高考物理专题动量与能量压轴题特训含答案详解中学教育高考-高考.pdf

学习好资料 欢迎下载 2018年物理动量与能量压轴题特训 1 如图所示,一个轻质弹簧左端固定在墙上,一个质量为 m 的木块以速度 v0 从右边沿光滑水平面向左运动,与弹簧发生相互作用,设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内,那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量I 的大小和弹簧对木块做的功W分别是(C )2.物体 A 和 B 用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动，如图所示，A 的质量为 m，B 的质量为 M，当连接 A、B 的绳子突然断开后，物体 A 上升经某一位置时的速度大小为 v，这时物体 B 的下落速度大小为 u，在这一段时间里，弹簧的弹力对物体 A 的冲量为（D）A.mv B.mv-Mu C.mv+Mu D.mv+mu 3.如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量 m=0.08kg 的 10 块完全相同的长直木板。质量 M=1.0kg、大小可忽略的小铜块以初速度 v0=6.0m/s 从长木板左端滑上木板,当铜块滑离第一块木板时,速度大小为 v1=4.0m/s.铜块最终停在第二块木板上。取 g=10m/s2，结果保留两位有效数字。求：第一块木板的最终速度 铜块的最终速度。学习好资料 欢迎下载 解答：铜块和 10 个长木板在水平方向不受外力，所以系统动量守恒。设铜块滑动第二块木板时,第一块木板的最终速度为 v2，由动量守恒定律得，Mv0=Mv1+10mv2 解得 v2=2.5m/s.由题可知,铜块最终停在第二块木板上,设铜块的最终速度为 v3，由动量守恒定律得：Mv1+9mv2=(M+9m)v3 解得：v3=3.4m/s.4一弹丸在飞行到距离地面 5 m 高时仅有水平速度 v2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为 31.不计质量损失，取重力加速度 g10 m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()4B 设弹丸爆炸前质量为m，爆炸成甲、乙两块后质量比为 31，可知 m甲34m，m乙14m.设爆炸后甲、乙的速度分别为 v1、v2，爆炸过程中甲、乙组成的系统在水平方向动量守恒，取弹丸运动方向为正方向，有 mv34mv114mv2，得 3v1v28.爆炸后甲、乙两弹片水平飞出，做平拋运动竖直方向做自由落体运动，h12gt2，可得 t2hg1 s；水平方向做匀速直线运动，xvt，所以甲、乙飞行的水平位移大小与爆炸后甲、乙获得的速度大小在数值上相等，因此也应满足 3x1x28，从选项图中所给数据可知，B 正确【点拨】爆炸后，一定有一块弹片速度增加，大于原来速度 度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 5.如图所示，方盒 A静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块 B，盒的质量是滑块的 2 倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为 .若滑块以速度 v 开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为_，滑块相对于盒运动的路程为_ 5【解析】方盒 A 与小滑块 B 组成的系统动量守恒，mBv(mAmB)v1，又 mA2mB，所以 v1v3，对系统由动能定理得mBgx12(mAmB)v2112mBv2，解得 xv23g.【答案】v3v23g 6如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上 某时刻小孩将冰块以相对冰面 3 m/s 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度 h0.3 m(h 小于斜面体的高度)已知小孩与滑板的总质量 m130 kg，冰块的质量 m210 kg，小孩与滑板始终无相对运动取重力加速度的大小 g10 m/s2.(1)求斜面体的质量；(2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？6【解析】(1)规定向右为速度正方向冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为 v，斜面体的质量为 m3.由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得 m2v20(m2m3)v 12m2v22012(m2m3)v2m2gh 式中 v203 m/s 为冰块推出时的速度，联立式并代入题给数据得 m320 (2)设小孩推出冰块后的速度为 v1，由动量守恒定律有 m1v1m2v200 代入数据得 v11 m/s 设冰块与斜面体分离后的速度分别为 v2和 v3，由动量守恒和机械能守恒定律有度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 m2v20m2v2m3v3 12m2v22012m2v2212m3v23 联立式并代入数据得 v21 m/s 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩【答案】(1)20 kg(2)见解析 7如图所示，三个质量相同的滑块 A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上现给滑块 A 向右的初速度 v0，一段时间后 A 与 B 发生碰撞，碰后 A、B 分别以18v0、34v0的速度向右运动，B 再与 C 发生碰撞，碰后 B、C 粘在一起向右运动 滑块 A、B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值两次碰撞时间均极短求 B、C 碰后瞬间共同速度的大小 7【解析】设滑块质量为 m，A 与 B 碰撞前 A 的速度为 vA，由题意知，碰后A的速度 vA18v0；碰后 B 的速度 vB34v0 由动量守恒定律得 mvAmvAmvB 设碰撞前 A克服轨道阻力所做的功为 WA，由功能关系得 WA12mv2012mv2A 设 B 与 C 碰撞前 B 的速度为 vB，B 克服轨道阻力所做的功为 WB，由功能关系得WB12mv2B12mvB2 由于三者间隔相等，滑块A、B 与轨道间的动摩擦因数相等，则有WAWB 设 B、C 碰后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得：mvB2mv 联立式，代入数据得 v2116v0 【答案】2116v0 8.如图所示，光滑水平轨道上放置长板 A(上表面粗糙)和滑块 C，滑块 B 置于 A的左端，三者质量分别为 mA2 kg、mB1 kg、mC2 kg.开始时 C 静止，A、B 一起以 v05 m/s 的速度匀速向右运动，A与 C 发生碰撞(时间极短)后 C 向右运动，经过一段时间，A、B 再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与 C 碰撞求A与 C 发生碰撞后瞬间 A的速度大小 度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 8【解析】设 A 与 C 发生碰撞后瞬间，A 的速度大小为 vA，方向向右，C 的速度大小为 vC.A与 C 碰撞时间极短，由动量守恒定律得 mAv0mAvAmCvC A与 B 相互作用，设最终达到的共同速度为 v，由动量守恒定律得：mBv0mAvA(mAmB)v A与 B 达到共同速度后恰不与 C 碰撞，则应有 vvC 联立解得 vA2 m/s【答案】2 m/s【点拨】本题分别对 A、C 和 A、B 的作用过程应用动量守恒定律，还要关注“恰好不再与 C 碰撞”这一临界条件 9.如图所示。一辆质量 M=3kg 的小车 A 静止在光滑的水平面上,将一轻质弹簧城压越缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为 Ep=6J，质量 m=1kg 的光滑小球 B 紧挨轻弹簧右端静止放置。解除轻弹簧的锁定。小球 B 被弹出并脱离弹簧，求小球脱离弹簧时小车的速度大小。解答：A.B 组成的系统动量守恒，在解除锁定到 A.B 分开过程中，系统动量守恒，以向右为正方向,由动量守恒定律得：mBvB mAvA=0，由能量守恒定律得：12mAv2A+12mBv2B=EP，联立并代入数据解得：vA=1m/s,vB=3m/s；答：小球脱离弹簧时小车的速度大小为 1m/s.10.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 1/4 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 V0从右端滑上 B,并以 1/2V0滑离 B，恰好能到达 C 的最高点.A、B.C 的质量均为 m，试求：(1)木板 B 上表面的动摩擦因素 ；(2)1/4 圆弧槽 C 的半径 R；(3)当 A 滑离 C 时，C 的速度。度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 11.如图所示,质量 M=4kg 的滑板 B 静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端 C 到滑板左端的距离 L=0.5m,这段滑板与木块 A(可视为质点)之间的动摩擦因数 =0.2,而弹簧自由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑。小木块 A 以速度 v0=10m/s 由滑板 B 左端开始沿滑板 B 表面向右运动。已知木块 A 的质量 m=1kg,g 取 10m/s2.求：(1)弹簧被压缩到最短时木块 A 的速度；(2)木块A到达弹簧C 端时的速度vA(取两位有效数字)(3)木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能。度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 12.如图所示,一个质量m=4kg 的物块以速度v=2m/s 水平滑上一静止的平板车上,平板车质量 M=16kg,物块与平板车之间的动摩擦因数 =0.2,其它摩擦不计(取g=10m/s2)，求：(1)物块相对平板车静止时，物块的速度；(2)物块相对平板车上滑行，要使物块在平板车上不滑下，平板车至少多长?解答：(1)物块和平板车的相互作用过程中系统动量守恒，以物块初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv=(M+m)v共，代入数据解得：v共=0.4m/s；(2)为了使物块不滑离平板车，设车长为 L，由能量守恒定律得：12mv2 12(M+m)v2共0.8m；13.如图所示，光滑水平路面上，有一质量为 m1=5kg 的无动力小车以匀速率v0=2m/s 向前行驶，小车由轻绳与另一质量为m2=25kg 的车厢连结，车厢右端有一质量为 m3=20kg 的物体（可视为质点），物体与车厢的动摩擦因数为=0.2，开始物体静止在车厢上，绳子是松驰的求：（1）当小车、车厢、物体以共同速度运动时，物体相对车厢的位移（设物体不会（2）从绳拉紧到小车、车厢、物体具有共同速度所需时间（取 g=10m/s2）度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 14.如图所示，固定的光滑的弧形轨道末端水平，固定于水平桌面上，B 球静止于轨道的末端。轨道最高点距轨道末端高度及轨道末端距地高度均为 R.A 球由轨道最高点静止释放，A 球质量为 2m，B 球质量为 m，A.B 均可视为质点，不计空气阻力及碰撞过程中的机械能的损失。求：A.B 两球落地点的水平距离?15.一质量为 2m 的物体 P 静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中 ab 为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与 ab 和bc 均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为 m 的木块以大小为 v0 的水平初速度从 a 点向左运动，在斜面上上升的最大高度为 h，返回后在到达 a 点前与物体 P 相对静止。重力加速度为 g.求：(1)木块在 ab 段受到的摩擦力 f；(2)木块最后距 a 点的距离 s.度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 16.K 介子衰变的方程为 K +0，如图所示，其中 K 介子和 介子带负的基元电荷，0 介子不带电。一个 K 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 AP，衰变后产生的 介子的轨迹为圆弧 PB，两轨迹在 P点相切，它们的半径 RK 与 R 之比为 2:1.0 介子的轨迹未画出。由此可知 介子的动量大小与 0 介子的动量大小之比为（）A.1:1B.1:2C.1:3D.1:6 17.如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的 2 倍,重物与木板间的动摩擦因数为 .使木板与重物以共同的速度 v0 向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长，重物始终在木板上。重力加速度为 g.度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 18.如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径为 R，MN 为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球 A以某一速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点 M 时与静止于该处的质量与 A相同的小球 B 发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距 N 为 2R.重力加速度为 g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间 t；(2)A、B 碰撞前瞬间 A 球的速度大小(3)小球 A冲进轨道时速度 v 的大小。(4)小球 A与小球 B 球碰撞前瞬间对轨道的压力多大?度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 19.一个宇航员连同装备的总质量为 100kg，在空间跟飞船相距 45m 处相对飞船处于静止状态。他带有一个装有 0.5kg 氧气的贮氧筒，贮氧筒上有一个可以使氧气以 50m/s 的相对速度喷出的喷嘴。宇航员必须向着跟返回飞船方向相反的方向释放氧气，才能回到飞船上去，同时又必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸。已知宇航员呼吸的耗氧率为 2.5 10-4kg/s。试求：（1）如果他在准备返回飞船的瞬时，释放 0.15kg 的氧气，他能安全地回到飞船吗？（2）宇航员安全地返回飞船的最长和最短时间分别为多少？20.如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为 L,导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd,构成矩形回路,两根导体棒的质量皆为 m,电阻皆为 R,回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为 B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,棒 cd静止,棒 ab 有指向棒 cd 的初速度 v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求：(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少?(2)当 ab 棒的速度变为初速度的 3/4 时，cd 棒的加速度是多少?度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 21.高空作业须系安全带，如果质量为 m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为 h(可视为自由落体运动)此后经历时间 t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为()A.m 2ghtmgB.m 2ghtmgC.m ghtmgD.m ghtmg【解析】下降 h 阶段 v22gh，得 v 2gh，对此后至安全带最大伸长过程应用动量定理，(Fmg)t0mv，得 Fm 2ghtmg，A 正确选 A.22.如图所示，方盒 A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块 B，盒的质量是滑块质量的 2 倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为 .若滑块以速度 v 开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为_，滑块相对于盒运动的路程为_.度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 23.（2015.福建）如图，质量为 M的小车静止在光滑的水平面上，小车 AB段是半径为 R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为 L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于 B点，一质量为 m的滑块在小车上从 A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为 g。（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；（2）若不固定小车，滑块仍从 A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从 C点滑出小车，已知滑块质量，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2 倍，滑块与轨道 BC间的动摩擦因数为，求：滑块运动过程中，小车的最大速度vm；滑块从 B到 C运动过程中，小车的位移大小s。解答：（1）由图知，滑块运动到B 点时对小车的压力最大 从 A到 B，根据动能定理：；在 B 点：联立解得：FN=3mg，根据牛顿第三定律得，滑块对小车的最大压力为 3mg（2）若不固定小车，滑块到达 B 点时，小车的速度最大 根据动量守恒可得：；从 A到 B，根据能量守恒：度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 联立解得：设滑块到 C 处时小车的速度为 v，则滑块的速度为 2v，根据能量守恒：；解得：小车的加速度：；根据；解得：s=L/3 24(2016 北京理综)(1)动量定理可以表示为pFt，其中动量 p 和力 F 都是矢量在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y 两个方向上分别研究例如，质量为 m 的小球斜射到木板上，入射的角度是 ，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是 v，如图甲所示 碰撞过程中忽略小球所受重力 甲 乙 a分别求出碰撞前后 x、y 方向小球的动量变化px、py；b分析说明小球对木板的作用力的方向(2)激光束可以看成是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒 一束激光经 S 点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束和穿过介质小球的光路如图乙所示图中O 点是介质小球的球心，入射时光束和与 SO 的夹角均为 ，出射时光束均与 SO 平行请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向 a光束和强度相同；b光束比强度大 度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 24【解析】(1)a.x 方向：动量变化pxmvsin mvsin 0 y 方向：动量变化pymvcos(mvcos)2mvcos 方向沿 y 轴正方向 b根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿 y 轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿 y 轴负方向(2)a.仅考虑光的折射，设t 时间内每束光穿过小球的粒子数为 n，每个粒子动量的大小为 p.这些粒子进入小球前的总动量 p12npcos 从小球出射时总动量 p22np p1、p2的方向均沿 SO 向右 根据动量定理有 Ftp2p12np(1cos)0 可知，小球对这些粒子的作用力 F 的方向沿 SO 向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿 SO 向左 b建立如图所示的 Oxy 直角坐标系 x 方向：根据(2)a 同理可知，两光束对小球的作用力沿 x 轴负方向 y 方向：设t 时间内，光束穿过小球的粒子数为 n1，光束穿过小球的粒子数为 n2，n1n2.这些粒子进入小球前的总动量 p1y(n1n2)psin 从小球出射时的总动量 p2y0 根据动量定理有 Fytp2yp1y(n1n2)psin 可知，小球对这些粒子的作用力 Fy的方向沿 y 轴负方向；根据牛顿第三定律，两光束对小球的作用力沿 y 轴正方向 所以两光束对小球的合力的方向指向左上方【答案】(1)a.0；2mvcos，沿 y 轴正方向 b沿 y 轴负方向 (2)a.沿 SO 向左 b指向左上方 25(2014 天津理综)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车 A，质量 mA4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力较小，可以忽略不计，可视为质点的物块 B置于 A的最右端，B 的质量 mB2 kg.现对 A 施加一个水平向右的恒力 F10 N，A度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 运动一段时间后，小车左端固定的挡板与 B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后 A、B粘合在一起，共同在 F 的作用下继续运动，碰撞后经时间 t0.6 s，二者的速度达到 v12 m/s.求 (1)A开始运动时加速度 a 的大小；(2)A、B 碰撞后瞬间的共同速度 v 的大小；(3)A的上表面长度 l.25【解析】(1)以 A 为研究对象，由牛顿第二定律有 FmAa 代入数据解得 a2.5 m/s2 (2)对 A、B 碰撞后共同运动 t0.6 s 的过程，由动量定理得 Ft(mAmB)v1(mAmB)v 代入数据解得 v1 m/s (3)设 A、B 发生碰撞前，A的速度为 vA，对 A、B 发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 mAvA(mAmB)v A从开始运动到与 B 发生碰撞前，由动能定理有 Fl12mAv2A 由式，代入数据解得 l0.45 m 【答案】(1)2.5 m/s2(2)1 m/s (3)0.45 m 26(2015 北京理综)实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图所示，则()A轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 1D衰变方程：ZAX 01eZA1Y，由动量守恒定律知两粒子动量大小相等因度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 电子电量较小，由 rmvqB，得 rerY，故轨迹 1 是电子的，轨迹 2 是新核的由左手定则知，磁场方向垂直纸面向里，D 正确【点拨】动量守恒定律既适用于宏观，亦适用于微观；既适用于低速，亦适用于高速 272014 新课标全国如图所示，质量分别为 mA、mB的两个弹性小球 A、B 静止在地面上方，B 球距地面的高度 h0.8 m，A球在 B 球的正上方先将 B 球释放，经过一段时间后再将 A球释放当 A球下落 t0.3 s 时，刚好与 B 球在地面上方的 P 点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间 A球的速度恰为零已知 mB3mA，重力加速度大小 g10 m/s2，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失求：(1)B 球第一次到达地面时的速度；(2)P 点距离地面的高度 27【解析】(1)设 B 球第一次到达地面时的速度大小为 vB，由运动学公式有：vB 2gh 将 h0.8 m 代入上式，得 vB4 m/s (2)设两球相碰前后，A 球的速度大小分别为 v1和 v1(v10)，B 球的速度分别为 v2和 v2，由运动学规律可得 v1gt 由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变规定向下为正方向，有 mAv1mBv2mBv2 12mAv2112mBv2212mBv22 设 B 球与地面相碰后的速度大小为vB，由运动学及碰撞的规律可得vBvB 设 P 点距地面的高度为 h，由运动学规律可得 hvB2v222g 联立式，并代入已知条件可得 h 0.75 m 【答案】(1)4 m/s(2)0.75 m 282015 新课标全国两滑块 a、b 沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段两者的度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 位置 x 随时间 t 变化的图象如图所示求：(1)滑块 a、b 的质量之比；(2)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比 28【解析】(1)设 a、b 质量分别为 m1、m2，a、b 碰撞前的速度分别为 v1、v2.由题给图象得 v12 m/s，v21 m/s a、b 发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为 v.由题给图象得 v23 m/s 由动量守恒定律有 m1v1m2v2(m1m2)v；解得 m1m218(2)由能量守恒定律得，两滑块因碰撞而损失的机械能 E12m1v2112m2v2212(m1m2)v2 由图象可知，两滑块最后停止运动，由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功W12(m1m2)v2；解得 WE12【答案】(1)18(2)12 29.如图所示，甲车质量 m1m，在车上有质量 M2m 的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高 h 处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m22m 的乙车正以速度 v0迎面滑来，已知 h2v20g，为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看成质点【解析】设向左为正方向，甲车(包括人)滑下斜坡后速度为 v1，由机械能守恒定律有12(m1M)v21(m1M)gh，解得 v1 2gh2v0 度从右边沿光滑水平面向左运动与弹簧发生相互作用设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内那么整个相互作用过程中弹簧对木块的冲量的大小和弹簧对木块做的功分别是物体和用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动如图所示一段时间里弹簧的弹力对物体的冲量为如图所示水平光滑地面上依次放置着质量的块完全相同的长木板质量大小可忽略的小铜块以初速度从长木板左端滑上木板当铜块滑离第一块木板时速度大小为铜块最终停在第二块木板上取结果不受外力所以系统动量守恒设铜块滑动第二块木板时第一块木板的最终速度为由动量守恒定律得解得由题可知铜块最终停在第二块木板上设铜块的最终速度为由动量守恒定律得解得一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度爆炸成学习好资料 欢迎下载 设人跳出甲车的水平速度(相对地面)为 v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳