动量守恒定律练习题含答案及解析.docx

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1、动量守恒定律练习题含答案及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．水平放置长为L=4.5m的传送带顺时针转动，速度为v=3m/s，质量为m2=3kg的小球被长为l1m的轻质细线悬挂在O点，球的左边缘恰于传送带右端B对齐；质量为m1=1kg的物块自传送带上的左端A点以初速度v0=5m/s的速度水平向右运动，运动至B点与球m2发生碰撞，在极短的时间内以碰撞前速率的1反弹，小球向右摆动一个小角度即被取走。2已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1，取重力加速度g10m/s2。求：（1）碰撞后瞬间，小球受到的拉力是多大？（2）物块在传送带

2、上运动的整个过程中，与传送带间摩擦而产生的内能是多少？【答案】（1）42N（2）13.5J【解析】【详解】解：设滑块m1与小球碰撞前一直做匀减速运动，根据动能定理：mgL=1mv21mv21211210解之可得：v1=4m/s因为v1v，说明假设合理m1v1=12滑块与小球碰撞，由动量守恒定律：2m1v1+m2v2解之得：v2=2m/s碰后，对小球，根据牛顿第二定律：Fm2gm2v22l小球受到的拉力：F42N（2）设滑块与小球碰撞前的运动时间为t1，则L1v0v1t12解之得：t11s在这过程中，传送带运行距离为：S1vt13m滑块

3、与传送带的相对路程为：X1LX11.5m设滑块与小球碰撞后不能回到传送带左端，向左运动最大时间为t2则根据动量定理：m1gt2m11v12解之得：t22s滑块向左运动最大位移：xm11v1t2=2m22因为xmL，说明假设成立，即滑块最终从传送带的右端离开传送带1再考虑到滑块与小球碰后的速度2v1

4、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m1=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

5、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FN；(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B2=2T时，要让物体Q从gh边穿出磁场且在磁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)FN

6、4.6102N(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：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)1m2vc21m2v

7、2222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ef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：1272m2运动周期：TqB2则Q在磁场中运动的最长时间：tT127?2m2127s3

8、60360qB2360此时对应的角：190和21433．如图甲所示，物块A、B的质量分别是mAB=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