全国高中物理试题汇编第一期F2动量守恒定律.docx

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全国高中物理试题汇编第一期F2动量守恒定律

F2动量守恒定律

【题文】（物理卷·2015届湖南省师大附中高三第一次月考（2014.09））

（2）（9分）如图所示，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μ＝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】【知识点】动量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律．C2E3F2

【答案解析】

（1）4m/s；

（2）-1.6J；（3）0.8J．解析：

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＝m1v

v0＝，解得：

v0＝4.0m/s

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

W＝－μm2gx

解得：

W＝－1.6J

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－m2v2

解得：

v＝4.0m/s

根据动量守恒定律m1v0＝m1v1＋m2v

解得：

v1＝2.0m/s

能量守恒m1v＝m1v＋m2v2＋E

解得：

E＝0.80J

【思路点拨】

（1）A下滑过程中只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律可以求出A与B碰撞前A的速度．

（2）由功的计算公式可以求出滑动摩擦力对B所做的功．（3）由动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律可以求出物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能．本题是一道多体、多过程问题，难度较大，分析清楚物体的运动过程，熟练应用机械能守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题．

【题文】（物理卷·2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09））

（2）质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞，碰后m2被右侧墙壁原速率弹回，又与m1相碰，碰后两球都静止。

求:

第一次碰后m1球的速度。

【答案】【知识点】动量守恒定律F2

【答案解析】解析：

以v1为正方向，设m1第一次碰后速度为第一次碰后速度为。

根据动量守恒定律得：

解得：

【思路点拨】两个球发生碰撞的过程中，系统受到外力的合力为零，故两个球构成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出碰后球的速度，本题关键抓住系统动量守恒，根据动量守恒定律多次列式后，联立方程组求解．

【题文】（物理卷·2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试（2014.09））

（2）（9分）在粗糙的水平面上有两个静止的木块和，两者相距为.现给一初速度，使与发生弹性碰撞，碰撞时间极短.当两木块都停止运动后，相距仍然为.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为，的质量为的倍，重力加速度大小为.求的初速度的大小.

【答案】【知识点】动量守恒定律；动能定理的应用．E2F2

【答案解析】解析：

设在发射碰撞前的瞬间，木块的速度大小为，在碰撞后的瞬间，和的速度分别为和.在碰撞过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律得

①②

式中以碰撞前木块的速度方向为正，由①②式得③

设碰撞后和运动的距离分别为和，由动能定理得

④⑤

由题意有⑥

设的初速度大小为，由动能定理得⑦

由②～⑦式得⑧

【思路点拨】碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，结合动量守恒定律和动能定理，抓住停止时相距的距离，表示出出碰撞后的A、B的速度，结合能量守恒定律求解．本题综合考查了动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练．

【题文】（物理卷·2015届河北省邯郸市高三摸底考试（2014.09））

（2）（8分）如图，木块A、B的质量均为m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药（炸药的质量可以忽略不计）。

让A、B以初速度v0一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，速度变为，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进。

已知O、P两点间的距离为s，设炸药爆炸时释放的化学能全部转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：

i．木块与水平地面的动摩擦因数μ；

ii．炸药爆炸时释放的化学能。

【答案】【知识点】动量守恒定律；动能定理．E2F2

【答案解析】

（1）

（2）解析：

　设木块与地面间的动摩擦因数为μ，炸药爆炸释放的化学能为E0。

从O滑到P，对A、B，由动能定理得：

解得：

在P点爆炸时，A、B动量守恒：

根据能量的转化与守恒：

解得：

【思路点拨】i、A、B整体从O滑到P过程，滑动摩擦力做功--μ•2mgs，根据动能定理求解动摩擦因数μ；

ii、在P点爆炸，A、B总动量守恒，爆炸时释放的化学能50%转化为木块的动能，根据动量守恒定律求出爆炸后木块的速度，由能量的转化与守恒求出炸药爆炸时释放的化学能．本题考查了求动摩擦因数、爆炸释放的化学能，分析清楚运动过程、应用动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题，对于含有爆炸的过程，往往是动量守恒和能量守恒两大定律的综合应用．

【题文】（理综卷·2015届云南省师大附中高考适应性月考

（一）（2014.09））

（2）（10分）如图21,质量为M的木块用长为L的轻绳系于O点，并从与竖直线成角的A点由静止释放。

第一次到达最低点时，被质量为m的向右飞行的子弹击中，并未穿出。

木块此后最高恰好回到A点。

当它再次到达最低点时，又被同样质量和速度的子弹击中，子弹仍未穿出。

已知M:

m=3:

1，忽略空气阻力，重力加速度为g，求第二粒子弹击中木块后，木块的速度。

【答案】【知识点】机械能守恒定律动量守恒定律E3F2

【答案解析】解析：

第一次到达最高点，对M，由机械能守恒定律：

①

第一粒子弹击中M，M仍回到最高点A，击中后速度为，方向向右，由动量守恒定律：

②

第二粒子弹击中M，由动量守恒定律：

③

解得：

④

【思路点拨】首先根据机械能守恒定律求得第一次到达最高点的条件，然后根据动量守恒定律求解速度。

【题文】（理综卷·2015届宁夏银川一中高三第二次月考（2014.09））

（2）（9分）如图所示，半径分别为R和r（R>r）的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧a、b被两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点，求：

（1）两小球的质量比.

（2）若，要求ab都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能。

【答案】【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律．F2E3

【答案解析】：

①②若5mgR解析：

解.a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点的速度分别为

①

②

由动量守恒定律③

机械能守恒定律④

⑤

联立①②③④⑤得

（2）若，由动量守恒定律得

当a球恰好能通过圆轨道的最高点时，E弹最小，

【思路点拨】

（1）根据牛顿第二定律得出最高点的速度，根据机械能守恒定律列出等式求解

（2）由动量守恒定律得出速度关系，根据机械能守恒定律求解．解决该题关键能判断出小球能通过最高点的条件，然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律联立列式求解．

【题文】（理综卷·2015届河北省唐山市高三9月模拟考试（2014.09））

（2）（9分）如图所示，在光滑的水平面上静止放置AB两个物块，中间夹有自然长度的轻弹簧（轻弹簧只与B栓接着），物块A的质量为MA=0．996kg，物块B的质量为MB=3．00kg，有一颗质量为m=0．004kg的子弹以v0=l00m/s水平速度击中并停留在物块A中，子弹与物块A作用时间极短。

求：

I．子弹停留在A中的瞬间，木块A的速度；

II．物块A运动起来后，弹簧的最大弹性势能和A的最小速度。

【答案】【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律．E3F2

【答案解析】Ⅰ．0.4m/s；Ⅱ．0.06J，A的最小速度为0．解析：

Ⅰ.子弹与A发生相互作用，动量守恒，设木块A获得速度v1，

mv0=（m+MA）v1

得v1=0.4m/s

Ⅱ.当AB有共同速度v2时，弹簧有最大弹性势能。

．

（m+MA）v1=（m+MA+MB）v2

得v2=0.1m/s

（m+MA）v12=（m+MA+MB）v22+EP

得EP=0.06J

设AB经相互作用刚好分离时的速度分别为vA、vB，

动量守恒：

（m+MA）v1=（m+MA）vA+MBvB

机械能守恒：

（m+MA）v12=（m+MA）vA2+（m+MB）vB2

得vA=–0.2m/svB=0.2m/s

vA<0,说明已反向，则木块A的最小速度为0.

【思路点拨】Ⅰ．子弹射入A中的过程中，动量守恒，根据动量守恒定律列式即可额求解；

Ⅱ．当AB有共同速度v2时，弹簧有最大弹性势能，根据动量守恒定律求出共同速度，根据总能量守恒求出此时的弹性势能，AB刚好分离时，B的速度最大，A的速度最小，根据动量守恒定律即机械能守恒定律列式即可求解．本题考查了求弹簧的弹性势能、A的速度，分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题．

【题文】（理综卷·2015届广西桂林中学高三8月月考（2014.08））

（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的质盘为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。

【答案】【知识点】动量守恒定律；动能定理的应用．E2E6F2

【答案解析】解析：

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v1和v2．在碰撞过程中，由能量守恒定律和动量守恒定律．得mv2=mv12+•2mv22，

mv=mv1+2mv2，式中，以碰撞前木块A的速度方向为正．

联立解得：

v1=-v2．

设碰撞后A和B运动的距离分别为d1和d2，

由动能定理得μmgd1=mv12．

μ（2m）gd2=2mv22．

按题意有：

d=d2+d1．

设A的初速度大小为v0，由动能定理得μmgd=mv2-mv02

联立解得：

v0＝

【思路点拨】碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，结合动量守恒定律和动能定理，抓住停止时相距的距离，表示出出碰撞后的A、B的速度，结合能量守恒定律求解．本题综合考查了动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练．

【题文】（理综卷·2015届广东省中山一中等七校高三第一次联考（2014.08））35．（18分）如图所示，固定在地面上的光滑圆弧面底端与车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一滑块A，其质量mA=2kg，在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑，车C的质量为mC=6kg。

在车C的左端有一质量mB=2kg的滑块B，滑块B与A均可视为质点，滑块A与B碰撞后立即粘合在一起共同运动，最终没有从车C上滑落。

已知滑块A、B与车C的动摩擦因数为μ=0.5，车C与水平面间的摩擦忽略不计，取g=10m/s2。

试求：

（1）滑块A滑到