高考物理 动量冲量精讲精练 动量守恒定律典型计算题.doc

动量守恒定律例题1如图所示，质量均为m的小车和木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，质量为2m的小孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，木箱相对于冰面运动的速度为v，木箱运动到右侧墙壁时与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹后能被小孩接住，求：(1)小孩接住箱子后共同速度的大小；(2)若小孩接住箱子后再次以相对于冰面的速度v将木箱向右推出，木箱仍与竖直墙壁发生弹性碰撞，判断小孩能否再次接住木箱解析：(1)取向左为正方向，根据动量守恒定律可得推出木箱的过程中0(m2m)v1mv，接住木箱的过程中mv(m2m)v1(mm2m)v2.解得v2.(2)若小孩第二次将木箱推出，根据动量守恒定律可得4mv23mv3mv，则v3v，故无法再次接住木箱答案：(1)(2)否例题2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相碰撞(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的速度大小解析：因碰撞时间极短，a与c碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间a的速度大小为va，c的速度大小为vc，以向右为正方向，由动量守恒定律得mav0mavamcvc，a与b在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vab，由动量守恒定律得mavambv0(mamb)vab，a、b达到共同速度后恰好不再与c碰撞，应满足vabvc，联立解得va2 m/s.答案：2 m/s例题3人和冰车的总质量为m，另一木球质量为m，且mm312.人坐在静止于水平冰面的冰车上，以速度v(相对地面)将原来静止的木球沿冰面推向正前方向的固定挡板，不计一切摩擦阻力，设小球与挡板的碰撞是弹性的，人接住球后，再以同样的速度v(相对地面)将球推向挡板求人推多少次后不能再接到球？解析：设第1次推球后人的速度为v1，有0mv1mv，第1次接球后人的速度为v1，有mv1mv(mm)v1；第2次推球(mm)v1mv2mv，第2次接球mv2mv(mm)v2第n次推球(mm)vn1mvnmv，可得vn，当vnv时人便接不到球，可得n8.25，取n9.答案：9次例题4如图所示，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务某时刻甲、乙都以大小为v02 m/s的速度相向运动，甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点甲和他的装备总质量为m190 kg，乙和他的装备总质量为m2135 kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m45 kg的物体a推向甲，甲迅速接住a后即不再松开，此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动，且安全“飘”向空间站(设甲、乙距离空间站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度)(1)乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体a推出？(2)设甲与物体a作用时间为t0.5 s，求甲与a的相互作用力f的大小解析：(1)以甲、乙、a三者组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以乙的方向为正方向，则有：m2v0m1v0(m1m2)v1以乙和a组成的系统为研究对象，有：m2v0(m2m)v1mv代入数据联立解得v10.4 m/s，v5.2 m/s(2)以甲为研究对象，由动量定理得，ftm1v1(m1v0)代入数据解得f432 n答案：(1)5.2 m/s(2)432 n例题5如图甲所示，物块a、b的质量分别是ma4.0 kg和mb3.0 kg.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t0时以一定速度向右运动，在t4 s时与物块a相碰，并立即与a粘在一起不再分开，物块c的vt图象如图乙所示，求：(1)物块c的质量mc；(2)从物块c与a相碰到b离开墙的运动过程中弹簧对a物体的冲量大小解析：(1)由图可知，c与a碰前速度为v19 m/s，碰后速度为v23 m/s，c与a碰撞过程动量守恒，mcv1(mamc)v2，代入数据解得mc2 kg.(2)12 s时b离开墙壁，此时b速度为零，a、c速度相等时，v3v2从物块c与a相碰到b离开墙的运动过程中，a、c两物体的动量变化为：p(mamc)v3(mamc)v2从物块c与a相碰到b离开墙的运动过程中弹簧对a物体的冲量大小为i2(mamc)v2，代入数据整理得到i36 ns.答案：(1)2 kg(2)36 ns例题6. 如图所示，质量为0.4 kg的木块以2 m/s的速度水平地滑上静止的平板小车，小车的质量为1.6 kg，木块与小车之间的动摩擦因数为0.2(g取10 m/s2)设小车足够长，求：(1)木块和小车相对静止时小车的速度；(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间；(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离解析：(1)以木块和小车为研究对象，由动量守恒定律可得mv0(mm)v解得：vv00.4 m/s.(2)再以木块为研究对象，由动量定理可得mgtmvmv0解得：t0.8 s.(3)木块做匀减速运动，加速度为a1g2 m/s2小车做匀加速运动，加速度为a20.