高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析

10．（20分）如下图所示，光滑水平面MN左端挡板处有一弹射装置P，右端N与处于同一高度的水平传送带之间的距离可忽略，传送带水平部分NQ的长度L=8m，皮带轮逆时针转动带动传送带以v = 2m/s的速度匀速转动。MN上放置两个质量都为m = 1 kg的小物块A、B，它们与传送带间的动摩擦因数μ = 0.4。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质弹簧，其弹性势能Ep = 16 J。现解除锁定，弹开A、B，并迅速移走弹簧。取g=10m/s。

2

（1）求物块B被弹开时速度的大小；

（2）求物块B在传送带上向右滑行的最远距离及返回水平面MN时的速度vB′； （3）A与P相碰后静止。当物块B返回水平面MN后，A被P弹出，A、B相碰后粘接在一起向右滑动，要使A、B连接体恰好能到达Q端，求P对A做的功。 【答案】（1）vB?4.0m/s（2）vB'?2m/s（3）W＝162 J 【解析】

试题分析：（1）（6分）解除锁定弹开AB过程中，系统机械能守恒：

Ep?1212mvA?mvB ……2分 22设向右为正方向，由动量守恒mvB? mvA?0 ……2分 解得vB?vA?4.0m/s ①……2分

（2）（6分）B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。 由动能定理得 ??mgsM?0?12mvB ……2分 2vB2?2m ……1分 ② 解得SM?2?g物块B在传送带上速度减为零后，受传送带给它的摩擦力，向左加速，若一直加速，则受力和位移相同时，物块B滑回水平面MN时的速度vB'?4m/s ，高于传送带速度，说明B滑回过程先加速到与传送带共速，后以2m/s的速度做匀速直线运动。……1分 物块B滑回水平面MN的速度vB'?v?2m/s ……2分

③

?，碰撞后A、B共同（3）（8分）弹射装置将A弹出后与B碰撞，设碰撞前A的速度为vA??mvB??2mV 的速度为V，根据动量守恒定律，mvA

A、B恰好滑出平台Q端，由能量关系有

……2分

④

1?2mV2???2mgL ……2分⑤ 2? ……2分 ⑥ 设弹射装置对A做功为W，W＝mvA由④⑤⑥ 解得W＝162 J ……2分 考点：相对运动 动能定理 动量守恒

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11．如图所示，A为有光滑曲面的固定轨道，轨道底端的切线方向是水平的，质量

m1?40kg的小车B静止于轨道右侧，其上表面与轨道底端在同一水平面上，一个质量m2?20kg的物体C以2.0m/s的初速度从轨道顶端滑下，冲上小车B后经过一段时间与

小车相对静止并一起运动。若轨道顶端与底端的高度差h?1.6m，物体与小车板面间的动摩擦因数??0.40，小车与水平面间的摩擦忽略不计，取g?10m/s，求：

2

（1）物体与小车保持相对静止时的速度v；

（2）物体冲上小车后，与小车发生相对滑动经历的时间t； （3）物体在小车上相对滑动的距离l。 【答案】（1）2 m/s；（2）1 s；（3）3 m 【解析】

试题分析：（1）下滑过程机械能守恒，有：mgh?1122mv1?0?mv2 ，代入数据得：22v2?6m/s；设初速度方向为正方向，物体相对于小车板面滑动过程动量守恒为： mv2?（m?M）v

联立解得：v?mv220?6??2 m/s。 M?m20?40（2）对小车由动量定理有：?mgt?Mv，解得：t?Mv40?2??1 s。 ?mg0.4?20?102（3）设物体相对于小车板面滑动的距离为L，由能量守恒有：

2m?M?mv??112?mgL?mv2?（m?M）v2代入数据解得：L?v2?3 m。

222m?g考点：动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律

【名师点睛】本题考查动量定恒、机械能守恒及功能关系，本题为多过程问题，要注意正确分析过程，明确各过程中应选用的物理规律。

12．如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B，C的上表面相平且B，C不粘连，A滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A，B，C质量均相等，木板C长为L，求

①A物体的最终速度 ②A在木板C上滑行的时间

【答案】①【解析】

4L3v0 ；②

v40试题分析：①设A、B、C的质量为m，B、C碰撞过程中动量守恒， 令B、C碰后的共同速度为

，则

，解得

，

B、C共速后A以v0的速度滑上C，A滑上C后，B、C脱离

A、C相互作用过程中动量守恒，设最终A、C的共同速度

则解得

，

②在A、C相互作用过程中，根据功能关系有

（f为A、C间的摩擦力）

2mv0·代入解得f? 16L此过程中对C，根据动量定理有代入相关数据解得t?

4L v0考点：动量守恒定律；能量守恒定律及动量定理．