新高考2021届高考物理小题必练13动量守恒定律
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-动量守恒定律(含答案)
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-动量守恒定律一、单选题1.下列关于动量、动能的说法中，正确的是（）A. 若物体的动能发生了变化，则物体的加速度也发生了变化B. 若物体的动能不变，则动量也不变C. 若一个系统所受的合外力为零，则该系统的动能不变D. 物体所受合外力越大，则它的动量变化就越快2.一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为（）A. -vB.C.D.3.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5 kg，速度大小为10 m/s，B 质量为2 kg，速度大小为5 m/s，两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4 m/s，则B的速度大小为（）A. 10m/sB. 5m/sC. 6m/sD. 12m/s4.如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。
则（）A. 若锁定滑块，小球通过最高点P时对轻杆的作用力为12NB. 若解除对滑块的锁定，滑块和小球组成的系统动量守恒C. 若解除对滑块的锁定，小球通过最高点时速度为3m/sD. 若解除对滑块的锁定，小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离为m5.若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则（）A. 物体的动能不可能总是不变的B. 物体的动量可能总是不变的C. 物体的加速度一定变化D. 物体所受合外力做的功可能为零6.如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在水平冰面上，当其中某人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人会向相反的方向运动，不计摩擦力，则下列判断正确的是（）A. A，B的质量一定相等B. 推后两人的动能一定相等C. 推后两人的总动量一定为0D. 推后两人的速度大小一定相等7.一辆质量为2200kg的汽车正在以26m/s的速度行驶，如果驾驶员紧急制动，可在3.8s内使车停下，如果汽车撞到坚固的墙上，则会在0.22s内停下，下列判断正确的是（）A. 汽车紧急制动过程动量的变化量大B. 汽车撞到坚固的墙上动量的变化量大C. 汽车紧急制动过程受到的平均作用力约为15000ND. 汽车撞到坚固的墙上受到的平均作用力约为15000N8.如图所示，质量为m的小球从A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达C点速度减为零。
重难点07 动量守恒定律—2021年高考物理专练(新高考专用)(解析版)
2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用）重难点07 动量守恒定律【知识梳理】一、动量守恒定律的条件及应用1．动量守恒定律：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2．动量守恒定律的适用条件（1）前提条件：存在相互作用的物体系；（2）理想条件：系统不受外力；（3）实际条件：系统所受合外力为0；（4）近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力；（5）方向条件：系统在某一方向上满足上面的条件，则此方向上动量守恒。
3．动量守恒定律的表达式（1）m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和；（2）Δp1=–Δp2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向；（3）Δp=0，系统总动量的增量为零。
4．动量守恒的速度具有“四性”：①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。
5．应用动量守恒定律解题的步骤：（1）明确研究对象，确定系统的组成（系统包括哪几个物体及研究的过程）；（2）进行受力分析，判断系统动量是否守恒（或某一方向上动量是否守恒）；（3）规定正方向，确定初、末状态动量；（4）由动量守恒定律列出方程；（5）代入数据，求出结果，必要时讨论说明。
二、碰撞与动量守恒定律1．碰撞的特点（1）作用时间极短，内力远大于外力，总动量总是守恒的。
（2）碰撞过程中，总动能不增。
因为没有其他形式的能量转化为动能。
（3）碰撞过程中，当两物体碰后速度相等时，即发生完全非弹性碰撞时，系统动能损失最大。
（4）碰撞过程中，两物体产生的位移可忽略。
2．碰撞的种类及遵从的规律3．关于弹性碰撞的分析两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律。
在光滑的水平面上，质量为m 1的钢球沿一条直线以速度v 0与静止在水平面上的质量为m 2的钢球发生弹性碰撞，碰后的速度分别是v 1、v 2 221101v m v m v m +=①222211201212121v m v m v m +=② 由①②可得：021211v m m m m v +-=③ 021122v m m m v +=④ 利用③式和④式，可讨论以下五种特殊情况：a ．当21m m >时，01>v ，02>v ，两钢球沿原方向原方向运动；b ．当21m m <时，01<v ，02>v ，质量较小的钢球被反弹，质量较大的钢球向前运动；c ．当21m m =时，01=v ，02v v =，两钢球交换速度。
【物理】高考必备物理动量守恒定律技巧全解及练习题(含答案)
【物理】高考必备物理动量守恒定律技巧全解及练习题(含答案)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．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m 的物块B ，B 的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，B 平衡时，弹簧的压缩量为x 0，O 点为弹簧的原长位置．在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A ，距物块B 为3x 0，现让A 从静止开始沿斜面下滑，A 与B 相碰后立即一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又一起向上运动，并恰好回到O 点(A 、B 均视为质点)，重力加速度为g ．求：（1）A 、B 相碰后瞬间的共同速度的大小； （2）A 、B 相碰前弹簧具有的弹性势能；（3）若在斜面顶端再连接一光滑的半径R ＝x 0的半圆轨道PQ ，圆弧轨道与斜面相切 于最高点P ，现让物块A 以初速度v 从P 点沿斜面下滑，与B 碰后返回到P 点还具有向上的速度，则v 至少为多大时物块A 能沿圆弧轨道运动到Q 点．（计算结果可用根式表示） 【答案】20132v gx =014P E mgx =0(2043)v gx =+【解析】试题分析：（1）A 与B 球碰撞前后，A 球的速度分别是v 1和v 2，因A 球滑下过程中，机械能守恒，有： mg （3x 0）sin30°=12mv 12 解得：103v gx ＝又因A 与B 球碰撞过程中，动量守恒，有：mv 1=2mv 2…②联立①②得：21011322v v gx ＝＝（2）碰后，A 、B 和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒． 则有：E P +12•2mv 22＝0+2mg•x 0sin30° 解得：E P ＝2mg•x 0sin30°−12•2mv 22=mgx 0−34mgx 0＝14mgx 0…③ （3）设物块在最高点C 的速度是v C ，物块A 恰能通过圆弧轨道的最高点C 点时，重力提供向心力，得：2c v mg m R＝所以：0c v gR gx ＝＝ C 点相对于O 点的高度： h=2x 0sin30°+R+Rcos30°=(43)+x 0…⑤ 物块从O 到C 的过程中机械能守恒，得：12mv o 2＝mgh+12mv c 2…⑥ 联立④⑤⑥得：0(53)o v gx +＝…⑦ 设A 与B 碰撞后共同的速度为v B ，碰撞前A 的速度为v A ，滑块从P 到B 的过程中机械能守恒，得：12mv 2+mg （3x 0sin30°）＝12mv A 2…⑧ A 与B 碰撞的过程中动量守恒．得：mv A =2mv B …⑨ A 与B 碰撞结束后从B 到O 的过程中机械能守恒，得：12•2mv B 2+E P ＝12•2mv o 2+2mg•x 0sin30°…⑩ 由于A 与B 不粘连，到达O 点时，滑块B 开始受到弹簧的拉力，A 与B 分离． 联立⑦⑧⑨⑩解得：033v gx ＝考点：动量守恒定律；能量守恒定律【名师点睛】分析清楚物体运动过程、抓住碰撞时弹簧的压缩量与A 、B 到达P 点时弹簧的伸长量相等，弹簧势能相等是关键，应用机械能守恒定律、动量守恒定律即可正确解题．3．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.4．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5．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v 0射入物块后，以水平速度v 0/2 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．【答案】(1)2138m E mv M ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭ (2)02mv hs M g= 【解析】 【分析】 【详解】试题分析：（1）设子弹穿过物块后物块的速度为V ，由动量守恒得 mv 0=m +MV ①解得②系统的机械能损失为 ΔE =③由②③式得 ΔE =④（2）设物块下落到地面所需时间为t ，落地点距桌面边缘的水平距离为s ,则⑤s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S =⑦考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．点评：本题采用程序法按时间顺序进行分析处理，是动量守恒定律与平抛运动简单的综合，比较容易．6．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v 0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．【答案】2038v h g=【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以解题．小物块C 与A 发生弹性碰撞， 由动量守恒得：mv 0＝mv C ＋mv A由机械能守恒定律得：2220111222C A mv mv mv =+ 联立以上解得：v C ＝0，v A ＝v 0设小物块A 在劈B 上达到的最大高度为h ，此时小物块A 和B 的共同速度大小为v ，对小物块A 与B 组成的系统，由机械能守恒得：()221122A mv mgh m M v =++ 水平方向动量守恒()A mv m M v =+联立以上解得： 238v h g=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．7．如图所示，一质量m 1=0.45kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m 2=0.4 kg 的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m 0=0.05 kg 的子弹以水平速度v 0=100 m/s 射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5 m/s 的速度离开小车．g 取10 m/s 2．求：（1）子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小． （2）小车的长度．【答案】（1）4.5N s ⋅ （2）5.5m【解析】①子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：0011()o m v m m v =+，可解得110/v m s =；对子弹由动量定理有：10I mv mv -=-， 4.5I N s =⋅ (或kgm/s)； ②三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：0110122()()m m v m m v m v +=++；设小车长为L ，由能量守恒有：22220110122111()()222m gL m m v m m v m v μ=+-+- 联立并代入数值得L ＝5.5m ；点睛：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车的速度，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度．8．如图，水平面上相距为L=5m 的P 、Q 两点分别固定一竖直挡板，一质量为M=2kg 的小物块B 静止在O 点，OP 段光滑，OQ 段粗糙且长度为d=3m ．一质量为m=1kg 的小物块A 以v 0=6m/s 的初速度从OP 段的某点向右运动，并与B 发生弹性碰撞．两物块与OQ 段的动摩擦因数均为μ=0．2，两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能．重力加速度g=10m/s 2，求（1）A 与B 在O 点碰后瞬间各自的速度； （2）两物块各自停止运动时的时间间隔． 【答案】（1），方向向左；，方向向右．（2）1s【解析】试题分析：（1）设A 、B 在O 点碰后的速度分别为v 1和v 2，以向右为正方向 由动量守恒：碰撞前后动能相等：解得：方向向左，方向向右）（2）碰后，两物块在OQ 段减速时加速度大小均为：B 经过t 1时间与Q 处挡板碰，由运动学公式：得：（舍去）与挡板碰后，B 的速度大小，反弹后减速时间反弹后经过位移，B 停止运动．物块A 与P 处挡板碰后，以v 4=2m/s 的速度滑上O 点，经过停止．所以最终A 、B 的距离s=d-s 1-s 2=1m ，两者不会碰第二次． 在AB 碰后，A 运动总时间，整体法得B 运动总时间，则时间间隔．考点：弹性碰撞、匀变速直线运动9．如图所示，用气垫导轨做“验证动量守恒”实验中，完成如下操作步骤：A ．调节天平，称出两个碰撞端分别贴有尼龙扣滑块的质量m 1和m 2．B ．安装好A 、B 光电门，使光电门之间的距离为50cm ．导轨通气后，调节导轨水平，使滑块能够作_________运动．C ．在碰撞前，将一个质量为m 2滑块放在两光电门中间，使它静止，将另一个质量为m 1滑块放在导轨的左端，向右轻推以下m 1，记录挡光片通过A 光电门的时间t 1．D ．两滑块相碰后，它们粘在一起向右运动，记录挡光片通过_______________的时间t 2．E ．得到验证实验的表达式__________________________． 【答案】匀速直线运动 小车经过光电门的时间 ()12112m m m t t += 【解析】 【详解】为了让物块在水平方向上不受外力，因此当导轨通气后，调节导轨水平，使滑块能够作匀速直线运动；根据实验原理可知，题中通过光电门来测量速度，因此应测量小车经过光电门的时间 设光电门的宽度为l ，则有：经过光电门的速度为11lv t = 整体经过光电门的速度为：22l v t =由动量守恒定律可知，11122(+)m v m m v = 代入解得：11212()m m m t t +=。
2021届(人教版)新高三高考物理一轮复习同步练习卷：动量守恒定律
D.地面对他的冲量为 mv-mgΔt,地面对他做的功为零 3.一辆平板车停在光滑水平面上,静止在车上的人用大锤敲打车的左端,人与车之间始终没有相对滑动,如图所示。在 锤的不断敲打下,车将( C )
A.水平向右运动 B.水平向左运动 C.在水平面上左、右往返运动 D.静止不动 4.如图,两滑块 A,B 在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块 A 的质量为 m,速度大小为 2v0,方向向右,滑块 B 的质量 为 2m,速度大小为 v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( D )
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 8.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得 1 小时内杯中水上 升了 45 mm。查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为 12 m/s。据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨 滴重力,雨水的密度为 1×103 kg/m3)( A ) A.0.15 PaB.0.54 PaC.1.5 Pa D.5.4 Pa 9.质量为 M 的小车在光滑水平地面上以速度 v0 匀速向右运动,当车中的沙子从底部的漏斗中不断地流下时,车子的速 度将( B )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1
12.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的
质量。现使木箱获得一个向右的初速度 v0,则(
)
A.小木块和木箱最终都将静止 B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动 C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动 D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动 13.质量之比为 mA∶mB=1∶3 的 A,B 两球之间有一根被压缩的轻弹簧(弹簧与小球不相连),将此装置置于光滑水平桌 面上。用固定挡板挡住 A 而释放 B 时,B 被弹出后落到水平地面上的位置到桌边的水平距离为 s。若以相同的压缩量 压缩弹簧,取走挡板,将 A,B 同时由静止释放,B 被弹出后落到水平地面上的位置到桌边的水平距离为( )
13动量守恒定律(练习)-2020-2021学年高中物理新教材(人教版选择性)(1)
1.3 动量守恒定律一、单选题1.关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（）A．只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒B．只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒C．只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒D．系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒【答案】B【解析】A．若系统内存在着摩擦力，而系统所受的合外力为零，系统的动量仍守恒，故A错误；B．只要系统所受到合外力为零，则系统的动量一定守恒，故B正确；C．系统中有一个物体具有加速度时，系统的动量也可能守恒，比如碰撞过程，两个物体的速度都改变，都有加速度，单个物体受外力作用，系统的动量却守恒，故C错误；D．系统中所有物体的加速度为零时，系统所受的合外力为零，即系统的总动量一定守恒，故D错误。
故选B。
2.如图所示，一小车停在光滑水平面上，车上一人持枪向车的竖直挡板连续平射，所有子弹全部嵌在挡板内没有穿出，当射击持续了一会儿后停止，则小车（）A．速度为零B．将向射击方向作匀速运动C．将向射击相反方向作匀速运动D ．无法确定【答案】A【解析】整个系统水平方向上不受外力，动量守恒，由于初动量为零，因此当子弹向右飞行时，车一定向左运动，当子弹簧向入档板瞬间，车速度减为零，因此停止射击时，车速度为零，A 正确，BCD 错误。
3.质量为M 的小孩站在质量为m 的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦．小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v ，此时滑板的速度大小为（ ）A ．m v MB ．M v mC ．m v m M +D ．M v m M+ 【答案】B【详解】设滑板的速度为u ，小孩和滑板动量守恒得：0mu Mv =-，解得：M u v m=，故B 正确。
4.一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m 1，后部分的箭体质量为m 2，分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v 1为（ ）A ．v 0v 2B ．v 0+v 2C ．21021m v v v m =- D ．【答案】D【解析】系统分离前后，动量守恒：()1201122m m v m v m v +=+ ，解得：()210021m v v v v m =+- ，故ABC 错误；D 正确。
2021年高考物理专题复习：动量守恒定律
6．如图，一轻弹簧左端固定在长木块M的左端，右端与小物块m连接，且m、M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（）
A．滑块和小球组成的系统动量守恒
B．滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒
C．滑块的最大速率为
D．滑块向右移动的位移为
10．关于对动量定理和动量守恒定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．一个物体动量发生变化，则它的动能也一定发生变化
B．跳高运动员在跳高时，总是跳到沙坑里或海绵上，这样做是为了延长着地过程中的作用时间
D．匀速圆周运动由于加速度方向始终指向圆心，时刻在变，故匀速圆周运动属于非匀变速曲线运动，D错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B．小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；
(1)求碰前瞬间小球A的速率和碰后瞬间小物块B的速率；
(2)求小物块B的落地点与O点的水平距离。
22．如图所示为某工厂检测产品质量的模型图，质量m=3kg的合格产品（可视为质点）在离A点竖直距离为h=2m的地方由静止释放，产品沿A点切线方向进入质量为M=5kg、半径为R=1.2m的半圆凹槽（边界厚度可忽略，槽内壁和下表面光滑），凹槽紧靠左边固定竖桩N。产品从C点飞出，并无机械能损失水平飞入平台EF，产品与平台之间的动摩擦因数为0.45，最终停在F点，不合格产品不能到F点，求∶
12．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上固定一个与斜面垂直的挡板，两质量均为 的物体Ａ、B用轻质弹簧连接在一起，静止在斜面上，用外力 将物体B缓慢地压缩至 点。撤去 后，物体上滑的最远位置为 ，此时物体A恰好要离开挡板。已知弹簧弹性势能 ，其中 为弹簧劲度系数， 为形变量，重力加速度为 ，则（ ）
2021届高考物理：实验验证动量守恒定律含答案
(2)作用前A、B质量与速度乘积之和为________；作用后A、B质量与速度乘积之和为__________________________。
(3)作用前、后A、B质量与速度乘积之和并不完全相等、产生误差的原因有__________________________________________________________________________________(至少答出两点)。
(3)若利用斜槽小球碰撞应注意：①斜槽末端的切线必须水平；②入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放；③选质量较大的小球作为入射小球；④实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变。
3．探究结论
寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变。
[题组训练]
1．在实验室里为了验证动量守恒定律、一般采用如图甲、乙所示的两种装置：
(1)A、B离开弹簧后、应该做__________运动、已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g、根据照片记录的信息、从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是________________________________________________。
(2)若不计此失误、分开后、A的动量大小为__________kg·m/s、B的动量的大小为__________kg·m/s。本实验中得出“在实验误差允许范围内、两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是___________________________________
[答案](1)BCDE(2)0.420 0.417
数据处理及分析
1．数据处理
本实验运用转换法、即将测量小球做平抛运动的初速度转换成测平抛运动的水平位移；由于本实验仅限于研究系统在碰撞前后动量的关系、所以各物理量的单位不必统一使用国际单位制的单位。
2021届高考物理三轮复习强化训练：动量守恒定律
2021届高考物理三轮强化—动量守恒定律1.下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是( )A.只有甲、乙正确B.只有丙、丁正确C.只有甲、丙正确D.只有乙、丁正确2.关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是( )A.只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒B.只要系统中有一个物体具有加速度,系统动量就不守恒C.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒D.系统中所有物体的加速度为零时,系统的总动量不一定守恒3.如图所示,小车与木箱静止放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上向右用力迅速推出木箱,关于上述过程,下列说法正确的是( )A.男孩和木箱组成的系统动量守恒B.小车与木箱组成的系统动量守恒C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同4.如图所示,甲木块的质量为1m ,以速度v 沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为2m 的乙木块,乙上连有一轻质弹簧。
甲木块与弹簧接触后( )A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成的系统的动能守恒5.一平板小车静止在光滑的水平地面上,甲、乙两人分别站在车的左、右端,当两人同时相向而行时,发现小车向左移,则( )A.若两人质量相等,必有v v >甲乙B.若两人质量相等,必有v v <甲乙C.若两人速率相等,必有m m >甲乙D.若两人速率相等,必有m m <甲乙6.如图所示,两只小球在光滑水平面上沿同一条直线相向运动.已知m 1=2kg,m 2=4kg,m 1以2m/s 的速度向右运动,m 2以8m/s 的速度向左运动.两球相碰后,m 1以10m/s 的速度向左运动,由此可得( )A.相碰后m 2的速度大小为2m/s,方向向左B.相碰后m 2的速度大小为2m/s,方向向右C.在相碰过程中,m 2的动量改变大小是24kg·m/s,方向向右D.在相碰过程中,m 1所受冲量大小是24N·s,方向向右7.A B 、两球在光滑水平轨道上同向运动,A 球的动量是7kg m/s ⋅,B 球的动量是9kg m/s ⋅,当A 球追上B 球时发生碰撞,则碰撞后B 球的动量变为12kg m/s ⋅,则两球质量A B m m 、的关系可能是( ) A. 2B A m m =B. 3B A m m =C. 4B A m m =D. 5B A m m =8.在光滑的水平面上有质量相等的A 、B 两球,其动量分别为10/kg m s ⋅与2/kg m s ⋅,方向均向东,且定为正方向, A 球在B 球后,当A 球追上B 球发生正碰,则相碰以后, A 、B 两球的动量可能分别为( ) A.6/kg m s ⋅,6/kg m s ⋅ B.-4/kg m s ⋅,16/kg m s ⋅ C.6/kg m s ⋅,12/kg m s ⋅ D.3/kg m s ⋅,9/kg m s ⋅9.如图所示,用不可伸长的细线悬挂一质量为M=1kg 的小木块,木块处于静止状态.现有一质量为m=0.01kg 的子弹以初速度v 0=300m/s 自左方水平地射穿木块,木块上升的最大高度h=0.2m,求:（1）.子弹射出木块时子弹和木块的速度分别为多少?（2）.若子弹射穿木块的时间为Δt=0.02s,子弹对木块的平均作用力F 大小为多少?10.质量分别为300g和200g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为50cm/s和100cm/s.（1）如果两物体碰撞并粘合在一起,求它们共同的速度大小;（2）求碰撞后损失的动能;（3）如果碰撞是弹性碰撞,求两物体碰撞后的速度大小.参考答案1.答案：C解析：甲图中,在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,子弹和木块组成的系统动量守恒.丙图中两球匀速下降,说明两球组成的系统在竖直方向上所受的合外力为零,两球组成的系统动量守恒,细线断裂后,它们在水中运动的过程中,两球整体受力情况不变,遵循动量守恒定律.乙图中系统受到墙的弹力作用,丁图到中斜面受到其右侧挡板的作用,乙、丁两图所示过程系统所受合外力不为零,动量不守恒,故只有甲、丙正确,即C正确.2.答案：C解析：根据动量守恒条件可知A、B均错误;由动量守恒的条件知C正确;D 中所有物体加速度为零时,各物体速度恒定,动量恒定,总动量一定守恒.3.答案：C解析：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中,男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,故A错误;小车与木箱组成的系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,故B错误;男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,故C正确;木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒,木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等,方向相反,故D错误。
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(1)动量守恒定律处理系统内物体的相互作用；(2)碰撞、打击、反冲等“瞬间作用”问题。
例1．(2020∙全国II 卷∙21)水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为4.0 kg 的静止物块以大小为5.0 m/s 的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0 m/s 的速度与挡板弹性碰撞。
总共经过8次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于5.0 m/s ，反弹的物块不能再追上运动员。
不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为( )A. 48 kgB. 53 kgC. 58 kgD. 63 kg【解析】设运动员和物块的质量分别为m 、m 0规定运动员运动的方向为正方向，运动员开始时静止，第一次将物块推出后，运动员和物块的速度大小分别为v 1、v 0，则根据动量守恒定律0＝mv 1－m 0v 0，解得010m v v m=；物块与弹性挡板撞击后，运动方向与运动员同向，当运动员再次推出物块mv 1＋m 0v 0＝mv 2－m 0v 0，解得0203m v v m=；第3次推出后mv 2＋m 0v 0＝mv 3－m 0v 0，解得0305m v v m =；依次类推，第8次推出后，运动员的速度08015m v v m=，根据题意可知08015m v v m =＞5 m/s ，解得m ＜60 kg ；第7次运动员的速度一定小于5 m/s ，即07013m v v m=＜5 m/s ，解得m ＞52 kg 。
综上所述，运动员的质量满足52 kg ＜m ＜60 kg ，BC 正确。
【答案】BC【点睛】本题考查动量守恒定律，注意数学归纳法的应用。
例2．(2020∙山东卷∙18)如图所示，一倾角为θ的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P 、Q 两物块的质量分别为m 和4m ，Q 静止于斜面上A 处。
某时刻，P 以沿斜面向上的速度v 0与Q 发生弹性碰撞。
Q 与斜面间的动摩擦因数等于tan θ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
P 与斜面间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。
两物块均可以看作质点，斜面足够长，Q 的速度减为零之前P 不会与之发生碰撞。
重力加速度大小为g 。
小题必练13：动量守恒定律(1)求P 与Q 第一次碰撞后瞬间各自的速度大小v P 1、v Q 1； (2)求第n 次碰撞使物块Q 上升的高度h n ； (3)求物块Q 从A 点上升的总高度H ；(4)为保证在Q 的速度减为零之前P 不会与之发生碰撞，求A 点与挡板之间的最小距离s 。
【解析】(1)P 与Q 的第一次碰撞，取P 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv 0＝mv P 1＋4mv Q 1由机械能守恒定律得：12mv 02＝12mv P 12＋12×4mv Q 12联立式得：v P 1＝－35v 0，v Q 1＝25v 0故第一次碰撞后P 的速度大小为35v 0，Q 的速度大小为25v 0。
(2)设第一次碰撞后Q 上升的高度为h 1，对Q 由运动学公式得211=2(2sin )s 0in Q h g v θθ⋅-⋅- 联立得20125v h g= ⑥设P 运动至与Q 刚要发生第二次碰撞前的位置时速度为v 02，第一次碰后至第二次碰前，对P 由动能定理得 12mv 022－12mv P 12＝－mgh 1 联立得0207v =P 与Q 的第二次碰撞，设碰后P 与Q 的速度分别为v P 2、v Q 2，由动量守恒定律得： mv 02＝mv P 2＋4mv Q 2由机械能守恒定律得：12mv 022＝12mv P 22＋12×4mv Q 22联立得：20357P v =-，20257Q v = 设第二次碰撞后Q 上升的高度为h 2，对Q 由运动学公式得：222=2(2sin )s 0in Q h g v θθ⋅-⋅- 得2272525v h g=⋅设P 运动至与Q 刚要发生第三次碰撞前的位置时速度为v 03，第二次碰后至第三次碰前，对P 由动能定理得：12mv 032－12mv P 22＝－mgh 2得2030v v = P 与Q 的第三次碰撞，设碰后P 与Q 的速度分别为v P 3、v Q 3，由动量守恒定律得： mv 03＝mv P 3＋4mv Q 3由机械能守恒定律得：12mv 032＝12mv P 32＋12×4mv Q 32得：23035P v v =-⨯，23025Q v v =⨯设第三次碰撞后Q 上升的高度为h 3，对Q 由运动学公式得：233=2(2sin )s 0in Q h g v θθ⋅-⋅- 联立得220372525v h g=⋅（） 总结可知，第n 次碰撞后，物块Q 上升的高度为21072525n n v h g-=⋅（）（n ＝1，2，3……）。
(3)当P 、Q 达到H 时，两物块到此处的速度可视为零，对两物块运动全过程由动能定理得：2010(4)tan 4cos 2sin H mv m m gH mg θθθ-=-+-⋅⋅解得：218v H g=。
(4)设Q 第一次碰撞至速度减为零需要的时间为t 1，由运动学公式得：v Q 1＝2gt 0sin θ设P 运动到斜面底端时的速度为v P 1′，需要的时间为t 2，由运动学公式得：v P 1′＝v P 1＋gt 2sin θ v P 1′2－v P 12＝2sg sin θ设P 从A 点到Q 第一次碰后速度减为零处匀减速运动的时间为t 3，则：v 02＝(－v P 1)－gt 3sin θ当A 点与挡板之间的距离最小时间：t 1＝2t 2＋t 3联立得：s 。
【点睛】本题综合性强，物体运动过程复杂，难度较大。
解题需要分析清楚物块的运动过程，并综合应用动能定理、动量守恒定律与机械能守恒定律等。
1．两球在水平面上相向运动，发生正碰后都变为静止。
可以肯定的是，碰前两球的( ) A ．质量相等 B ．动能相等 C ．动量大小相等 D ．速度大小相等 【答案】C【解析】两小球组成的系统碰撞过程中满足动量守恒，两球在水平面上相向运动，发生正碰后都变为静止，故根据动量守恒定律可以断定碰前两球的动量大小相等、方向相反，C 项正确。
2．如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块的动能增加了6 J ，那么此过程产生的内能可能为( )A ．16 JB ．2 JC ．6 JD ．4 J 【答案】A【解析】设子弹的质量为m 0，初速度为v 0，木块的质量为m ，则子弹打入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即m 0v 0＝(m ＋m 0)v ，此过程产生的内能等于系统损失的动能，即E ＝12m 0v 20－12(m ＋m 0)v 2，而木块获得的动能E 木＝12mv 2＝6 J ，两式相除得E E 木＝m ＋m 0m 0＞1，即E >6 J ，A 项正确。
3．如图所示，在光滑的水平面上有一物体M ，物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C ，两端A 、B 一样高。
现让小滑块m 从A 点静止下滑，则( )A ．m 不能到达小车上的B 点B ．m 从A 到C 的过程中M 向左运动，m 从C 到B 的过程中M 向右运动 C ．m 从A 到B 的过程中小车一直向左运动，m 到达B 的瞬间，M 速度为零D ．M 与m 组成的系统机械能守恒，动量守恒 【答案】C【解析】M 和m 组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒所以m 恰能达到小车上的B 点，到达B 点时小车与滑块的速度都是0，故A 项错误；M 和m 组成的系统水平方向动量守恒，m 从A 到C 的过程中以及m 从C 到B 的过程中m 一直向右运动，所以M 一直向左运动，m 到达B 的瞬间，M 与m 速度都为零，故B 项错误，C 项正确；小滑块m 从A 点静止下滑，物体M与滑块m 组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，所以系统动量不守恒。
M 和m 组成的系统机械能守恒，故D 项错误。
4．如图所示，质量为M 的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A 位置。
现有一质量为m 的子弹以水平速度v 0射向木块并嵌入其中，则木块回到A 位置时的速度v 以及此过程中墙对弹簧的冲量I 的大小分别为( )A ．v ＝mv 0M ＋m ，I ＝0 B ．v ＝mv 0M ＋m，I ＝2mv 0 C ．v ＝mv 0M ＋m ，I ＝2m 2v 0M ＋m D ．v ＝mv 0M，I ＝2mv 0【答案】B【解析】子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，由动量守恒定律得mv 0＝(M ＋m )v ，解得v ＝mv 0M ＋m，子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到A 位置时速度大小不变，即当木块回到A 位置时的速度v ＝mv 0M ＋m，子弹、木块和弹簧组成的系统受到的合力即为墙对弹簧的作用力，根据动量定理得I ＝－(M ＋m )v －mv 0＝－2mv 0，所以墙对弹簧的冲量I 的大小为2mv 0。
5．(多选)在光滑水平面上，小球A 、B (可视为质点)沿同一直线相向运动，A 球质量为1 kg ，B 球质量大于A 球质量。
如果两球间距离小于L 时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于L 时作用力消失两球运动的速度—时间关系如图所示，下列说法正确的是( )A ．B 球的质量为2 kgB ．两球之间的斥力大小为0.15 NC ．t ＝30 s 时，两球发生非弹性碰撞D ．最终B 球速度为零 【答案】BD【解析】由牛顿第二定律a ＝F m可知，质量大的物体加速度较小，质量小的物体加速度较大，则联系图象可知横轴上方图象对应B 小球，横轴下方图象对应A 小球，则有F m B ＝120m/s 2，m A＝1 kg ，F m A ＝320m/s 2，解得m B ＝3 kg ，F ＝0.15 N ，选项B 正确；在t ＝30 s 碰撞时，A 小球的速度为零，B 小球速度为v 0＝2 m/s ，碰后B 小球减速，A 小球加速，则碰后B 小球速度为v B ＝1 m/s ，碰后A 小球速度为v A ＝3 m/s ，则由数据可知，动量和动能均守恒，则为弹性碰撞，选项C 错误；碰前，由运动图象面积可知，两小球相距80 m 的过程中一直有斥力产生，而碰后B 小球减速，初速度为v B ＝1 m/s ，加速度为F m B ＝120m/s 2，A 小球加速，初速度为v A ＝3 m/s ，加速度为F m A ＝320m/s 2，距离逐渐增大，若一直有加速度，则当B 小球停止时距离最大，易求最大距离为80 m ，则最终B 小球速度恰好为零，选项D 正确。