2013高考物理一轮总复习专题训练 动量守恒定律及其应用（含解析）.doc

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1、第1讲动量守恒定律及其应用1．图1－1－3图1－1－3为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行．每台发动机喷气时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动．开始时，探测器相对于坐标系以恒定的速率v0沿正x方向平动．先开动P1，使P1在极短的时间内一次性喷出质量为m的气体，气体喷出时相对于坐标系的速度大小为v.然后开动P2，使P2在极短的时间内一次性喷出质量为m的气体，气体喷出时相对坐标系的速度大小为v.此时探测器的速度大小为2v0，且方向沿正y方向．假设探测器的总质量为M(包括气体的质量)，求

2、每次喷出气体的质量m与探测器总质量M的比值和每次喷出气体的速度v与v0的比值．解析：探测器第一次喷出气体时，沿x方向动量守恒，且探测器速度变为零．即Mv0＝mv①第二次喷出气体时，沿y方向动量守恒：0＝(M－2m)·2v0－mv②解①②得：＝，＝.答案：　42.图1－1－4如图1－1－4所示，一轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端系有一静止在光滑水平面上的物体B.有一质量与B相同的物体A从高h处由静止开始沿光滑的曲面滑下，与B发生碰撞一起将弹簧压缩后，A与B重新分开，A又沿曲面上升，求能达到的最大高度解析：A从h高处滑下与B碰前的速度v0＝，与B发生完全非弹性碰撞，有2mv＝mv0，得v＝，

3、A和B一起压缩弹簧，机械能守恒，回到碰撞点时的速度仍然为v，分离后A以速度v滑上光滑斜面，由mgh′＝mv2，则h′＝＝＝.-4-答案：3．图1－1－5在光滑的水平面上，质量为m1的小球A以速率v0向右运动．在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状态，如图1－1－5所示．小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运动．小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇，PQ＝1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的，求两小球质量之比m1/m2.解析：设碰撞后小球A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中动量守恒，碰撞前后动能相等，则有m1v0＝m1v1＋m2v2①

4、m1v＝m1v＋m2v②利用＝4，可解出＝2答案：24．图1－1－6如图1－1－6所示，甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而合理冲撞，已知甲运动员的质量为60kg，乙运动员的质量为70kg，接触前两运动员速度大小均为5m/s，冲撞结果，甲被撞回，速度大小为2m/s，如果接触时间为0.2s，问：(1)冲撞时两运动员的相互作用力多大？(2)撞后乙的速度大小是多少？方向又如何？解析：(1)取甲碰前的速度方向为正方向，对甲运用动量定理，有：－Ft＝－m甲v甲′－m甲v甲代入数据得F＝2100N.(2)取甲碰前的速度方向为正方向，对系统运用动量守恒定律，有：-4-m甲v甲－m乙v乙＝－m甲v甲′＋m乙v

5、乙′代入数据得v乙′＝1m/s方向与甲碰前速度方向相同．答案：(1)2100N　(2)1m/s　与甲碰前同向5．图1－1－7用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v＝6m/s的速度在光滑的水平面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C在前方静止，如图1－1－7所示．B与C碰后二者粘在一起运动，在以后的运动中，求：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块C的速度是多大？(2)弹性势能的最大值是多少？(3)A的速度可能向左吗？为什么？解析：(1)当A、B、C三个物块同速时，弹性势能最大，由动量守恒定律有：(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)v1，解得v1＝3m/s.(2)当B跟C碰时，

6、弹簧不会突然发生形变，A的运动不受影响，以B和C为系统，设B、C粘在一起时的速度为v′，则有mBv＝(mB＋mC)v′B、C粘在一起后，以A、B、C为系统，机械能守恒，有mAv2＋(mB＋mC)v′2＝(mA＋mB＋mC)v＋Epm解得Epm＝12J.(3)由于A、B、C系统的总动量守恒(总动量p＝24kg·m/s)，假若A的速度向左，那么B、C的速度向右且一定大于4m/s，B、C具有的动能Ek＝(mB＋mC)v>48J，而系统在B、C粘在一起后的总能量为48J，由于不会出现能量增加的情况，所以不会出现A的速度向左．答案：(1)3m/s　(2)12J　(3)不会6．图1－1－8如图1－1

7、－8所示，小球A从半径为R＝0.8m的1/4光滑圆弧轨道的上端点以v0＝3m/s的初速度开始滑下，到达光滑水平面上以后，与静止于该水平面上的钢块B发生碰撞，碰撞后小球A被反向弹回，沿原路进入轨道运动恰能上升到它下滑时的出发点(此时速度为零)．设A、B碰撞机械能不损失，g取10m/s2，求：-4-(1)小球A刚滑上水平面的速度．(2)A和B的质量之比．解析：(1)设小球A刚滑上水平面的速度为vA，应用机械能守恒可得：mv＋mgR＝mv