高考必备物理动量守恒定律技巧全解及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考必备物理动量守恒定律技巧全解及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的总质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求：(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小；(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小．【答案】①v；②2v23【解析】试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv1-mv得v1v2②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv1=

2、（m+2m）v2解得v22v3考点：动量守恒定律2．如图所示，在水平地面上有两物块甲和乙，它们的质量分别为2m、m，甲与地面间无摩擦，乙与地面间的动摩擦因数恒定．现让甲以速度v0向着静止的乙运动并发生正碰，且碰撞时间极短，若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞，试求：（1）第一次碰撞过程中系统损失的动能（2）第一次碰撞过程中甲对乙的冲量【答案】(1)1mv02；(2)mv04【解析】【详解】解：(1)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v1、v2，之后甲做匀速直线运动，乙以v2初速度做匀减速直线运动，在乙刚停下时甲追上乙碰撞，因此两物体在这段时间平均速度

3、相等，有：v1v22而第一次碰撞中系统动量守恒有：2mv02mv1mv2由以上两式可得：v1v0，v2v02所以第一次碰撞中的机械能损失为：E1g2mgv021g2mgv121mv221mv022224(2)根据动量定理可得第一次碰撞过程中甲对乙的冲量：Imv20mv03．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m1=1kg的小球A，质量m2=2kg的小球B以速度v0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

4、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)4v01v方向均与v相同(2)6L(3)9L3005v03【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v1，小球B的速度为v2，根据动量守恒定律和机械能守恒定律:m2v0m1v1m2v21m2v021m1v121m2v22222整理得：v

5、12m2v0，v2m2m1v0m1m2m1m2解得v14v0，v21v0，方向均与v0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x1、x2，则有x1v1t，x2v2t由几何关系知：x1x22L整理得：t6L5v0（3）两小球第2次碰撞时的位置与挡板的距离：xLx23L5以向左为正方向，第2次碰前A的速度vA4v0，B的速度为vB1v0，如图所示．33设碰后A的速度为vA，B的速度为vB．根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有m1vAm2vBm1vAm2vB；1m1vA21m2vB21m1vA21m2vB22222整理得：vA(m

6、1m2)vA2m2vB，vB(m2m1)vB2m1vAm1m2m1m2解得：vA8v0，vB7v099设第2次碰后经过时间t发生第3次碰撞，碰撞时的位置与挡板相距x，则xxvBt，xxvAt整理得：x9L4．如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端栓连物块b,小车质量M=3kg，AO部分粗糙且长L=2m，动摩擦因数μ=0.3，OB部分光滑．另一小物块a．放在车的最左端，和车一起以v0=4m/s的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连．已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内．a、b两物块视为质点

7、质量均为m=1kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动．（取g=10m/s2）求：(1)物块a与b碰后的速度大小；(2)当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离．【答案】(1)1m/s(2)(3)x=0.125m【解析】试题分析：（1）对物块a，由动能定理得：代入数据解得a与b碰前速度：；a、b碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：；（2）当弹簧恢复到原长时两物块分离，a以在小车上向左滑动，当与车同速时，以向左为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得

8、：，对小车，由动能定理得：，代入数据解得，同速时车B