物理試卷物理動(dòng)量守恒定律題分類(lèi)匯編及解析

物理試卷物理動(dòng)量守恒定律題分類(lèi)匯編及解析一、高考物理精講專(zhuān)題動(dòng)量守恒定律1．如圖所示，小明站在靜止在光滑水平面上的小車(chē)上用力向右推靜止的木箱，木箱最終以速度V向右勻速運(yùn)動(dòng)?已知木箱的質(zhì)量為m,人與車(chē)的總質(zhì)量為2m,木箱運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后與豎直墻壁發(fā)生無(wú)機(jī)械能損失的碰撞，反彈回來(lái)后被小明接住．求：(1)推出木箱后小明和小車(chē)一起運(yùn)動(dòng)的速度V]的大??；⑵小明接住木箱后三者一起運(yùn)動(dòng)的速度V2的大小.v 2v【答案】①2；②亍【解析】試題分析：①取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律有：0=2mv]-mvv得v=審1 2②小明接木箱的過(guò)程中動(dòng)量守恒，有mv+2mV]=(m+2m)v22v解得v2二~3考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律2.在圖所示足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，用質(zhì)量分別為3kg和1kg的甲、乙兩滑塊，將僅與甲拴接的輕彈簧壓緊后處于靜止?fàn)顟B(tài).乙的右側(cè)有一擋板P.現(xiàn)將兩滑塊由靜止釋放，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，甲的速度大小為2m/s，此時(shí)乙尚未與P相撞.甲乙求彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)乙的速度大?。蝗粢遗c擋板P碰撞反彈后，不能再與彈簧發(fā)生碰撞?求擋板P對(duì)乙的沖量的最大值.【答案】v亍6m/s.I=8N【解析】【詳解】當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，設(shè)甲乙的速度分別為門(mén)和：，對(duì)兩滑塊及彈簧組成的系統(tǒng)，設(shè)向左的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律可得：訊1巧+7H2V2—0又知’I聯(lián)立以上方程可得，r'=_■'，：，-'，方向向右。乙反彈后甲乙剛好不發(fā)生碰撞，則說(shuō)明乙反彈的的速度最大為，由動(dòng)量定理可得，擋板對(duì)乙滑塊沖量的最大值為：/一7H2V3-m2V2一】x2N+s-1x(-6)Ns-8N-s3．（16分）如圖,水平桌面固定著光滑斜槽，光滑斜槽的末端和一水平木板平滑連接，設(shè)物塊通過(guò)銜接處時(shí)速率沒(méi)有改變。質(zhì)量m1=0.40kg的物塊A從斜槽上端距水平木板高度h=0.80m處下滑，并與放在水平木板左端的質(zhì)量m2=0.20kg的物塊B相碰，相碰后物塊B滑行x=4.0m到木板的C點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，物塊A滑到木板的D點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)。已知物塊B與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)亠=0.20，重力加速度g=10m/s2,求：（1）物塊A沿斜槽滑下與物塊B碰撞前瞬間的速度大??；⑵滑動(dòng)摩擦力對(duì)物塊B做的功；（3） 物塊A與物塊B碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能?！敬鸢浮浚?）v0=4.0m/s（2）W=-1.6J（3）E=0.80J【解析】試題分析：①設(shè)物塊A滑到斜面底端與物塊B碰撞前時(shí)的速度大小為v°,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有m1gh=2m1vj（1分）v0=\：'2gh，解得：v0=4.0m/s（1分）設(shè)物塊B受到的滑動(dòng)摩擦力為f,摩擦力做功為W,則f=ym2g（1分）W=—ym2gx解得：W=—1.6J（1分）設(shè)物塊A與物塊B碰撞后的速度為V],物塊B受到碰撞后的速度為v,碰撞損失的機(jī)械1能為E,根據(jù)動(dòng)能定理有一|im2gx=0—2m2V2解得：v=4.0m/s（1分）根據(jù)動(dòng)量守恒定律mNohmR+mzVU分）解得：v1=2.0m/s（1分）111能量寸恒2m1v0=2m1vi2+2m2v2+E（1分）解得：E=0.80J（1分）考點(diǎn)：考查了機(jī)械能守恒,動(dòng)量守恒定律4.如圖所示，一小車(chē)置于光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧右端固定，左端栓連物塊匕小車(chē)質(zhì)量M=3kg,AO部分粗糙且長(zhǎng)L=2m，動(dòng)摩擦因數(shù)^=0.3,OB部分光滑.另一小物塊a.放在車(chē)的最左端，和車(chē)一起以v0=4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，車(chē)撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱?，但不與擋板粘連.已知車(chē)ob部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi).a、b兩物塊視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量均為m=1kg，碰撞時(shí)間極短且不粘連，碰后一起向右運(yùn)動(dòng).（取g=10m/s2）求：當(dāng)物塊a相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)小車(chē)右端B到擋板的距離；⑶當(dāng)物塊a相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)在小車(chē)上的位置到0點(diǎn)的距離.【答案】(1)1m/s(2) ■■■ (3)x=0.125m【解析】1 1-nmgL- -護(hù)謝試題分析：(1)對(duì)物塊a,由動(dòng)能定理得： - ：代入數(shù)據(jù)解得a與b碰前速度：：.二：匚-；a、b碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以a的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：：…?.二代入數(shù)據(jù)解得：：_二二：-■；(2)當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)兩物塊分離，a以\=-::匚在小車(chē)上向左滑動(dòng)，當(dāng)與車(chē)同速時(shí)，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：匚一二代入數(shù)據(jù)解得：「二:二一-，對(duì)小車(chē)，由動(dòng)能定理得：廠(chǎng)二匚一匸廠(chǎng)，代入數(shù)據(jù)解得，同速時(shí)車(chē)B端距擋板的距離：「二丁匚二】匸二「：；由能量守恒得:『二—_二一二_「丁,解得滑塊a與車(chē)相對(duì)靜止時(shí)與O點(diǎn)距離：工==匚=〕1二：；考點(diǎn)：動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了求速度、距離問(wèn)題，分析清楚運(yùn)動(dòng)過(guò)程、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律即可正確解題。5．裝甲車(chē)和戰(zhàn)艦采用多層鋼板比采用同樣質(zhì)量的單層鋼板更能抵御穿甲彈的射擊．通過(guò)對(duì)一下簡(jiǎn)化模型的計(jì)算可以粗略說(shuō)明其原因.質(zhì)量為2m、厚度為2d的鋼板靜止在水平光滑桌面上.質(zhì)量為m的子彈以某一速度垂直射向該鋼板，剛好能將鋼板射穿.現(xiàn)把鋼板分成厚度均為d、質(zhì)量均為m的相同兩塊，間隔一段距離水平放置，如圖所示.若子彈以相同的速度垂直射向第一塊鋼板，穿出后再射向第二塊鋼板，求子彈射入第二塊鋼板的深度．設(shè)子彈在鋼板中受到的阻力為恒力，且兩塊鋼板不會(huì)發(fā)生碰撞不計(jì)重力影2m刃加"打打切毎兒2m刃加"打打切毎兒響. — —【答案】進(jìn)子H初遛虞角BAffJirAlifffJM&in.**F?&*n-fW的戰(zhàn)問(wèn)證度為F,由初K硏恒稈<2*14M)K■MUt O?w p■扌為此垃用中動(dòng)険揭央為d￡?右眄嗚*JhiF” 悄養(yǎng)用 A￡■iflrej分故兩塊糊板Sb 時(shí)薛常的魂訊升剛內(nèi)釣利*?也材■簾tsttpi為子揮金惆岳申曼涇齢祖力為怕力「Hjrm-ftffls的仍猶描喪為學(xué).金険*gT -聯(lián)立①gT -聯(lián)立①?@?戎.H為唱刑舟必翼KF%?翔【解析】設(shè)子彈初速度為V0,射入厚度為2d的鋼板后，由動(dòng)量守恒得：mv0=（2m+m）V（2分）11此過(guò)程中動(dòng)能損失為：AE=f?2d=mv2—x3mV2（2分）損 2o21解得AE=3mv0分成兩塊鋼板后，設(shè)子彈穿過(guò)第一塊鋼板時(shí)兩者的速度分別為v1和V1：mv1+mV1=mv0（2分）1因?yàn)樽訌椩谏浯┑谝粔K鋼板的動(dòng)能損失為AE損］=f?d=mv2（1分），損1 & 0由能量守恒得：111mv2+mV2=mv2—AE“（2分）21 2120 損1且考慮到v1必須大于V1，解得：vi=（2￡）vo設(shè)子彈射入第二塊鋼板并留在其中后兩者的共同速度為v2,由動(dòng)量守恒得：2mV2=mV]（1分）一11損失的動(dòng)能為：AE'=mv2—x2mV2（2分）2122忑1聯(lián)立解得：血=—（1+ ）X—mv22百0因?yàn)锳E,=f^x（1分），可解得射入第二鋼板的深度x為：工二二^二（2分）4子彈打木塊系統(tǒng)能量損失完全轉(zhuǎn)化為了熱量，相互作用力乘以相對(duì)位移為產(chǎn)生的熱量，以系統(tǒng)為研究對(duì)象由能量守恒列式求解6.[物理-選修3—5]（1）天然放射性元素239Pu經(jīng)過(guò) 次a衰變和 次6衰變，最后變成鉛的同位94素 。（填入鉛的三種同位素206Pb、207Pb、208Pb中的一種）828282（2） 某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律．圖中兩擺擺長(zhǎng)相同，懸掛于同一高度，人、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1:2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其側(cè)面剛好接觸?向右上方拉動(dòng)B球使其擺線(xiàn)伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放?結(jié)果觀(guān)察到兩擺球粘在一起擺動(dòng)，且最大擺角成30°．若本實(shí)驗(yàn)允許的最大誤差為±4％，此實(shí)驗(yàn)是否成功地驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？P-P【答案】（1）8,4，207Pb；（2） 1<4%82 P1【解析】【詳解】（1）設(shè)發(fā)生了x次a衰變和y次6衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，2x-y+82=94，239=207+4x由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，x=8，y=4．若是鉛的同位素206，或208，不滿(mǎn)足兩數(shù)守恒，因此最后變成鉛的同位素是207Pb82

(2)設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，擺長(zhǎng)為/,B球的初始高度為久，碰撞前B球的速度為vB.在不考慮擺線(xiàn)質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h=/(1-cos45°)①1mv2=mgh②2BBB1設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動(dòng)量的大小分別為3、P2.有P1=mBVB③聯(lián)立①②③式得P=mx.2gl(1-cos45°)④同理可得P=(m+m)J2gl(1-cos30°)⑤2 AB聯(lián)立④⑤式得PmPm+mT=ABmB1-cos30°1-cos45°⑥代入已知條件得=1.03⑦由此可以推出P—P—P 1P1<4%⑧所以，此實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律．7．氡是一種放射性氣體，主要來(lái)源于不合格的水泥、墻磚、石材等建筑材料．呼吸時(shí)氡氣會(huì)隨氣體進(jìn)入肺臟，氡衰變時(shí)放出a射線(xiàn)，這種射線(xiàn)像小“炸彈"一樣轟擊肺細(xì)胞，使肺細(xì)胞受損，從而引發(fā)肺癌、白血病等.若有一靜止的氡核282Rn發(fā)生a衰變，放出一個(gè)速度86為vo、質(zhì)量為m的a粒子和一個(gè)質(zhì)量為M的反沖核釙218Po此過(guò)程動(dòng)量守恒，若氡核發(fā)0 84生衰變時(shí)，釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為a粒子和釙核的動(dòng)能。(1)寫(xiě)衰變方程；求出反沖核釙的速度；(計(jì)算結(jié)果用題中字母表示)求出這一衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損。(計(jì)算結(jié)果用題中字母表示)mv【答案】(1)222RnT218Po+4He； (2)v=- 0，負(fù)號(hào)表示方向與a離子速度方向86 84 2 M

相反；(M+m)mv2相反；(3)Am= o2Me2解析】分析】詳解】1）由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒定律可知，核反應(yīng)方程式為222RnT218Po+4He86 84 2（2）核反應(yīng)過(guò)程動(dòng)量守恒，以a離子的速度方向?yàn)檎较蛴蓜?dòng)量守恒定律得mv+Mv=00mv解得v二- 0，負(fù)號(hào)表示方向與a離子速度方向相反M3）衰變過(guò)程產(chǎn)生的能量TOC\o"1-5"\h\z1 (MAE=—mv2+Mv2= o\o"CurrentDocument"o2 2M由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得AE=Ame2解得(MAm= oMe28.如圖所示，在光滑水平面上有一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板B,上表面粗糙，在其左端有一個(gè)光滑1的4圓弧槽C與長(zhǎng)木板接觸但不連接，圓弧槽的下端與木板的上表面相平，B、C靜止在水v平面上，現(xiàn)有滑塊A以初速度v0從右端滑上B并以才滑離B,恰好能到達(dá)C的最高點(diǎn).A、（2）（2）4圓弧槽c的半徑r5v2v2【答案】d）卩碗;(2) 64g【解析】由于水平面光滑，A與B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒和能量守恒，有:mv0=m(-v0)+2mv1①1111ymgL二-mv02--m(-v0)2--x2m%2②5v2聯(lián)立①②解得：卩二 〒.16gL②當(dāng)A滑上C,B與C分離，A、C間發(fā)生相互作用.A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)兩者的速度相等.A、C組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒和系統(tǒng)機(jī)械能守恒：1m(—v0)+mv1=(m+m)v2③1111-m(-v0)2+-mv”二-(2m)v22+mgR④v2聯(lián)立①③④解得：R二廠(chǎng)64g點(diǎn)睛：該題考查動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，列出動(dòng)量守恒以及能量轉(zhuǎn)化的方程；注意使用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)要規(guī)定正方向.9.如圖所示，質(zhì)量均為M=4kg的小車(chē)人、B,B車(chē)上用輕繩掛有質(zhì)量為m=2kg的小球C,與B車(chē)靜止在水平地面上，A車(chē)以嶺=2m/s的速度在光滑水平面上向B車(chē)運(yùn)動(dòng)，相碰后粘在一起(碰撞時(shí)間很短).求：(1)碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；⑵碰后小球C第一次回到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小.【答案】(1)4J(2)1.6m/s【解析】【詳解】解：⑴設(shè)A、B車(chē)碰后共同速度為V]，由動(dòng)量守恒得：Mv°二2Mv]11系統(tǒng)損失的能量為：E=—Mv2—x2Mv2—4J損2 0 2 1⑵設(shè)小球C再次回到最低點(diǎn)時(shí)A、B車(chē)速為v2，小球C速度為v3，對(duì)A、B、C系統(tǒng)由水平方向動(dòng)量守恒得：-MV］二2Mv2+mv3111由能量守恒得?一x2Mv2=x2Mv2+mv-2 1 2 2 2 3解得：v3二1.6m/s如圖所示，光滑固定斜面的傾角0=30°，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與質(zhì)量M=3kg的物體B相連，初始時(shí)B靜止.質(zhì)量m=1kg的A物體在斜面上距B物體處s1=10cm靜止釋放，A物體下滑過(guò)程中與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后與B粘在一起，已知碰后整體經(jīng)t=0.2s下滑s2=5cm至最低點(diǎn)-彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，A、B可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2．(1)從碰后到最低點(diǎn)的過(guò)程中，求彈簧最大的彈性勢(shì)能;(2)碰后至返回到碰撞點(diǎn)的過(guò)程中，求彈簧對(duì)物體B的沖量大小.30'30'【答案】(1)1．125J；(2)10Ns【解析】【分析】A物體下滑過(guò)程，A物體機(jī)械能守恒，求得A與B碰前的速度；A與B碰撞是完全非彈性碰撞，A、B組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒，求得碰后AB的共同速度；從碰后到最低點(diǎn)的過(guò)程中，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可求得從碰后到最低點(diǎn)的過(guò)程中彈性勢(shì)能的增加量．從碰后至返回到碰撞點(diǎn)的過(guò)程中，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可求得返回碰撞點(diǎn)時(shí)AB的速度；對(duì)AB從碰后至返回到碰撞點(diǎn)的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理，可得此過(guò)程中彈簧對(duì)物體B沖量的大小．【詳解】1(1)A物體下滑過(guò)程，A物體機(jī)械能守恒，貝y：mgS]Sin3Oo二亍mv0解得：v 2gSsin3Oo=^2x10x0.1x0.5m/'s-1m/'sA與B碰撞是完全非彈性碰撞，據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv=(m+M)v01解得：V]=0.25ms從碰后到最低點(diǎn)的過(guò)程中，Ab和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，貝y：1E =—(m+M)v2+(m+M)gSsin300PT增212解得:EPT增二1"125J(2)從碰后至返回到碰撞點(diǎn)的過(guò)程中，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可求得返回碰撞點(diǎn)時(shí)AB的速度大小v2=V1=0.25m/s以沿斜面向上為正，由動(dòng)量定理可得：I-(m+M)gsin300x2t=(m+M)v-[-(m+M)v]T 2 1解得：I]=10N-s如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量為4m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板右端緊靠豎直墻壁，與墻壁

不粘連.質(zhì)量為m不粘連.質(zhì)量為m的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平速度v0滑上木板左端，滑到木板右端時(shí)速度恰好為零.現(xiàn)小滑塊以水平速度v滑上木板左端，滑到木板右端時(shí)與豎直墻壁發(fā)生彈v性碰撞，小滑塊彈回后，剛好能夠滑到木板左端而不從木板上落下，求丁的值.0【答案】—二匚斗2【解析】1試題分析：小滑塊以水平速度V。右滑時(shí)，有：-fL=0_2肌冷（2分）11小滑塊以速度v滑上木板到運(yùn)動(dòng)至碰墻時(shí)速度為V],則有-fL=2mvj-qmv2（2分）滑塊與墻碰后至向左運(yùn)動(dòng)到木板左端，此時(shí)滑塊、木板的共同速度為v2,則有mv則有