1、高考物理總復(fù)習(xí)沖刺練習(xí)專題動量守恒定律一、高考物理精講專題動量守恒定律1.如圖所示，質(zhì)量為 M=1kg上表面為一段圓弧的大滑塊放在水平面上，圓弧面的最底端剛好與水平面相切于水平面上的B點，B點左側(cè)水平面粗糙、右側(cè)水平面光滑，質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊放在水平而上的 A點，現(xiàn)給小物塊一個向右的水平初速度vo=4m/s ,小物塊剛好能滑到圓弧面上最高點C點，已知圓弧所對的圓心角為53。，A、B兩點間的距離為L=1m,小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為=0.2重力加速度為g=10m/s2.求： (1)圓弧所對圓的半徑 R;vo=4m/s的初速度向右運動，則小物(2)若AB間水平面光滑，將大滑塊固定，小

2、物塊仍以塊從C點拋出后，經(jīng)多長時間落地 ？25根據(jù)動能定理得小物塊在 B點時的速度大小；物塊從B點滑到圓弧面上最高點 C點的過程，小物塊與大滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，根據(jù)動量守恒和系統(tǒng)機械能守恒求出圓弧所對圓的半徑；，根據(jù)機械能守恒求出物塊沖上圓弧面的速度，物塊從C拋出后，根據(jù)運動的合成與分解求落地時間；【詳解】1cle解：(1)設(shè)小物塊在B點時的速度大小為 必，根據(jù)動能定理得：mgL -mv2 -mv222設(shè)小物塊在B點時的速度大小為 v2,物塊從B點滑到圓弧面上最高點 C點的過程，小物塊與大滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，根據(jù)動量守恒則有：mv1 (m M )v21 2120根據(jù)系統(tǒng)

3、機械能寸恒有：一mv1 (m M )v2 mg(R Rcos53 )2 2聯(lián)立解得：R 1m(2)若整個水平面光滑，物塊以 v0的速度沖上圓弧面，根據(jù)機械能守恒有：1 mv21 mv2 mg(R Rcos530)2 2解得：v3 2、. 2m/s物塊從C拋出后，在豎直方向的分速度為：vy v3 sin 53 V2m/ s這時離體面的高度為：h R Rcos53 0.4m12h Vyt 2 gt解得：t 4 282 s252.兩個質(zhì)量分別為 mA 0.3kg、mB 0.1kg的小滑塊 A B和一根輕質(zhì)短彈簧，彈簧的 一端與小滑塊 A粘連，另一端與小滑塊 B接觸而不粘連.現(xiàn)使小滑塊A和B之間夾著被

4、壓縮 的輕質(zhì)彈簧，處于鎖定狀態(tài)，一起以速度v0 3m/s在水平面上做勻速直線運動，如題 8圖所示.一段時間后，突然解除鎖定（解除鎖定沒有機械能損失），兩滑塊仍沿水平面做直線運動，兩滑塊在水平面分離后，小滑塊B沖上斜面的高度為h 1.5m.斜面傾角37°,小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.15,水平面與斜面圓滑連接.重力加速度g取 10m/s2.求：（提示：sin37o 0.6 , cos370 0.8 ）（1） A、B滑塊分離時，B滑塊的速度大小.（2）解除鎖定前彈簧的彈性勢能 .【答案】（1） vB 6m/s （2） EP 0.6J【解析】試題分析：（1）設(shè)分離時A、B的速度分別為v

5、A、VB,小滑塊B沖上斜面軌道過程中，由動能定理有：mBghmBgh cos- 1mBvB（3sin 2分）代入已知數(shù)據(jù)解得： vB 6m / s（2分）（2）由動量守恒定律得：（mA mB）v0 mAvA mBvB（3分）解得：vA 2m/s （2 分）1 2_1212一由能重寸恒得：一（mAmB）v0EP mAvA mBvB（4 分）2 22解得：EP 0.6J（2分）考點：本題考查了動能定理、動量守恒定律、能量守恒定律3.如圖所示，質(zhì)量 M=1kg的半圓弧形絕緣凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd和ef兩個光滑半圓形導(dǎo)軌，c與e端由導(dǎo)線連接，一質(zhì)量 m=lkg的導(dǎo)體棒自ce端的正上

6、方 h=2m處平行ce由靜止下落，并恰好從ce端進入凹槽，整個裝置處于范圍足夠大的豎直方向的勻強磁場中，導(dǎo)體棒在槽內(nèi)運動過程中與導(dǎo)軌接觸良好。已知磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T,導(dǎo)軌的間距與導(dǎo)體棒的長度均為L=0.5m,導(dǎo)軌的半徑r=0.5m ,導(dǎo)體棒的電阻R=1 Q,其余電阻均不計，重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力。求導(dǎo)體棒剛進入凹槽時的速度大??；(2)求導(dǎo)體棒從開始下落到最終靜止的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；(3)若導(dǎo)體棒從開始下落到第一次通過導(dǎo)軌最低點的過程中產(chǎn)生的熱量為16J,求導(dǎo)體棒第一次通過最低點時回路中的電功率。9【答案】(1) v 2. 10m/s (2)25J (3)P -

7、W4【解析】【詳解】解：根據(jù)機械能守恒定律，可得： mgh -2 mv2解得導(dǎo)體棒剛進入凹槽時的速度大?。簐 2j10m / s(2)導(dǎo)體棒早凹槽導(dǎo)軌上運動過程中發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流，最終整個系統(tǒng)處于 靜止，圓柱體停在凹槽最低點根據(jù)能力守恒可知，整個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量：Q mg(h r) 25J(3)設(shè)導(dǎo)體棒第一次通過最低點時速度大小為vi,凹槽速度大小為V2,導(dǎo)體棒在凹槽內(nèi)運動時系統(tǒng)在水平方向動量守恒，故有：mv1 Mv21 o 1 o由能重寸恒可得： 一mv1mv2 mg(h r) Q12 2導(dǎo)體棒第一次通過最低點時感應(yīng)電動勢：E BLv1 BLv2一E2回路電功率：P R一

8、,一 _9聯(lián)立解得：P 9W44.如圖，足夠大的光滑水平面上固定著一豎直擋板，擋板前L處靜止著質(zhì)量 m1=1kg的小球A,質(zhì)量m2=2kg的小球B以速度vo運動，與小球 A正碰.兩小球可看作質(zhì)點，小球與 小球及小球與擋板的碰撞時間忽略不計，且碰撞中均沒有機械能損失.求(1)第1次碰撞后兩小球的速度；(2)兩小球第2次碰撞與第1次碰撞之間的時間；(3)兩小球發(fā)生第3次碰撞時的位置與擋板的距離.【答案】(l)4Vo1vo方向均與Vo相同(2);6L (3)9L335v。(1)第一次發(fā)生碰撞，動量守恒，機械能守恒；(2)小球A與擋板碰后反彈，發(fā)生第 2次碰撞，分析好位移關(guān)系即可求解；(3)第2次碰撞

9、過程中，動量守恒，機械能守恒，從而找出第三次碰撞前的初始條件，分 析第2次碰后的速度關(guān)系，位移關(guān)系即可求解.【詳解】(1)設(shè)第1次碰撞后小球A的速度為V1 ,小球B的速度為V2 ,根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律：m2 vom1vlm2v2121212ml2vomlMml2v2222整理得:v12m2vo ，m m2m2m1vomim2解得v14-vo, v231一 vo ,方向均與vo相同.3(2)設(shè)經(jīng)過時間t兩小球發(fā)生第2次碰撞，小球 A、B的路程分別為x1、x2,則有x1 v1t , x2 v2t由幾何關(guān)系知：x1 x2 2L6L整理得：t 5vo 3(3)兩小球第2次碰撞時的位置與擋板

10、的距離：x L x2 3 L541以向左為正萬向，第 2次碰刖A的速度vA -vo , B的速度為vB-vo ,如圖所示.設(shè)碰后A的速度為vA , B的速度為vB .根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律，有mWm2 vB整理得：vA(m1 m2)vA 2 m2vBmim2，vB(m2 mi)vB 2mivAmim2解得：vA89v0vB設(shè)第2次碰后經(jīng)過時間t79v0發(fā)生第3次碰撞,碰撞時的位置與擋板相距x,則i 2 i 2 i 2 i 2mivAm2vB ；-mivA2 m2vB2mivA5 m2vBx x vB t整理得：x9L5.如圖所示,兩塊相同平板R、P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為 m&g

11、t; F2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端 B相距L。物體 點。R與P以共同速度v。向右運動，與靜止的 粘連在一起，P壓縮彈簧后被弓t回并停在 A點 動摩擦因數(shù)為 科 ,求：P置于R的最右端，質(zhì)量為 2m且可以看作質(zhì)P2發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后Pi與B(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。P與P2之間的(1) Pi、P2剛碰完時的共同速度(2)此過程中彈簧最大壓縮量vi和P的最終速度 x和相應(yīng)的彈性勢能vo萬，v23v0(2)v2；巳。2vo32Ep2mvo16【解析】(1)Pi、P2碰撞過程,動量守恒,mvo2mv1,解得vivo對Pi、F2、P組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律(m2m)vo4

12、mv2 ,解得3v。4(2)當彈簧壓縮最大時，Pi、B、P三者具有共同速度 v2,對Pi、P2、P組成的系統(tǒng)，從R、P2碰撞結(jié)束到P壓縮彈簧后被弓t回并停在 A點，用能量守恒定律2mv22i-2i ,-、2-2mvo (m2mm)v2u(2mg)2(L x) 解得 x2vo32 g對 Pi、F2、P系統(tǒng)從Pi、P2碰撞結(jié)束到彈簧壓縮量最大，用能量守恒定律1 2mvi22i2mv2 2最大彈性勢能EPi22(m 2m m)v2 u(2mg)(L x) EP2mvoi6注意三個易錯點：碰撞只是 R、P2參與；碰撞過程有熱量產(chǎn)生；P所受摩擦力，其正壓力為2mg【考點定位】碰撞模型、動量守恒定律、能量

13、守恒定律、彈性勢能、摩擦生熱。中檔題6 .如圖所示，質(zhì)量分別為 mi和m2的兩個小球在光滑水平面上分別以速度vi、V2同向運動，并發(fā)生對心碰撞，碰后 m2被右側(cè)墻壁原速彈回，又與 mi碰撞，再一次碰撞后兩球都 靜止.求第一次碰后 mi球速度的大小.JX 上叫 m?【答案】訪【解析】設(shè)兩個小球第一次碰后 m1和m2速度的大小分別為 和, 由動量守恒定律得： 胸工片一版少?二 網(wǎng)1； +厘試(4分) 兩個小球再一次碰撞， 叫其一叫.=。 (4分)得：嶺二二_ (4分)本題考查碰撞過程中動量守恒的應(yīng)用，設(shè)小球碰撞后的速度，找到初末狀態(tài)根據(jù)動量守恒 的公式列式可得7 .如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光

14、滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上.某時刻小孩將冰塊以相對冰面3 m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h="0.3" m (h小于斜面體的高度).已知小孩與滑板的總質(zhì)量為mi="30" kg,冰塊的質(zhì)量為 m2="10" kg ,小孩與滑板始終無相對運動.取重力加速度的大小 g="10" m/s2.(i)求斜面體的質(zhì)量；(ii)通過計算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？【答案】(i) 20 kg (ii)不能【解析】試題分析：設(shè)斜面質(zhì)量為

15、M,冰塊和斜面的系統(tǒng)，水平方向動量守恒:m2V2 (m2 M )v1212系統(tǒng)機械能寸恒：m2gh(m2 M )vm2V222解得：M 20kg 人推冰塊的過程： miVi m2V2,得Vi im/s (向右)冰塊與斜面的系統(tǒng)：m2 V2 m2V2 Mv31212 12m2 V2m2 V2 + Mv 3222解得：V21m/S （向右） 因v2 =v1,且冰塊處于小孩的后方，則冰塊不能追上小孩.考點：動量守恒定律、機械能守恒定律.8.光滑水平軌道上有三個木塊A、B、B、C均靜止，A以初速度Vo向右運動, 起，此后A與B間的距離保持不變.求C,質(zhì)量分別為mA3m、mBm©m ,開始時A

16、與B相撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一 B與C碰撞前B的速度大小.65V0設(shè)A與B碰撞后，A的速度為Va 速度為V,由動量守恒定律得： 對A、B木塊：B的速度為VB , B與C碰撞后粘在一起的mAVomAVAnibVb對B、C木塊:mBvBmB由A與B間的距離保持不變可知vav聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得:9.圖中兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，相距 豎直向上穿過整個導(dǎo)軌所在的空間.金屬棒 為0.4 和0.2 &并排垂直橫跨在導(dǎo)軌上.1m水平放置，磁感應(yīng)強度B=0.4T的勻強磁場ab、cd質(zhì)量分別為0.1kg和0.2kg,電阻分別若兩棒以相同的初速度3m/s向相反方向分開,(1)金屬棒運動達到穩(wěn)定后的

17、ab棒的速度大??；(2)金屬棒運動達到穩(wěn)定的過程中，回路上釋放出的焦耳熱；(3)金屬棒運動達到穩(wěn)定后，兩棒間距離增加多少？ 【答案】(1) 1m/s(2) 1. 2J(3) 1. 5m【解析】 【詳解】解：(1)ab、cd棒組成的系統(tǒng)動量守恒，最終具有共同速度v,以水平向右為正方向，則- mt山= (m,d + mv解得穩(wěn)定后的ab棒的速度大?。? m/s1Q = AEk.+ nijbXvj - v7) = 1.2|(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，產(chǎn)生的焦耳熱為：2對cd棒根據(jù)動量定理有：-= mW)即：Ae BLAs又- v)(Ri + Ri)As = = 1.5 m兩棒間距離增加：10.如圖

18、所示，在水平面上有一彈簧，其左端與墻壁相連，O點為彈簧原長位置，。點左側(cè)水平面光滑，水平段 OP長L=1m, P點右側(cè)一與水平方向成0 =的足夠長的傳送帶與水平面在P點平滑連接，皮帶輪逆時針轉(zhuǎn)動速率為3m/s, 一質(zhì)量為1kg可視為質(zhì)點的物塊A壓縮彈簧(與彈簧不栓接)，使彈簧獲得彈性勢能為"刃，物塊與OP段動摩擦因數(shù)陰= 0,1,另一與a完全相同的物塊 b停在p點，B與傳送帶的動摩擦因數(shù)“上 至，傳送 帶足夠長，A與B的碰撞時間不計，碰后 A. B交換速度，重力加速度9 = 1°血/，現(xiàn)釋(2)從A. B第一次碰撞后到第二次碰撞前，B與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量(3)

19、A. B能夠碰撞的總次數(shù)【答案】(1)%=飾冏12.25/6次【解析】試題分析：(1)設(shè)物塊質(zhì)量為 m, A與B第一次碰前的速度為則：解得：(2)設(shè)A.B第一次碰撞后的速度分別為 性，噸，則即二% %= 4m/£,碰后B沿傳送帶向上勻減速運動直至速度為零，加速度大小設(shè)為“1 ,則：mgsinO +網(wǎng)硯江區(qū)。:moi,解得：中二剎口& +陽川。前=10mM口占vs 0.4 sx 一。=。&曰運動的時間 %,位移 2此過程相對運動路程.此后B反向加速，加速度仍為ai|,與傳送帶共速后勻速運動直至與A再次碰撞,VG 二二 °，3s加速時間為 由位移為12 = O.

20、45771 2此過程相對運動路程.''全過程生熱,(3) B與A第二次碰撞，兩者速度再次互換，此后A向左運動再返回與 B碰撞，B沿傳送帶向上運動再次返回，每次碰后到再次碰前速率相等，重復(fù)這一過程直至兩者不再碰II聲1?工=2npim典撞.則對A.B和彈簧組成的系統(tǒng)，從第二次碰撞后到不再碰撞：£,解得第二次碰撞后重復(fù)的過程數(shù)為n=2.25,所以碰撞總次數(shù)為 N=2+2n=6.5=6次(取整數(shù))考點：動能定理；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系；牛頓第二定律【名師點睛】本題首先要理清物體的運動過程，其次要準確把握每個過程所遵守的物理規(guī)律，特別要掌握彈性碰撞過程，動量和機械能

21、均守恒，兩物體質(zhì)量相等時交換速度11.如圖所示，固定點 。上系一長L= 0.6 m的細繩，細繩的下端系一質(zhì)量 m= 1.0 kg的小 球(可視為質(zhì)點)，原來處于靜止狀態(tài)，球與平臺的B點接觸但對平臺無壓力，平臺高 h=0.80 m , 一質(zhì)量M = 2.0 kg的物塊開始靜止在平臺上的P點，現(xiàn)對物塊 M施予一水平向右的初速度V0,物塊M沿粗糙平臺自左向右運動到平臺邊緣B處與小球m發(fā)生正碰，碰后小球m在繩的約束下做圓周運動，經(jīng)最高點A時，繩上的拉力恰好等于小球的重力，而物塊M落在水平地面上的 C點，其水平位移 x= 1.2 m ,不計空氣阻力，g= 10 m/s2(1)求物塊M碰撞后的速度大??；(

22、2)若平臺表面與物塊 M間的動摩擦因數(shù)0.5,物塊M與小球的初始距離為 X1=1.3 m,求物塊M在P處的初速度大小.【答案】（1） 3.0m/s （2） 7.0m/s【解析】試題分析：（1）碰后物塊 M做平拋運動，設(shè)其平拋運動的初速度為V1 .h =（2 分）S = Vt（2勘得：y = S =" 3.0" m/s （2 分） V2h（2）物塊與小球在 B處碰撞，設(shè)碰撞前物塊的速度為Vi,碰撞后小球的速度為 V2,由動量守恒定律：MVi= mV2+ MV （2 分）碰后小球從B處運動到最高點 A過程中機械能守恒，設(shè)小球在A點的速度為Va：工加嗎+2布或（2分）_尸小球在最高點時依題給條件有：=出:（2分）由 解得：V2=" 6.0" m/s1分）卜HF'由得：耳=一=-=" 6.0" m/s （1分）物塊M從P運動到B處過程中，由動能定理: -與=?加；蛇（11