高考物理动量守恒定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案).docx

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1、高考物理动量守恒定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)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mABC=1kg、m=2kg、m=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

2、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，

3、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：

4、竖直面内固定的绝缘轨道abcR=3m的光滑圆弧段bc与长l=1.5m的粗，由半径糙水平段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=10N/C的匀强电场，Ocb的外侧有一长度足够长、宽度d=1.6m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=3×10-3kg、电荷量q=3×l0-3C的带正电小物体Q静止在圆弧轨道上b点，质量m

5、1=1.5×10-3kg的不带电小物体P从轨道右端a以v0=8m/s的水平速度向左运动，P、Q碰撞时间极短，碰后P以1m/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=10m/s2．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B1；(3)当区域efgh内所加磁场的磁感应强度为

6、B=2T时，要让物体Q从gh边穿出磁场且在磁2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)FN4.6102N(2)B11.25T(3)t127s,1900和21430360【解析】【详解】解：(1)设P碰撞前后的速度分别为v1和v1，Q碰后的速度为v2从a到b，对，由动能定理得：1212P-m1gl2m1v12m1v0解得：v17m/s碰撞过程中，对P，Q系统：由动量守恒定律：m1v1m1v1m2v2取向左为正方向，由题意v11m/s，解得：v24m/sb点：对Q，由牛顿第二定律得：

7、FNm2gm2v22R解得:FN4.6102N(2)设Q在c点的速度为vc，在b到c点，由机械能守恒定律：m2gR(1cos)1m2vc21m2v2222解得：vc2m/s进入磁场后：Q所受电场力FqE3102Nm2g，Q在磁场做匀速率圆周运动由牛顿第二定律得：qvcB1m2vc2r1Q刚好不从gh边穿出磁场，由几何关系：r1d1.6m解得：B11.25T(3)当所加磁场B22T，r2m2vc1mqB2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e

8、f边与圆轨迹相切，轨迹如图所示：dr2设最大圆心角为，由几何关系得：cos(180)r2解得：127运动周期：T2m2qB2则Q在磁场中运动的最长时间：tT127?2m2127s360360qB2360此时对应的角：190和21433．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1圆孤，BC部分水平粗糙，BC长为L=0.6m。一可看做质点的小物块从A点由静止4释放，滑到C点刚好相对小车停止