高中物理动量守恒定律模拟试题.docx

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1、高中物理动量守恒定律模拟试题一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．如图所示，质量M=1kg的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd和ef两个光滑半圆形导轨，c与e端由导线连接，一质量m=lkg的导体棒自ce端的正上方h=2m处平行ce由静止下落，并恰好从ce端进入凹槽，整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。已知磁场的磁感应强度B=0.5T，导轨的间距与导体棒的长度均为L=0.5m，导轨的半径r=0.5m，导体棒的电阻R=1Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。(1)求导体棒刚进

2、入凹槽时的速度大小；(2)求导体棒从开始下落到最终静止的过程中系统产生的热量；(3)若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为16J，求导体棒第一次通过最低点时回路中的电功率。【答案】(1)v210m/s(2)25J(3)P9W4【解析】【详解】解：(1)根据机械能守恒定律，可得：mgh1mv22解得导体棒刚进入凹槽时的速度大小：v210m/s(2)导体棒早凹槽导轨上运动过程中发生电磁感应现象，产生感应电流，最终整个系统处于静止，圆柱体停在凹槽最低点根据能力守恒可知，整个过程中系统产生的热量：Qmg(hr)25J(3)设导体棒第一次通过最低

3、点时速度大小为v1，凹槽速度大小为v2，导体棒在凹槽内运动时系统在水平方向动量守恒，故有：mv1Mv2由能量守恒可得：1mv121mv22mg(hr)Q122导体棒第一次通过最低点时感应电动势：EBLv1BLv2E2回路电功率：PR9联立解得：PW42．如图所示,在倾角30°的斜面上放置一个凹撸B,B与斜面间的动摩擦因数3；槽内6靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点),它到凹槽左侧壁的距离d0.1m，A、B的质量都为m=2kg，B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩摞力,不计A、B之间的摩擦,斜面足够长．现同时由静止释放A、B,经过一段时间,A与B的侧壁发生

4、碰撞,碰撞过程不计机械能损失,碰撞时间极短,g取10m/s2.求：(1)释放后物块A和凹槽B的加速度分别是多大?(2)物块A与凹槽B的左侧壁第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；(3)从初始位置到物块A与凹糟B的左侧壁发生第三次碰撞时B的位移大小．【答案】（1）（2）vAn-1，vBn-1（3）xn总=0.2n2m=(n-1)m?s="n"m?s【解析】【分析】【详解】（1）设物块A的加速度为a1，则有mAgsinθ=ma1，解得a1=5m/s2凹槽B运动时受到的摩擦力f=μ×3mgcosθ=mg方向沿斜面向上；凹槽B所受重力沿斜面的分力G1=2mgsinθ=mg

5、方向沿斜面向下；因为G1=f，则凹槽B受力平衡，保持静止，凹槽B的加速度为a2=0（2）设A与B的左壁第一次碰撞前的速度为vA0，根据运动公式：v2A0=2a1d解得vA0=3m/s；AB发生弹性碰撞，设A与B第一次碰撞后瞬间A的速度大小为vA1，B的速度为vB1，则由动量守恒定律：mvA0mvA12mvB1；由能量关系：1mvA201mvA1212mvB21222解得vA1=-1m/s(负号表示方向)，vB1=2m/s3．如图所示，一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上，光滑圆弧MN的半径为R=3.2m，水平部分NP长L=3.5m，物体B静止在足够长的平板小车

6、C上，B与小车的接触面光滑，小车的左端紧贴平台的右端．从M点由静止释放的物体A滑至轨道最右端P点后再滑上小车，物体A滑上小车后若与物体B相碰必粘在一起，它们间无竖直作用力．A与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．物体A、B和小车C的质量均为1kg，取g=10m/s2．求(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小？(2)物体A在NP上运动的时间？(3)物体A最终离小车左端的距离为多少？【答案】(1)物体A进入N点前瞬间对轨道的压力大小为30N；(2)物体A在NP上运动的时间为0.5s(3)物体A最终离小车左端的距

7、离为33m16【解析】试题分析：（1）物体A由M到N过程中，由动能定理得：mAAN2gR=mv在N点，由牛顿定律得FN-mAg=mA联立解得FN=3mAg=30N由牛顿第三定律得，物体A进入轨道前瞬间对轨道压力大小为：FN′=3mAg=30N（2）物体A在平台上运动过程中μmAg=mAaN2L=vt-at代入数据解得t=0.5st=3.5s(不合题意，舍去)（3）物体A刚滑上小车时速度v1=vN-at=6m/s从物体A滑上小车到相对小车静止过程中，小车、物体A组成系统动量守恒，而物体B保持静止AC2A1(m+m)v=mv小车最终速度v2=3m/s此过程中A相对

8、小车的位移为L1，则mgL11212m