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1、高考物理动量守恒定律试题经典及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1 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Ep=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：小球脱离弹簧时的速度大小；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mv1 -Mv2=0EP1 mv121 Mv2222代入数据解得： v1
2、=3m/sv 2=1m/s（2）根据动量守恒和各自位移关系得m x1M x2 ， x1+x2=Ltt代入数据联立解得： x2L=0.1m4考点：动量守恒定律；能量守恒定律.2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m1=30 kg ，冰块的质量为m2 =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
3、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： 设斜面质量为 M，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒：m2 v2( m2M )v系统机械能守恒： m2 gh1(m2M )v21m2v2222解得： M20kg 人推冰块的过程：m1v1m2v2 ,得 v11m / s （向右）冰块与斜面的系统：m2v2m2v2Mv31 m2 v221 m2 v22 + 1 Mv 32222解得： v21m / s（向右）因 v2 =v1 ，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ABCm3、 mBmCm ，开始时3 光
4、滑水平轨道上有三个木块Am、 ，质量分别为B、 C 均静止， A 以初速度 v0 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】 vB6 v05【解析】【分析】【详解】设 A 与 B 碰撞后， A 的速度为 vA ， B 与 C 碰撞前 B 的速度为 VB ， 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：mAv0mAvAmBvB对 B、 C木块：mB vBmBmC v由 A 与 B 间的距离保持不变可知vAv联立代入数据得：vB6 v0 54 （ 1）恒
5、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”。完成“氦燃烧”的核反应方程：42 He_84 Be。 48 Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6 10 -16 s。一定质量的 48 Be ，经 7.8 10 -16 s后所剩下的48 Be 占开始时的。（2）如图所示，光滑水平轨道上放置长木板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 mA = 2kg 、 mB= 1kg 、 mC = 2kg 。开始时 C静止， A、B 一起以v0 = 5m / 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
6、， 、再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后A B瞬间 A 的速度大小。【答案】（ 1） 42 He （或） 1 （或 12.5%）8（ 2） 2m/s【解析】（ 1）由题意结合核反应方程满足质量数和电荷数守恒可得答案。由题意可知经过 3 个半衰期，剩余的 48 Be 的质量 m m0 (1)31m0 。28（2）设碰后 A 的速度为 vA ， C 的速度为 vC , 由动量守恒可得mAv0mAvAmC vC ,碰后 A、 B满足动量守恒，设A、 B 的共同速度为 v1 ，则 mA vAmB v0(mAmB )v1由于 A、 B整体恰好不再与C 碰撞，故 v1 v
7、C联立以上三式可得vA =2m/s。【考点定位】（1）核反应方程，半衰期。（2）动量守恒定律。5 如图所示，光滑水平面上依次放置两个质量均为m 的小物块 A 和 C 以及光滑曲面劈B， B 的质量为M=3m，劈 B 的曲面下端与水平面相切，且劈B 足够高，现让小物块C 以水平速度 v0 向右运动，与 A 发生弹性碰撞，碰撞后小物块 A 又滑上劈 B，求物块 A 在 B 上能够达到的最大高度3v02【答案】 h8g【解析】试题分析 ：选取 A、C 系统碰撞过程动量守恒，机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出 A 的速度； A、B 系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律可
8、以解题小物块 C与 A 发生弹性碰撞，由动量守恒得：mv0 mvC mvA由机械能守恒定律得：1 mv021 mvC21 mvA2222联立以上解得： vC 0，vA v0设小物块A在劈B上达到的最大高度为，此时小物块A和B的共同速度大小为hv，对小物块 A 与 B组成的系统，由机械能守恒得：1 mvA2mgh1mM v222水平方向动量守恒mvAmMv3v02联立以上解得：h8g点睛 ：本题主要考查了物块的碰撞问题，首先要分析清楚物体运动过程是正确解题的关键，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题要注意A、 B 系统水平方向动量守恒，系统整体动量不守恒6 如图所示，在光滑水平面上有一个长为
9、L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一个光滑的 1 圆弧槽 C 与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、 C 静止在水4平面上，现有滑块 A 以初速度 v0 从右端滑上 B 并以 v0 滑离 B，恰好能到达C 的最高点 .A、2B、 C 的质量均为m，试求：（ 1）滑块与木板 B 上表面间的动摩擦因数 ；（ 2） 1 圆弧槽 C 的半径 R422【答案】（ 1） 5v0；（ 2） R v016gL64 g【解析】由于水平面光滑，A 与 B、 C 组成的系统动量守恒和能量守恒，有：mv m(v ) 2mv10102 mgL1211212mv0m(v0) 2mv122222联立解得
10、：5v0.16 gL当 A 滑上 C， B 与 C分离， A、 C 间发生相互作用 A 到达最高点时两者的速度相等 A、 C 组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：1m(v0) mv1 (m m)v2 21 m( 1 v0)2 1 mv12 1 (2m)v22 mgR 22222联立解得：Rv064g点睛：该题考查动量守恒定律的应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，列出动量守恒以及能量转化的方程；注意使用动量守恒定律解题时要规定正方向7 如图所示，光滑半圆形轨道MNP 竖直固定在水平面上，直径MP 垂直于水平面，轨道半径 R0.5 m质量为m1 的小球 A 静止于轨道最低点M ，质量
11、为m2 的小球 B 用长度为2R 的细线悬挂于轨道最高点P现将小球B 向左拉起，使细线水平，以竖直向下的速度v0 4 m/s 释放小球B，小球 B 与小球 A 碰后粘在一起恰能沿半圆形轨道运动到P 点两球可视为质点， g 10 m/s 2，试求：(1)B 球与 A 球相碰前的速度大小；(2)A、 B 两球的质量之比m1m2【答案】 (1) 6 m/s(2) 1 5【解析】试题分析 :B 球与 A 球碰前的速度为v1，碰后的速度为v2B 球摆下来的过程中机械能守恒，解得m/s碰后两球恰能运动到P 点得 vp=gR =5碰后两球机械能守恒得 v2=5m/s两球碰撞过程中动量守恒m2v1=(m1+m2)v2解得 m1:m2=1:5考点： 机械能守恒定律，动量守恒定律8 如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一
