g 。

则关于小球下落过程中,说法正确的是A .整个下落过程中,小球的机械能减少了mgHB .整个下落过程中,小球克服阻力做的功为mg (H +h )C .在陷入泥潭过程中,小球所受阻力的冲量大于mD .在陷入泥潭过程中,小球动量的改变量的大小等于m3.A 、B 两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动,A 球的动量为5kg •m /s ,B 球的动量为7kg •m /s ,当A 球追上B 球时发生对心碰撞,则碰撞后A 、B 两球动量的可能值为( )A .''6/6/AB P kg m s P kg m s =⋅=⋅,B .''3/9/A B P kg m s P kg m s =⋅=⋅,C .''2/14/A B P kg m s P kg m s =-⋅=⋅,D .''5/17/A B P kg m s P kg m s =-⋅=⋅,4.如图所示,A 、B 、C 三个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的杆上,三个球的质量分别为m A=2kg,m B=3kg,m C=1kg,初状态三个小球均静止,BC球之间连着一根轻质弹簧,弹簣处于原长状态.现给A一个向左的初速度v0=10m/s,A、B碰后A球的速度变为向右,大小为2m/s,下列说法正确的是A.球A和B碰撞是弹性碰撞B.球A和B碰后,球B的最小速度可为0C.球A和B碰后,弹簧的最大弹性势能可以达到96JD.球A和B碰后,弹簧恢复原长时球C的速度可能为12m/s5.如图所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点有完全相同的金属球A和B,带有不等量的同种电荷.现使A、B以大小相等的初动量相向运动,不计一切能量损失,碰后返回M、N 两点,则A.碰撞发生在M、N中点之外B.两球同时返回M、N两点C.两球回到原位置时动能比原来大些D.两球回到原位置时动能不变6.从高处跳到低处时,为了安全,一般都要屈腿(如图所示),这样做是为了()A.减小冲量B.减小动量的变化量C.增大与地面的冲击时间,从而减小冲力D.增大人对地面的压强,起到安全作用7.如图所示,两个小球A、B在光滑水平地面上相向运动,它们的质量分别为m A=4kg,m B=2kg,速度分别是v A=3m/s(设为正方向),v B=-3m/s.则它们发生正碰后,速度的可能值分别为()A.v A′=1 m/s,v B′=1 m/sB.v A′=4 m/s,v B′=-5 m/sC.v A′=2 m/s,v B′=-1 m/sD.v A′=-1 m/s,v B′=-5 m/s8.如图所示,在光滑的水平杆上套有一个质量为m的滑环.滑环上通过一根不可伸缩的轻绳悬挂着一个质量为M的物块(可视为质点),绳长为L.将滑环固定时,给物块一个水平冲量,物块摆起后刚好碰到水平杆;若滑环不固定时,仍给物块以同样的水平冲量,则()A.给物块的水平冲量为2M gLB.物块上升的最大高度为mL m M +C.物块上升最高时的速度为2m gLD.物块在最低点时对细绳的拉力3Mg9.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的地面上,且一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽的边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,以下说法正确的是()A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动D.槽一直向右运动10.如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切。

动量守恒定律典型例题解析

动量守恒定律典型例题解析

动量守恒定律·典型例题解析【例1】 如图52-1所示,在光滑的水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1追逐质量为m 2,速度为v 2的小球,追及并发生相碰后速度分别为v 1′和v 2′,将两个小球作为系统,试根据牛顿运动定律推导出动量守恒定律.解析:在两球相互作用过程中,根据牛顿第二定律,对小球1有:F ==,对有′==.由牛顿第三定律得=m a m m F m a m F 1112222∆∆∆∆v t v t 12 -F ′,所以F ·Δt =-F ′·Δt ,m 1Δv 1=-m 2Δv 2,即m 1(v 1′-v 1)=-m 2(v 2′-v 2),整理后得:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′,这表明以两小球为系统,系统所受的合外力为零时,系统的总动量守恒.点拨:动量守恒定律和牛顿运动定律是一致的,当系统内受力情况不明,或相互作用力为变力时,用牛顿运动定律求解很繁杂,而动量定理只管发生相互作用前、后的状态,不必过问相互作用的细节,因而避免了直接运用牛顿运动定律解题的困难,使问题简化.【例2】 把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上,当枪发射出一颗子弹时,下列说法正确的是[ ]A .枪和子弹组成的系统动量守恒B .枪和车组成的系统动量守恒C .子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒D .子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同解析:正确答案为C点拨:在发射子弹时,子弹与枪之间,枪与车之间都存在相互作用力,所以将枪和子弹作为系统,或枪和车作为系统,系统所受的合外力均不为零,系统的动量不守恒,当将三者作为系统时,系统所受的合外力为零,系统的动量守恒,这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相等,方向相反.可见,系统的动量是否守恒,与系统的选取直接相关.【例3】 如图52-2所示,设车厢的长度为l ,质量为M ,静止于光滑的水平面上,车厢内有一质量为m 的物体以初速度v 0向右运动,与车厢壁来回碰撞n 次后,静止在车厢中,这时车厢的速度为_______,方向与v 0的方向_______.点拨:不论物体与车厢怎样发生作用,碰撞多少次,将物体与车厢作为系统,物体与车厢间作用力是内力,不改变系统的总动量,同时这一系统所受的合外力为零,系统的总动量守恒,以v 0为正方向,有mv 0=(M +m)v ′.【例4】 一辆列车的总质量为M ,在平直的水平轨道上以速度v 匀速行驶,突然最后一节质量为m 的车厢脱钩,假设列车所受的阻力与车的重量成正比,机车的牵引力不变,当脱钩的车厢刚好停止运动时,前面列车的速度为多大?点拨:以整列列车为系统,不管最后一节车厢是否脱钩,系统所受的外力在竖直方向上重力与轨道给系统的弹力相平衡,在运动方向上牵引力与系统所受的总的阻力相平衡,即系统所受的外力为零,总动量守恒.参考答案例,相同例-3 mv M +m 4 M M mv 0跟踪反馈1.在光滑水平面上有两个质量不等的物体,它们之间夹一被压缩的弹簧,开始时两物用细绳相连,烧断细绳后两物体[ ]A .在任何时刻加速度大小相等B .在任何时刻速度大小相等C .在任何时刻动量大小相等D .在任意一段时间内,弹簧对两物体的冲量相同2.沿一直线相向运动的甲、乙两质点,作用前动量分别是P 1=10kg ·m/s ,P 2=-18kg ·m/s ,作用后甲的动量为-1kg ·m/s ,不计任何外界阻力,则作用后乙的动量为[ ]A .-29kg ·m/sB.29kg·m/sC.-7kg·m/sD.7kg·m/s3.质量为490g的木块静止在光滑水平面上,质量为10g的子弹以500m/s 的速度水平射入木块并嵌在其中,从子弹刚射入木块至与木块相对静止的过程中,木块增加的动量为_______kg·m/s,它们的共同运动速度为_______m/s.4.质量为120t的机车,向右匀速滑行与静止的质量均为60t的四节车厢挂接在一起运动,由于四节车厢的挂接,使机车的速度减小了3m/s,求机车在挂接前的速度.参考答案1.C 2.C 3.4.9;10 4.4.5m/s;方向向右。

动量守恒定律经典习题(带答案)

动量守恒定律经典习题(带答案)

动量守恒定律习题(带答案)(基础、典型)例1、质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落,正落在以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上,车上装有砂子,车与砂的总质量为4kg,地面光滑,则车后来的速度为多少?例2、质量为1kg的滑块以4m/s的水平速度滑上静止在光滑水平面上的质量为3kg的小车,最后以共同速度运动,滑块与车的摩擦系数为0.2,则此过程经历的时间为多少?例3、一颗手榴弹在5m高处以v0=10m/s的速度水平飞行时,炸裂成质量比为3:2的两小块,质量大的以100m/s的速度反向飞行,求两块落地点的距离。

(g取10m/s2)例4、如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2)。

设小车足够长,求:(1)木块和小车相对静止时小车的速度。

(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。

(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离。

例5、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他所乘的冰车的质量共为30kg,乙和他所乘的冰车的质量也为30kg。

游戏时,甲推着一个质量为15kg的箱子和甲一起以2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来。

为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推向乙,箱子滑到乙处,乙迅速将它抓住。

若不计冰面的摩擦,甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞?答案:1.分析:以物体和车做为研究对象,受力情况如图所示。

在物体落入车的过程中,物体与车接触瞬间竖直方向具有较大的动量,落入车后,竖直方向上的动量减为0,由动量定理可知,车给重物的作用力远大于物体的重力。

因此地面给车的支持力远大于车与重物的重力之和。

系统所受合外力不为零,系统总动量不守恒。

但在水平方向系统不受外力作用,所以系统水平方向动量守恒。

以车的运动方向为正方向,由动量守恒定律可得:车 重物 初:v 0=5m/s 0末:v v ⇒Mv 0=(M+m)v⇒s m v m N M v /454140=⨯+=+=即为所求。

动量守恒定律习题_高中物理动量守恒定律经典习题

动量守恒定律习题_高中物理动量守恒定律经典习题

动量守恒定律习题一、子弹打木块类问题设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d。

求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。

二、反冲问题1、总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0,速度方向水平。

火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后,火箭本身的速度变为多大?2、质量为m的人站在质量为M,长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边。

当他向左走到船的左端时,船左端离岸多远?三、爆炸类问题抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时忽然炸成两块,其中大块质量300g仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向。

四、某一方向上的动量守恒如图所示,AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M的小圆环,环上系一长为L质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m的小球,现将绳拉直,且与AB平行,由静止释放小球,则当线绳与A B成θ角时,圆环移动的距离是多少?五、物块与平板间的相对滑动1、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间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使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,平板车向右运动的位移大小。

2、两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为,,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量的滑块C(可视为质点),以的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为3.0m/s,求:(1)木块A的最终速度;(2)滑块C离开A时的速度。

六、弹簧模型如图所示,在光滑轨道上,小车A、B用轻弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动.运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度时,A速度刚好为零,已知A、B的质量分别为m A、m B,且m A<m B求:被压缩的弹簧具有的弹性势能E p;七、综合运用1、如图所示,A B C是光滑轨道,其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆.一质量为M的小木块放在轨道水平部分,木块被水平飞来的质量为m的子弹射中,并滞留在木块中.若被击中的木块沿轨道能滑到最高点C,已知木块对C点的压力大小为(M+m)g,求:子弹射入木块前瞬间速度的大小.2、如图所示,在小车的一端高h 的支架上固定着一个半径为R 的1/4圆弧光滑导轨,一质量为m =0.2kg 的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下,离开圆弧后刚好从车的另一端擦过落到水平地面,车的质量M =2kg ,车身长L =0.22m ,车与水平地面间摩擦不计,图中h =0.20m ,重力加速度g =10m/s 2,求R .3、如图所示,光滑轨道的DP 段为水平直轨道,PQ 段为半径是R 的竖直半圆轨道,半圆轨道的下端与水平轨道的右端相切于P 点.一轻质弹簧两端分别固定质量为2m 的小球A 和质量为m 的小球B ,质量为m 的小球C 靠在B 球的右侧.现用外力作用在A 和C 上,弹簧被压缩(弹簧仍在弹性限度内),这时三个小球均静止于距离P 端足够远的水平轨道上.若撤去外力,C 球恰好可运动到轨道的最高点Q .已知重力加速度为g ,求撤去外力前的瞬间,弹簧的弹性势能E 是多大?m4、如图所示,在光滑水平面上有一辆质量M=4kg的平板小车,车上的质量为m=1.96kg的木块,木块与小车平板间的动摩擦因数μ=0.2,木块距小车左端1.5m,车与木块一起以V=0.4m/s的速度向右行驶。

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)

高考物理动量守恒定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B 、C 静止在水平面上.现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ,一段时间后,以02v 滑离B ,并恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m .求: (1)A 刚滑离木板B 时,木板B 的速度; (2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ; (3)圆弧槽C 的半径R ;(4)从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能.【答案】(1) v B =04v ;(2)20516v gL μ=(3)2064v R g =(4)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.2.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:①物块C 的质量?②B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E P ? 【答案】(1)2kg (2)9J 【解析】试题分析:①由图知,C 与A 碰前速度为v 1=9 m/s ,碰后速度为v 2=3 m/s ,C 与A 碰撞过程动量守恒.m c v 1=(m A +m C )v 2 即m c =2 kg②12 s 时B 离开墙壁,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 4得E p =9 J考点:考查了动量守恒定律,机械能守恒定律的应用【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键,应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题.3.人站在小车上和小车一起以速度v 0沿光滑水平面向右运动.地面上的人将一小球以速度v 沿水平方向向左抛给车上的人,人接住后再将小球以同样大小的速度v 水平向右抛出,接和抛的过程中车上的人和车始终保持相对静止.重复上述过程,当车上的人将小球向右抛出n 次后,人和车速度刚好变为0.已知人和车的总质量为M ,求小球的质量m . 【答案】02Mv m nv= 【解析】试题分析:以人和小车、小球组成的系统为研究对象,车上的人第一次将小球抛出,规定向右为正方向,由动量守恒定律:Mv 0-mv=Mv 1+mv 得:102mvv v M=-车上的人第二次将小球抛出,由动量守恒: Mv 1-mv=Mv 2+mv 得:2022mvv v M=-⋅同理,车上的人第n 次将小球抛出后,有02n mvv v n M=-⋅ 由题意v n =0, 得:02Mv m nv=考点:动量守恒定律4.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。

动量守恒定律练习题(含答案)

动量守恒定律练习题(含答案)

动量守恒定律复习测试题1.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+mM v B.v0-m M vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)2.在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图13-1-8为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,则碰后中国队冰壶获得的速度为()A.0.1 m/s B.-0.1 m/sC.0.7 m/s D.-0.7 m/s3.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶104.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是()A .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C .B 能达到的最大高度为h 2D .B 能达到的最大高度为h5.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6.如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m ,m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.7.如图所示,光滑水平桌面上有长L =2 m 的挡板C ,质量m C =5 kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1 kg ,m B =3 kg ,开始时三个物体都静止.在A 、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以6 m/s 速度水平向左运动,A 、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板C 碰撞后,C 的速度是多大;(2)A 、C 碰撞过程中损失的机械能.8.如图所示,在光滑水平面上有质量均为m 的两辆小车A 和B ,A 车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M 的小物块C (可看做质点).B 车上表面是一个光滑的14圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A 的上表面相平.现在A 和C 以共同速度v 0冲向静止的B 车,A 、B 碰后粘合在一起,之后物块C 滑离A ,恰好能到达B 的圆弧槽的最高点.已知M =2m ,v 0=4 m/s ,取g =10 m/s 2.求圆弧槽的半径R .动量守恒复习题答案1.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m 的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+mM v B.v0-m M vC.v0+mM(v0+v) D.v0+mM(v0-v)【解析】小船和救生员组成的系统满足动量守恒:(M+m)v0=m·(-v)+Mv′解得v′=v0+mM(v0+v)故C项正确,A、B、D三项均错.【答案】 C2.在2010年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图13-1-8为中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以0.4 m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以0.3 m/s的速度向前滑行.若两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,则碰后中国队冰壶获得的速度为() A.0.1 m/s B.-0.1 m/sC.0.7 m/s D.-0.7 m/s【解析】设冰壶质量为m,碰后中国队冰壶速度为v x,由动量守恒定律得mv0=mv+mv x解得v x=0.1 m/s,故选项A正确.【答案】 A3.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则()A .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5B .左方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10C .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为2∶5D .右方是A 球,碰撞后A 、B 两球速度大小之比为1∶10【解析】 由m B =2m A ,p A =p B 知碰前v B <v A若左为A 球,设碰后二者速度分别为v ′A 、v ′B由题意知p ′A =m A v ′A =2 kg·m/sp ′B =m B v ′B =10 kg·m/s 由以上各式得v ′A v ′B =25,故正确选项为A. 若右为A 球,由于碰前动量都为6 kg·m/s ,即都向右运动,两球不可能相碰.【答案】 A4.如图所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m 的物体A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与A 相同的物体B ,从高h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B 与A 分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是( )A .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB .弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh 2C .B 能达到的最大高度为h 2D .B 能达到的最大高度为h【解析】 根据机械能守恒定律可得B 刚到达水平地面的速度v 0=2gh ,根据动量守恒定律可得A 与B 碰撞后的速度为v =12v 0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为E pm =12·2mv 2=12mgh ,即A 错,B 正确;当弹簧再次恢复原长时,A 与B 将分开,B 以v 的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得mgh ′=12mv 2,B 能达到的最大高度为h /4,即D 错误.【答案】 B5.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【解析】 弹性碰撞遵守能量守恒和动量守恒,设第一次碰撞前,a 的速度为v ,第一次碰撞后a 的速度为v 1、b 的速度为v 2,根据动量守恒,得mv =mv 1+3mv 2① 根据能量守恒,得:12mv 2=12mv 21+12×3mv 22② ①②联立得:v 1=-12v ,v 2=12v ,故A 选项正确;第一次碰撞后瞬间,a 的动量大小为12mv ,b 的动量大小为32mv ,故B 选项错误;由于第一次碰撞后瞬间的速度大小相等,根据机械能守恒可知,两球的最大摆角相等,C 选项错误;由于摆长相同,两球的振动周期相等,所以第二次碰撞时,两球在各自的平衡位置,D 选项正确.【答案】 AD6.如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A 、B 、C ,质量分别为m A =m C =2m ,m B =m ,A 、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接).开始时A 、B 以共同速度v 0运动,C 静止.某时刻细绳突然断开,A 、B 被弹开,然后B 又与C 发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B 与C 碰撞前B 的速度.【解析】 设共同速度为v ,球A 与B 分开后,B 的速度为v B ,由动量守恒定律(m A +m B )v 0=m A v +m B v B ①m B v B =(m B +m C )v ②联立①②式,得B 与C 碰撞前B 的速度v B =95v 0.7.如图所示,光滑水平桌面上有长L =2 m 的挡板C ,质量m C =5 kg ,在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ,m A =1 kg ,m B =3 kg ,开始时三个物体都静止.在A 、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以6 m/s 速度水平向左运动,A 、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求:(1)当两滑块A 、B 都与挡板C 碰撞后,C 的速度是多大;(2)A 、C 碰撞过程中损失的机械能.【解析】 (1)A 、B 、C 系统动量守恒0=(m A +m B +m C )v C , v C =0.(2)炸药爆炸时A 、B 系统动量守恒m A v A =m B v B解得:v B =2 m/s A 、C 碰撞前后系统动量守恒m A v A =(m A +m C )v v =1 m/sΔE =12m A v 2A -12(m A +m C )v 2=15 J.8.如图所示,在光滑水平面上有质量均为m 的两辆小车A 和B ,A 车上表面光滑水平,其上表面左端有一质量为M 的小物块C (可看做质点).B 车上表面是一个光滑的14圆弧槽,圆弧槽底端的切线与A 的上表面相平.现在A 和C 以共同速度v 0冲向静止的B 车,A 、B 碰后粘合在一起,之后物块C 滑离A ,恰好能到达B 的圆弧槽的最高点.已知M =2m ,v 0=4 m/s ,取g =10 m/s 2.求圆弧槽半径R .【解析】 设A 、B 碰后的共同速度为v 1,C 到达最高点时A 、B 、C 的共同速度为v 2,A 、B 碰撞过程动量守恒:mv 0=2mv 1C 冲上圆弧最高点过程系统动量守恒:Mv 0+2mv 1=(M +2m )v 2机械能守恒:12Mv 20+2×12mv 21=12(M +2m )v 22+MgR 联立以上三式解得:R =v 2016g代入数据得:R =0.1 m。

动量守恒定律 典型例题及练习题

动量守恒定律 典型例题及练习题

动量典型例题及练习【例题1】两块高度相同的木块A 和B ,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为m A =2kg ,m B =0.9kg 。

它们的下底面光滑,但上表面粗糙。

另有一质量m =0.1kg的物体C(可视为质点)以v C =10m/s 的速度恰好水平地滑动A 的上表面,物体C 最后停在B 上,此时B 、C 的共同速度v =0.5m/s,求(1)C 刚离开A 时,木块C 的速度(2)木块A 最终的速度为多大?﹡练习1、如图,在光滑水平面上的两平板车的质量分别为M 1=2kg 和M 2=3kg ,在M 1光滑的表面上放有一质量为m =1kg 的滑块,与M 1一起以5m/s 的速度向右运动,M 2静止。

M 1 与M 2 相撞后以相同的速度一起运动,但没有连接。

m 最后滑上M 2,并因摩擦停在上M 2 ,求两车最终的速度。

﹡练习2、如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B 和C 。

重物A (可以视为质点),位于B 的右端,A 的质量是2kg ,B 、C 的质量都是10kg 。

现A 和B 以2m/s 的速度滑向静止的C ,B 和C 发生正碰,碰后B 和C 粘在一起运动,A 在C 上滑行,A 与C 之间的摩擦因数μ=0.2。

已知A 滑到C 的右端而未掉下。

试问: C 至少多长A 不会掉下?【例题2】如图所示,在光滑水平面上有A 、B 两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B 上坐着一个小孩,小孩与B 车的总质量是A 车质量的10倍。

两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v 推出,A 车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A 车后,又把它以相对于地面的速度v 推出。

每次推出,A 车相对于地面的速度都是v ,方向向左。

则小孩把A 车推出几次后,A 车返回时小孩不能再接到A 车?﹡练习3、甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车的质量共为M =30kg ,乙和他的冰车的质量也是30kg 。

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1、两个物体作用时间极短,满足内力远大于外力,可以认为动量守恒。

碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。

【例1】质量为M的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上。

质量为m的小球以速度v1向物块运动。

不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长。

求小球能上升到的最大高度H和物块的最终速度v。

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点评:本题和上面分析的弹性碰撞基本相同,唯一的不同点仅在于重力势能代替了弹性势能。

2.子弹打木块类问题
【例3】设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d。

求木块对子弹的平均
阻力的大小和该过程中木块前进的距离。

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点评:这个式子的物理意义是:f·d恰好等于系统动能的损失;根据能量守恒定律,系统动能的损失应该等于系统内能的增加;可见,即两物体由于相对运动而摩擦产生的热(机
械能转化为内能),等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积(摩擦生热跟路径有关,所以这里应该用路程,而不是用位移)。

3.反冲问题
在某些情况下,原来系统内物体具有相同的速度,发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开。

这类问题相互作用过程中系统的动能增大,有其它能向动能转化。

可以把这类问题统称为反冲。

【例4】质量为m的人站在质量为M,长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边。

当他向左走到船的左端时,船左端离岸多远
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4.爆炸类问题
【例5】抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时忽然炸成两块,其中大块质量300g 仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向。

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5.某一方向上的动量守恒
【例6】如图所示,AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M的小圆环,环上系一长为L 质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m的小球,现将绳拉直,且与AB平行,由静止释放小球,则当线绳与A B成θ角时,圆环移动的距离是多少
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点评:以动量守恒定律等知识为依托,考查动量守恒条件的理解与灵活运用能力
易出现的错误:(1)对动量守恒条件理解不深刻,对系统水平方向动量守恒感到怀疑,无法列出守恒方程.(2)找不出圆环与小球位移之和(L-L cosθ)。

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6.物块与平板间的相对滑动
【例7】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间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使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,平板车向右运动的位移大小。

【例8】两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为,,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量的滑块C(可视为质点),以的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为s,求:(1)木块A的最终速度;(2)滑块C离开A时的速度。

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