专题十七碰撞与动量守恒高考真题集锦.doc
物理动量守恒定律练习题及答案.docx
物理动量守恒定律练习题及答案一、高考物理精讲专题动量守恒定律1． 如图，足够大的光滑水平面上固定着一竖直挡板，挡板前L 处静止着质量 m 1=1kg 的小球 A ，质量 m 2=2kg 的小球 B 以速度 v 0 运动，与小球 A 正碰．两小球可看作质点，小球与小球及小球与挡板的碰撞时间忽略不计，且碰撞中均没有机械能损失．求(1)第 1 次碰撞后两小球的速度；(2)两小球第 2 次碰撞与第 1 次碰撞之间的时间； (3)两小球发生第 3 次碰撞时的位置与挡板的距离．【答案】 (1) 4 v 1v 方向均与 v 0 相同 (2)6L 9L(3) 35v 03【解析】 【分析】（1）第一次发生碰撞，动量守恒，机械能守恒； （2）小球 A 与挡板碰后反弹，发生第2 次碰撞，分析好位移关系即可求解；（ 3）第 2 次碰撞过程中，动量守恒，机械能守恒，从而找出第三次碰撞前的初始条件，分析第 2 次碰后的速度关系，位移关系即可求解． 【详解】（ 1）设第 1 次碰撞后小球 A 的速度为 v 1 ，小球 B 的速度为 v 2 ，根据动量守恒定律和机械 能守恒定律 : m 2 v 0 m 1v 1 m 2v 21m 2 v 021m 1v 121m 2v 222 22整理得： v 12m 2 v 0 ， v 2m 2m 1v 0m 1 m 2m 1 m 2解得 v 14v 0 ， v 21v 0 ，方向均与 v 0 相同．33（2）设经过时间 t 两小球发生第 2 次碰撞，小球 A 、 B 的路程分别为 x 1 、 x 2 ，则有x 1 v 1t ， x 2 v 2t由几何关系知：x 1 x 2 2L6L整理得： t5v 0（3）两小球第2 次碰撞时的位置与挡板的距离：x L x 23 L5以向左为正方向，第 2 次碰前 A 的速度v A4v 0 ，B 的速度为 v B1v 0 ，如图所示．3 3碰后A 的速度 v A ，B 的速度 v B ．根据 量守恒定律和机械能守恒定律，有m 1v A m 2v B m 1v Am 2v B ；1m 1v A 2 1m 2 v B 21m 1v A21m 2v B 222 2 2整理得： v A(m 1 m 2 ) v A2m 2vB， v B(m 2 m 1 )v B 2m 1v Am 1 m 2 m 1 m 2解得： v A8v 0 ， v B7v 099第 2 次碰后t 生第 3 次碰撞，碰撞 的位置与 板相距x ，x x v B t ，x x v At整理得： x9L2． 冰球运 甲的 量80.0kg 。
专题检测卷(17) 专题九碰撞与动量守恒 近代物理初步
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专题检测卷(十七)碰撞与动量守恒近代物理初步(45分钟100分)1.(16分)(1)如图所示,小车M由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成,静止在光滑水平面上。
当小车固定时,从A点由静止滑下的物块m到C点恰好停止。
如果小车不固定,物块m仍从A点静止滑下( )A.还是滑到C点停住B.滑到BC间某处停住C.会冲出C点落到车外D.上述三种情况都有可能=0.4 kg,开始时都静止于光滑水平面上,(2)两木板M小物块m=0.1 kg以初速度v=10 m/s滑上M1的表面,最后停在M2上时速度为v2=1.8 m/s,求：①最后M1的速度v1;②在整个过程中克服摩擦力所做的功。
2.(17分)(2012·天津高考)(1)下列说法正确的是( )A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量(2)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h,坡道底端与台面相切。
小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。
两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。
求：①小球A刚滑至水平台面的速度v A;②A、B两球的质量之比m A∶m B。
3.(17分)(2013·宿迁一模)(1)下列说法中正确的是( )A.光电效应现象说明光具有粒子性B.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象D.运动的宏观物体也具有波动性,其速度越大物质波的波长越大(2)如图所示,一水平面上P点左侧光滑,右侧粗糙,质量为m的劈A在水平面上静止,上表面光滑,A轨道右端与水平面平滑连接,质量为M的物块B恰好放在水平面上P点,物块B与水平面的动摩擦因数为μ=0.2。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
3．如图所示，两块相同平板 P1、P2 置于光滑水平面上，质量均为 m。P2 的右端固定一轻质 弹簧，左端 A 与弹簧的自由端 B 相距 L。物体 P 置于 P1 的最右端，质量为 2m 且可以看作质 点。P1 与 P 以共同速度 v0 向右运动，与静止的 P2 发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后 P1 与 P2 粘连在一起，P 压缩弹簧后被弹回并停在 A 点（弹簧始终在弹性限度内）。P 与 P2 之间的 动摩擦因数为 μ，求：
（5）某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置 M、P、N，如图丙所 示．他发现 M 和 N 偏离了 OP 方向．这位同学猜想两小球碰撞前后在 OP 方向上依然动量 守恒，他想到了验证这个猜想的办法：连接 OP、OM、ON，作出 M、N 在 OP 方向上的投
影点 M 、 N ．分别测量出 OP、 OM 、 ON 的长度．若在实验误差允许的范围内，满
（3）由于各种偶然因素，如所受阻力不同等，小球的落点不可能完全重合，落点应当比较
集中，但不是出现了错误，故 AB 错误；由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很
难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个
圆的圆心位置代表落点的平均位置，故 C 正确；仅调节斜槽上固定位置 C，它的位置越 低，由于水平速度越小，则线段 OP 的长度越小，故 D 错误．故选 C；
注意三个易错点：碰撞只是 P1、P2 参与；碰撞过程有热量产生；P 所受摩擦力，其正压力
为 2mg
【考点定位】碰撞模型、动量守恒定律、能量守恒定律、弹性势能、摩擦生热。中档题
4．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 v0 射入物块后，以水平速度 v0/2 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．
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：动量守恒定律(Word版含答案)
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：动量守恒定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共5小题）1．（2020·全国·高考真题）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。
已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为（）A．3 J B．4 J C．5 J D．6 J2．（2020·全国·高考真题）行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（）A．增加了司机单位面积的受力大小B．减少了碰撞前后司机动量的变化量C．将司机的动能全部转换成汽车的动能D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积3．（2019·全国·高考真题）最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg4．（2017·全国·高考真题）如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。
以下说法正确的是（）A ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量不相等B ．a 与b 同时到达S ，它们在S 点的动量不相等C ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量相等D ．b 比a 先到达S ，它们在S 点的动量不相等5．（2017·全国·高考真题）将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）A ．30kg m/s ⋅B ．5.7×102kg m/s ⋅C ．6.0×102kg m/s ⋅D ．6.3×102kg m/s ⋅二、多选题（本大题共6小题）6．（2021·全国·高考真题）质量为1kg 的物块在水平力F 的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F 与时间t 的关系如图所示。
专题十七 碰撞与动量守恒 高考真题集锦
专题十七 碰撞与动量守恒35．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(2)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 的质量为A 的2倍，重力加速度大小为g .求A 的初速度的大小．解析：(2)从碰撞时的能量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题．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v 1和v 2.在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得 12m v 2＝12m v 21＋12(2m )v 22 ① m v ＝m v 1＋(2m )v 2 ②式中，以碰撞前木块A 的速度方向为正．由①②式得v 1＝－v 22③ 设碰撞后A 和B 运动的距离分别为d 1和d 2，由动能定理得μmgd 1＝12m v 21④ μ(2m )gd 2＝12(2m )v 22 ⑤ 据题意有d ＝d 1＋d 2 ⑥设A 的初速度大小为v 0，由动能定理得μmgd ＝12m v 20－12m v 2 ⑦ 联立②至⑦式，得v 0＝285μgd . 答案：(2) 285μgd 35.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)[物理－选修3-5] (2)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C .B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A 以速度v 0朝B 运动，压缩弹簧；当A 、 B 速度相等时，B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B 和C 碰撞过程时间极短，求从A 开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中，(ⅰ)整个系统损失的机械能；(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．解析：(2)A 、B 碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B 、C 相碰粘接在一块时，动量守恒．系统产生的内能则为机械能的损失．当A 、B 、C 速度相等时，弹性势能最大．(ⅰ)从A 压缩弹簧到A 与B 具有相同速度v 1时，对A 、B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得m v 0＝2m v 1 ①此时B 与C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为ΔE .对B 、C 组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得m v 1＝2m v 2② 12m v 21＝ΔE ＋12(2m )v 22 ③ 联立①②③式得ΔE ＝116m v 20. ④(ⅱ)由②式可知v 2<v 1，A 将继续压缩弹簧，直至A 、B 、C 三者速度相同，设此速度为v 3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p .由动量守恒定律和能量守恒定律得m v 0＝3m v 3⑤ 12m v 20－ΔE ＝12(3m )v 23＋E p ⑥联立④⑤⑥式得E p ＝1348m v 20. ⑦ 答案：(2)(ⅰ)116m v 20 (ⅱ)1348m v 202．(2013·高考天津卷)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3 000 m 接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )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解析：选B.乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A 错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即Δp 甲＝－Δp 乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B 正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C 、D 错误．9．(2013·高考重庆卷)在一种新的“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球A 和小球B ，从距水平地面高度为ph (p ＞1)和h 的地方同时由静止释放，如图所示．球A 的质量为m ，球B 的质量为3m .设所有碰撞都是弹性碰撞，重力加速度大小为g ，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间．(1)求球B 第一次落地时球A 的速度大小；(2)若球B 在第一次上升过程中就能与球A 相碰，求p 的取值范围；(3)在(2)情形下，要使球A 第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，求p 应满足的条件． 解析：(1)小球B 第一次落地时，两球速度相等，由v 2＝2gh 得v ＝2gh .(2)B 球从开始下落到第一次落地所用时间t 1＝v g ＝2h g① 由于小球B 在第一次上升过程中就能与A 球相碰，则B 球运动时间应满足t 1<t 2<2t 1 ②由相遇条件知12gt 22＋v (t 2－t 1)－12g (t 2－t 1)2＝ph ③ 由①②③解得1<p <5.(3)设t ＝t 2－t 1，由①③式得t ＝p －142h g ，则A 、B 两球相遇时的速度分别为 v A ＝v ＋gt ＝2gh ＋g p －142h g ＝2gh p ＋34 v B ＝v －gt ＝2gh －g p －142h g ＝2gh 5－p 4若A 球碰后刚好能达到释放点，由两球相碰为弹性碰撞知12m v 2A ＋12·3m v 2B ＝12m v ′ 2A ＋12·3m v ′2B m v A －3m v B ＝－m v A ′＋3m v B ′v A ′＝v A可解得此时v B ′＝v B ，v A ＝3v B.要使A 球碰后能到达比其释放点更高的位置，须满足v A <3v B ，解得p <3.由v B ＝2gh ·5－p 4知，5－p 4<1，解得p >1，所以p 的取值范围是1<p <3. 答案：(1)2gh (2)1<p <5 (3)1<p <338．(2013·高考山东卷)(2)如图所示，光滑水平轨道上放置长板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m A ＝2 kg 、m B ＝1 kg 、m C ＝2 kg.开始时C 静止，A 、B 一起以v 0＝5 m/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，A 、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C 发生碰撞．求A 与C 碰撞后瞬间A 的速度大小．解析：(2)因碰撞时间极短，A 与C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A 的速度为v A ，C 的速度为v C ，以向右为正方向，由动量定恒定律得m A v 0＝m A v A ＋m C v C① A 与B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB ，由动量守恒定律得 m A v A ＋m B v 0＝(m A ＋m B )v AB② A 与B 达到共同速度后恰好不再与C 碰撞，应满足v AB ＝v C③ 联立①②③式，代入数据得v A ＝2 m/s. ④答案：(2)2 m/s35．(2013·高考广东卷)如图，两块相同平板P 1、P 2置于光滑水平面上，质量均为m .P 2的右端固定一轻质弹簧，左端A 与弹簧的自由端B 相距L .物体P 置于P 1的最右端，质量为2m 且可看作质点．P 1与P 以共同速度v 0向右运动，与静止的P 2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P 1与P 2粘连在一起．P 压缩弹簧后被弹回并停在A 点(弹簧始终在弹性限度内)．P 与P 2之间的动摩擦因数为μ.求：(1)P 1、P 2刚碰完时的共同速度v 1和P 的最终速度v 2；(2)此过程中弹簧的最大压缩量x 和相应的弹性势能E p . 解析：P 1与P 2发生完全非弹性碰撞时，P 1、P 2组成的系统遵守动量守恒定律；P 与(P 1＋P 2)通过摩擦力和弹簧弹力相互作用的过程，系统遵守动量守恒定律和能量守恒定律．注意隐含条件P 1、P 2、P 的最终速度即三者最后的共同速度；弹簧压缩量最大时，P 1、P 2、P 三者速度相同．(1)P 1与P 2碰撞时，根据动量守恒定律，得m v 0＝2m v 1解得v 1＝v 02，方向向右 P 停在A 点时，P 1、P 2、P 三者速度相等均为v 2，根据动量守恒定律，得2m v 1＋2m v 0＝4m v 2解得v 2＝34v 0，方向向右． (2)弹簧压缩到最大时，P 1、P 2、P 三者的速度为v 2，设由于摩擦力做功产生的热量为Q ，根据能量守恒定律，得从P 1与P 2碰撞后到弹簧压缩到最大12×2m v 21＋12×2m v 20＝12×4m v 22＋Q ＋E p 从P 1与P 2碰撞后到P 停在A 点12×2m v 21＋12×2m v 20＝12×4m v 22＋2Q 联立以上两式解得E p ＝116m v 20，Q ＝116m v 20根据功能关系有Q ＝μ·2mg (L ＋x )解得x ＝v 2032μg－L . 答案：(1)v 1＝12v 0，方向向右 v 2＝34v 0，方向向右 (2)v 2032μg －L 116m v 205．(2013·高考江苏卷)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等．碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的( )A ．30%B ．50%C ．70%D ．90%解析：选A.根据v ＝x t 和E k ＝12m v 2解决问题．量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间距之比为12∶7，即碰撞后两球速度大小v ′与碰撞前白球速度v 的比值，v ′v ＝712.所以损失的动能ΔE k ＝12m v 2－12·2m v ′2，ΔE k E k0≈30%，故选项A 正确． 12．(2013·高考江苏卷)【选做题】C.[选修3－5](3)如图所示，进行太空行走的宇航员A 和B 的质量分别为80 kg 和100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A 将B 向空间站方向轻推后，A 的速度变为0.2 m/s ，求此时B 的速度大小和方向．解析：(3)根据动量守恒定律，(m A ＋m B )v 0＝m A v A ＋m B v B ，代入数值解得v B ＝0.02 m/s ，离开空间站方向．答案：(3)0.02 m/s ，离开空间站方向30．(2013·高考福建卷)(2)将静置在地面上，质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A、B、C，三球的质量分别为m A=1kg、m B=2kg、m C=6kg，初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A球以v0=9m/s的速度向左运动，与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求：（1）A球与B球碰撞中损耗的机械能；（2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；（3）在以后的运动过程中B球的最小速度．【答案】（1）；（2）；（3）零．【解析】试题分析：（1）A、B发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有：碰后A、B的共同速度损失的机械能（2）A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧的弹性势能最大根据动量守恒定律有：三者共同速度最大弹性势能（3）三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，A、B在前，C在后．此后C向左加速，A、B的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故A、B继续向左减速，若能减速到零则再向右加速．弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有：根据机械能守恒定律：此时A、B的速度，C的速度可知碰后A 、B 已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的，故B的最小速度为零 ．考点：动量守恒定律的应用，弹性碰撞和完全非弹性碰撞．【名师点睛】A 、B 发生弹性碰撞，碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒，结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A 球与B 球碰撞中损耗的机械能．当B 、C 速度相等时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，结合B 、C 在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能．弹簧第一次恢复原长时，由系统的动量守恒和能量守恒结合解答2．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)d r r α-︒-= 解得：127α=︒运动周期：222m T qBπ=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真题汇编(含答案)
360 360 qB2 360 此时对应的 角：1 90 和 2 143
3．如图甲所示，物块 A、B 的质量分别是 mA=4.0kg 和 mB=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：
0.00129u
由质能方程，则有△E=△m c2=-0.00129×931=-1.20MeV
故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为 1.20MeV
（2）根据动量守恒定律，则有：mHe v0=mH vH+mOvO 又：vO：vH=1：50 解得：vO=1.8×106m/s
8．一列火车总质量为 M，在平直轨道上以速度 v 匀速行驶，突然最后一节质量为 m 的车 厢脱钩，假设火车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当最后一节车厢刚好静止时， 前面火车的速度大小为多少？ 【答案】Mv/(M-m) 【解析】 【详解】 因整车匀速运动，故整体合外力为零；脱钩后合外力仍为零，系统的动量守恒．
联立以上方程可得
，方向向右。
（2）乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞，则说明乙反弹的的速度最大为 由动量定理可得，挡板对乙滑块冲量的最大值为：
2．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 m2=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 m1=1.5×10-3 kg 的不带电 小物体 P 从轨道右端 a 以 v0=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/s2．求： (1)碰后瞬间，圆弧轨道对物体 Q 的弹力大小 FN； (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 B1； (3)当区域 efgh 内所加磁场的磁感应强度为 B2=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．
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
4．如图所示，质量为 m 的由绝缘材料制成的球与质量为 M=19m 的金属球并排悬挂．现将 绝缘球拉至与竖直方向成 θ=600 的位置自由释放，下摆后在最低点与金属球发生弹性碰 撞．在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场．已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次 碰撞前停在最低点处．求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于
试题分析：（1）P1
滑到最低点速度为
v1，由机械能守恒定律有：
1 2
mv02
mgR
1 2
mv12
解得：v1=5m/s
P1、P2 碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为 v1 、 v2
则由动量守恒和机械能守恒可得： mv1 mv1 mv2
1 2
mv12
1 2
mv12
1 2
mv22
解得： v1 0 、 v2 5m/s
（2）P2 向右滑动时，假设 P1 保持不动，对 P2 有：f2=μ2mg=2m（向左） 设 P1、M 的加速度为 a2；对 P1、M 有：f=（m+M）a2
a2
f m M
2m 5m
0.4m/s2
此时对 P1 有：f1=ma2=0．4m＜fm=1．0m，所以假设成立．
故滑块的加速度为 0．4m/s2；
滑板碰后，P1 向右滑行距离： s1
v2 2a1
0.08m
P2 向左滑行距离： s2
v22 2a2
2.25m
所以 P1、P2 静止后距离：△S=L-S1-S2=1．47m
考点：考查动量守恒定律；匀变速直线运动的速度与位移的关系；牛顿第二定律；机械能
守恒定律．
【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目，难度较大；要求学生能正
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学习必备 欢迎下载专题十七 碰撞与动量守恒35． (2013 高·考新课标全国卷Ⅰ )(2) 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 的质量为 A 的 2 倍，重力加速度大小为g.求 A 的初速度的大小．解析 ： (2)从碰撞时的能量和动量守恒入手，运用动能定理解决问题．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 v 1 和 v 2 .在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得1 mv2 1 2 1 2① 2 ＝ mv 1＋ (2m)v 22 2 mv ＝ mv 1＋ (2m)v 2 ②式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正．由①②式得v 1＝－v 2③2设碰撞后 A 和 B 运动的距离分别为 d 1 和 d 2，由动能定理得 μ mgd ＝12④1 2mv 11 2⑤μ(2m)gd 2＝ 2(2m) v 2据题意有d ＝ d 1＋ d 2⑥设 A 的初速度大小为 v 0，由动能定理得1 2 1 2 ⑦μ mgd ＝2mv 0－ 2mv联立②至⑦式，得 v 0＝28μ gd.5答案： (2)285 μ gd35.(2013 高·考新课标全国卷Ⅱ )[ 物理－选修 3-5](2) 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块 A 、B 、C.B 的左侧固定一轻弹簧 (弹 簧左侧的挡板质量不计)．设 A 以速度 v 0 朝 B 运动，压缩弹簧；当A 、B 速度相等时， B 与C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设 B 和 C 碰撞过程时间极短，求从 A 开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中，( ⅰ)整个系统损失的机械能；( ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．解析 ：(2)A 、B 碰撞时动量守恒、 能量也守恒， 而 B 、C 相碰粘接在一块时， 动量守恒． 系统产生的内能则为机械能的损失．当 A 、B 、 C 速度相等时，弹性势能最大．( ⅰ)从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v 1 时，对 A 、 B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv 0＝ 2mv 1①此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v 2，损失的机械能为E.对 B 、C 组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得mv 1＝ 2mv 2② 1mv 12＝ E ＋ 1(2m)v 22③2212联立①②③式得E ＝16mv 0.④( ⅱ)由②式可知 v 2<v 1， A 将继续压缩弹簧，直至 A 、 B 、C 三者速度相同，设此速度为v 3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为E p .由动量守恒定律和能量守恒定律得mv 0＝ 3mv 3⑤ 1 212⑥2mv 0－ E ＝ 2(3m)v 3＋ E p联立④⑤⑥式得E p ＝13mv 02.⑦48答案： (2)(ⅰ )12( ⅱ)13 216mv 048mv 02． (2013 ·考天津卷高 )我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3 000 m 接力三连冠． 观察发现， “接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推 甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方 向上的相互作用，则 ( )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解析： 选 B. 乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项 A 错误；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即 p 甲 ＝－ p 乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项 B 正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项 C 、D 错误．9．(2013 ·考重庆卷高 )在一种新的“子母球”表演中， 让同一竖直线上的小球 A 和小球 B ， 从距水平地面高度为 ph(p ＞1) 和 h 的地方同时由静止释放，如图所示．球 A 的质量为 m ，球 B 的质量为 3m.设所有碰撞都是弹性碰撞， 重力加速度大小为 g ，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间．(1) 求球B 第一次落地时球A 的速度大小；(2) 若球 B 在第一次上升过程中就能与球A 相碰，求 p 的取值范围； (3) 在 (2)情形下，要使球 A 第一次碰后能到达比其释放点更高的位置， 求 p 应满足的条件． 解析 ： (1)小球B 第一次落地时，两球速度相等，由v 2＝ 2gh 得 v ＝ 2gh.(2) B 球从开始下落到第一次落地所用时间t 1＝ v＝ 2h ①gg由于小球 B 在第一次上升过程中就能与 A 球相碰，则B 球运动时间应满足 t 1<t 2<2t 1②由相遇条件知 1gt 22＋ v(t 2－ t 1)－ 1g(t 2－ t 1) 2＝ ph ③2 2由①②③解得 1<p<5.(3) 设 t ＝ t 2－ t 1，由①③式得 p － 1 2h，则 A 、B 两球相遇时的速度分别为 t ＝4 gv A ＝v ＋ gt ＝ 2gh ＋ g p －1 2h ＝ 2gh p ＋ 34 4g v B ＝v － gt ＝ 2gh － g p －1 2h ＝ 2gh 5－ p4 4g若 A 球碰后刚好能达到释放点，由两球相碰为弹性碰撞知1 mv A 2＋ 1·3mv B 2＝1mv ′ 2A ＋ 1·3mv ′ B 22 2 2 2mv A － 3mv B ＝－ mv A ′＋ 3mv B ′ v A ′＝ v A 可解得此时 v B ′ ＝ v B ， v A ＝ 3v B.要使 A 球碰后能到达比其释放点更高的位置，5－ p须满足 v A <3v B ，解得 p<3.由 v B ＝ 2gh ·45－ p知，4 <1 ，解得 p>1，所以 p 的取值范围是 1<p<3.答案： (1) 2gh (2)1<p<5(3)1<p<338． (2013 高·考山东卷 )(2) 如图所示， 光滑水平轨道上放置长板 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 m A ＝ 2 kg 、m B ＝1 kg 、m C ＝2 kg.开始时 C 静止， A 、B 一起以 v 0 ＝5 m/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， A 、B 再次达到 共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 发生碰撞．求 A 与 C 碰撞后瞬间 A 的速度大小．解析： (2) 因碰撞时间极短， A 与 C 碰撞过程动量守恒，设碰后瞬间A 的速度为 v A ，C 的速度为 v C ，以向右为正方向，由动量定恒定律得m A 0＝ m A A ＋ m C C ① v vvA 与B 在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为v AB ，由动量守恒定律得m A A ＋ m B 0＝ (m A ＋ m B )v AB② v v A 与 B 达到共同速度后恰好不再与 C 碰撞，应满足 v AB ＝ v C③联立①②③式，代入数据得v A ＝2 m/s.④答案： (2)2 m/s35． (2013 高·考广东卷 )如图，两块相同平板 P 1、P 2 置于光滑水平面上，质量均为m.P 2的右端固定一轻质弹簧，左端 A 与弹簧的自由端 B 相距 L.物体 P 置于 P 1 的最右端，质量为 2m 且可看作质点． P 1 与 P 以共同速度 v 0 向右运动，与静止的 P 2 发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后 P 1 与 P 2 粘连在一起． P 压缩弹簧后被弹回并停在A 点 (弹簧始终在弹性限度内 )．P 与P 2 之间的动摩擦因数为 μ.求：(1) P 1、 P 2 刚碰完时的共同速度 v 1 和 P 的最终速度 v 2； (2) 此过程中弹簧的最大压缩量 x 和相应的弹性势能 E p .解析： P 1 与 P 2 发生完全非弹性碰撞时， P 1 、P 2 组成的系统遵守动量守恒定律； P 与(P 1 ＋ P 2)通过摩擦力和弹簧弹力相互作用的过程，系统遵守动量守恒定律和能量守恒定律．注意隐含条件 P 1、 P 2、 P 的最终速度即三者最后的共同速度；弹簧压缩量最大时，P 1、 P 2、 P 三者速度相同．(1) P 1 与 P 2 碰撞时，根据动量守恒定律，得 mv 0＝ 2mv 1v 0解得 v 1＝ 2 ，方向向右P 停在 A 点时， P 1、 P 2、P 三者速度相等均为 v 2，根据动量守恒定律，得2mv 1＋ 2mv 0＝ 4mv 2解得 v 2＝34v 0，方向向右．(2) 弹簧压缩到最大时， P 1、P 2、P 三者的速度为 v 2，设由于摩擦力做功产生的热量为Q ，根据能量守恒定律，得从 P 1 与 P 2 碰撞后到弹簧压缩到最大1× 2mv 12＋ 1× 2mv 02＝ 1× 4mv 22＋ Q ＋ E p 22 2 从 P 1 与 P 2 碰撞后到 P 停在 A 点 1× 2mv 12＋ 1× 2mv 02＝ 1× 4mv 22＋ 2Q 22 21212联立以上两式解得 E p ＝ 16mv 0， Q ＝16mv 0 根据功能关系有 Q ＝ μ·2mg(L ＋ x)2解得 x ＝ v 0－ L . 32μg1 v 0，方向向右 3答案 ： (1)v 1＝ v 2＝ v 0，方向向右22 4v 0 － L 1 2(2)32μg16mv 0 5． (2013 ·考江苏卷高 )水平面上， 一白球与一静止的灰球碰撞， 两球质量相等． 碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的()A ．30%B ． 50%C ． 70%x 1 D ． 90%2解析： 选 A. 根据 v ＝ t 和 E k ＝ 2mv 解决问题．量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间12∶7，即碰撞后两球速度大小v ′ 与碰撞前白球速度 v 的比值， v ′ 7 距之比为v ＝12.所以损失 的动能 1 2 1 2， E k ≈ 30%，故选项 A 正确． E k ＝ mv － ·2mv ′ E k02 212． (2013 ·考江苏卷高 )【选做题】 C.[选修 3－ 5](3) 如图所示，进行太空行走的宇航员A 和 B 的质量分别为 80 kg 和 100 kg ，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为 0.1 m/s. A 将B 向空间站方向轻推后， A 的速度变为 0.2 m/s ，求此时 B 的速度大小和方向．解析： (3)根据动量守恒定律，(m A ＋ m B )v 0＝ m A v A ＋m B v B ，代入数值解得 v B ＝ 0.02 m/s ，离开空间站方向．答案： (3)0.02 m/s ，离开空间站方向30． (2013 ·考福建卷高 )(2) 将静置在地面上，质量为 M(含燃料 )的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0 竖直向下喷出质量为 m 的炽热气体。