高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析).docx

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1、高中物理动量守恒定律试题(有答案和解析)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．在图所示足够长的光滑水平面上，用质量分别为3kg和1kg的甲、乙两滑块，将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态．乙的右侧有一挡板恢复原长时，甲的速度大小为2m/s，此时乙尚未与P.现将两滑块由静止释放，当弹簧P相撞．①求弹簧恢复原长时乙的速度大小；②若乙与挡板P碰撞反弹后，不能再与弹簧发生碰撞．求挡板P对乙的冲量的最大值．【答案】v乙＝6m/s.I＝8N【解析】【详解】（1）当弹簧恢复原长时，设甲乙的速度分别为左的方向为正

2、方向，由动量守恒定律可得：和，对两滑块及弹簧组成的系统，设向又知联立以上方程可得，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，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次碰撞之间的时间；(

3、3)两小球发生第3次碰撞时的位置与挡板的距离．【答案】(1)4v01v0方向均与v0相同(2)6L(3)9L335v0【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:m2v0m1v1m2v21m2v021m

4、1v121m2v22222整理得：v12m2v0，v2m2m1v0m1m2m1m241解得v1v0，v2v0，方向均与v0相同．332）设经过时间t两小球发生第2次碰撞，小球AB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m1vAm2vBm

5、1vAm2vB；1m1vA21m2vB21m1vA21m2vB22222整理得：vA(m1m2)vA2m2vB，vB(m2m1)vB2m1vAm1m2m1m2解得：vA87v0v0，vB99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：x9L3．牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16．分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度．若上述过程是质量为2m

6、的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小．【答案】v0v0【解析】设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2由动量守恒定律得2mv0＝2mv1＋mv2且由题意知＝解得v1＝v0，v2＝v0视频4．用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”．1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射（轰击）氢和氨（它们可视为处于静止状态）．测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氨核和氦核的质量之比为7：0．查德威克假设铍“辐射”是由一种质

7、量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子．假设铍“辐射”中的中性粒子与氢或氦发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量．（质量用原子质量单位u表示，1u等于1个12C原子质量的十二分之一．取氢核和氦核的质量分别为1.0u和14u．）【答案】m＝1.2u【解析】设构成铍“副射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v，氢核的质量为mH．构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v′和vH′．由动量守恒与能量守恒定律得mv＝mv′＋m

8、HvH′①1mv2＝1mv′2＋12222mHvH′②解得2mvvH′＝mmH③同理，对于质量为mN的氮核，其碰后速度为2mvV′＝mmN④N由③④式可得mNvN'mHvH'⑤m＝vH'vN'根据题意可知HN⑥v′＝7.0v′将上式与题给数据代入⑤式得m＝1.2u⑦5．如图，水平面上相距为L=5m的P、Q两点分别固定一竖直挡板，一质量为M=2kg的小物块B静止在O点，OP段光滑，OQ段粗糙且长度为d=3m．一质量为m=1kg