高考物理二轮复习专项训练物理动量守恒定律及解析.docx
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1、高考物理二轮复习专项训练物理动量守恒定律及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1 如图所示,小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱,木箱最终以速度 v 向右匀速运动已知木箱的质量为m,人与车的总质量为2m,木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞,反弹回来后被小明接住求:(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1 的大小;(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2 的大小【答案】 v; 2v23【解析】试题分析: 取向左为正方向,由动量守恒定律有:0=2mv 1-mv得 v1v2 小明接木箱的过程中动量守恒,有mv+2mv1 =(m+2m ) v2解得v22v3考点
2、:动量守恒定律2 如图所示,质量为M =2kg 的小车静止在光滑的水平地面上,其AB 部分为半径R=0.3m的光滑 1 圆孤, BC 部分水平粗糙,BC 长为 L=0.6m 。一可看做质点的小物块从A 点由静止4释放,滑到C 点刚好相对小车停止。已知小物块质量m=1kg,取 g =10m/s 2。求:( 1)小物块与小车 BC 部分间的动摩擦因数;( 2)小物块从 A 滑到 C的过程中,小车获得的最大速度。【答案】( 1) 0.5( 2) 1m/s【解析】【详解】解: (1) 小物块滑到C 点的过程中,系统水平方向动量守恒则有:( Mm)v0所以滑到 C 点时小物块与小车速度都为0由能量守恒得
3、:mgRmgLR解得:0.5L(2)小物块滑到B 位置时速度最大,设为v1 ,此时小车获得的速度也最大,设为v2由动量守恒得: mv1Mv 2由能量守恒得: mgR1 mv121 Mv 2222联立解得: v21m / s3 如图所示,质量M=1kg和 ef 两个光滑半圆形导轨,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cdc 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
4、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=1,其余电阻均不计,重力加速度g=10m/s 2,不计空气阻力。(1)求导体棒刚进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) v 2 10m / s (2)25J(3)P9 W4【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:v210 m / 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
5、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:Q mg(hr ) 25 J(3)设导体棒第一次通过最低点时速度大小为v1 ,凹槽速度大小为v 2 ,导体棒在凹槽内运动时系统在水平方向动量守恒,故有:mv1Mv 2由能量守恒可得:1 mv121 mv22mg( hr )Q122导体棒第一次通过最低点时感应电动势:EBLv1BLv2回路电功率:PE2R联立解得:P9W44 如图所示,一小车置于光滑水平面上,轻质弹簧右端固定,左端栓连物块 b,小车质量M=3kg, AO 部分粗糙且长 L=2m,动摩擦因数 =0.3, OB 部分光滑另一小物块 a放在车的
6、最左端,和车一起以 v0=4m/s 的速度向右匀速运动,车撞到固定挡板后瞬间速度变为零,但不与挡板粘连已知车 OB 部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内 a、 b 两物块视为质点质量均为 m=1kg,碰撞时间极短且不粘连,碰后一起向右运动(取 g=10m/s2)求:(1)物块 a 与 b 碰后的速度大小;(2)当物块 a 相对小车静止时小车右端B 到挡板的距离;(3)当物块 a 相对小车静止时在小车上的位置到O 点的距离【答案】 (1)1m/s (2)(3) x=0.125m【解析】试题分析:(1)对物块 a,由动能定理得:代入数据解得a 与 b 碰前速度:;a、 b 碰撞过程
7、系统动量守恒,以a 的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:;(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离,a 以在小车上向左滑动,当与车同速时,以向左为正方向,由动量守恒定律得:,代入数据解得:,对小车,由动能定理得:,代入数据解得,同速时车B 端距挡板的距离:;(3)由能量守恒得:,解得滑块a 与车相对静止时与O 点距离:;考点:动量守恒定律、动能定理。【名师点睛】本题考查了求速度、距离问题,分析清楚运动过程、应用动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律即可正确解题。5 如图所示,光滑水平面上有两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量1 kg ,车上另有一个质量为m 0.2 kg
8、的小球,甲车静止在水平面上,乙车以M1v0 8 m/s的速度向甲车运动,乙车上有接收装置,总质量度将小球发射到乙车上,两车才不会相撞?M2 2 kg ,问:甲车至少以多大的水平速( 球最终停在乙车上)【答案】 25m/s【解析】试题分析:要使两车恰好不相撞,则两车速度相等以 M 1、 M2 、m 组成的系统为研究对象,水平方向动量守恒:0M 2v0M1mM 2 v共 ,解得 v共5m / s以 小 球 与 乙 车 组 成 的 系统 , 水 平 方 向 动 量 守 恒 :M 2v0mvmM 2 v共 , 解 得v25m / s考点:考查了动量守恒定律的应用【名师点睛】要使两车不相撞,甲车以最小的
9、水平速度将小球发射到乙车上的临界条件是两车速度相同,以甲车、球与乙车为系统,由系统动量守恒列出等式,再以球与乙车为系统,由系统动量守恒列出等式,联立求解6人站在小车上和小车一起以速度v0 沿光滑水平面向右运动地面上的人将一小球以速度 v 沿水平方向向左抛给车上的人,人接住后再将小球以同样大小的速度v 水平向右抛出,接和抛的过程中车上的人和车始终保持相对静止重复上述过程,当车上的人将小球向右抛出n 次后,人和车速度刚好变为0已知人和车的总质量为M ,求小球的质量m【答案】 mMv 02nv【解析】试题分析:以人和小车、小球组成的系统为研究对象,车上的人第一次将小球抛出,规定向右为正方向,由动量守
10、恒定律:Mv 0-mv=Mv 1+mv2mv得: v1v0M车上的人第二次将小球抛出,由动量守恒:Mv 1-mv=Mv 2+mv2mv得: v2v02M2mv同理,车上的人第n 次将小球抛出后,有vnv0nM由题意 vn=0,Mv0得: m2nv考点:动量守恒定律7如图,质量分别为、的两个小球A、B 静止在地面上方,B 球距地面的高度h=0.8m , 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 t=0.3s 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,重力加速度大小为,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失( i
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