高考物理动量守恒定律及其解题技巧及练习题(含答案).docx

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1、高考物理动量守恒定律及其解题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速度v0从右端滑上B，一段时间后，以v0滑离B，并恰好能2到达C的最高点．A、B、C的质量均为m．求：（1）A刚滑离木板B时，木板B的速度；（2）A与B的上表面间的动摩擦因数；（3）圆弧槽C的半径R；（4）从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能．【答案】（

2、1）vBv0；（2）5v02v02（4）15mv02＝416gL（3）RE64g32【解析】【详解】(1)对A在木板B上的滑动过程，取A、B、C为一个系统，根据动量守恒定律有：解得vB＝mv0＝mv0＋2mvB2v04(2)对A在木板B上的滑动过程，A、B、C系统减少的动能全部转化为系统产生的热量mgL＝1mv02－1m(v0)2－12m(v0)2222245v02解得16gL(3)对A滑上C直到最高点的作用过程，A、C系统水平方向上动量守恒，则有：mv0＋mvB＝2mv2A、C系统机械能守恒：mgR＝1m(v0)21m(v

3、0)212mv222242v02解得R64g(4)对A滑上C直到离开C的作用过程，A、C系统水平方向上动量守恒mv0mv024mvAmvCA、C系统初、末状态机械能守恒，1m(v0)21m(v0)21m21m22224vA2vC2解得vA＝v0.4所以从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能为：2E＝1mv02－1mv2A＝15mv02232【点睛】该题是一个板块的问题，关键是要理清A、B、C运动的物理过程，灵活选择物理规律，能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解．2．如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA

4、B=4.0kg和m=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：①物块C的质量？②B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能EP？【答案】（1）2kg（2）9J【解析】试题分析：①由图知，C与A碰前速度为v1＝9m/s，碰后速度为v2＝3m/s，C与A碰撞过程动量守恒．mcv1＝（mA＋mC）v2即mc＝2kg②12s时B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和

5、机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大（mA＋mC）v3＝（mA＋mB＋mC）v4得Ep＝9J考点：考查了动量守恒定律，机械能守恒定律的应用【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题．3．如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置U形滑板N，滑板两端为半径R=0．45m的1/4圆弧面．A和D分别是圆弧的端点，BC段表面粗糙，其余段表面光滑．小滑块P1和P2的质量均为m．滑板的质量M=4m，P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=

6、0．10和μ2=0．20，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．开始时滑板紧靠槽的左端，P2静止在粗糙面的B点，P1以v0=4．0m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下，与P2发生弹性碰撞后，P1处在粗糙面B点上．当P2滑到C点时，滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连，P2继续运动，到达D点时速度为零．P1与P2视为质点，取g=10m/s2．问：（1）P1和P2碰撞后瞬间P1、P2的速度分别为多大？（2）P2在BC段向右滑动时，滑板的加速度为多大？（3）N、P1和P2最终静止后，P1与P2间的距离为多少？【答案】（1）v10、v25m/

7、s（2）a20.4m/s2（3）△S=1．47m【解析】试题分析：（1）P滑到最低点速度为v，由机械能守恒定律有：12mgR12mv0mv11122解得：v1=5m/sP、P碰撞，满足动量守恒，机械能守恒定律，设碰后速度分别为v1、v212则由动量守恒和机械能守恒可得：mv1mv1mv21mv121mv121mv22222解得：v10、v25m/s（2）P2向右滑动时，假设P1保持不动，对P2有：f2=μ2mg=2m（向左）设P、M的加速度为a；对P、M有：f=（m+M）a2121a2fM2m0.4m/s2m5m此时对P1有：

8、f1=ma2=0．4m＜fm=1．0m，所以假设成立．故滑块的加速度为0．4m/s2；（3）P2滑到C点速度为v2，由mgR1mv222得v23m/sP1、P2碰撞到P2滑到C点时，设P1、M速度为v，由动量守恒定律得：mv2(mM)vmv2解得：v=0．40m/s对P1、P