【创新设计】（广东专用）高考物理二轮复习简易通 第一部分 高频考点突破专题六 第11讲 动量守恒定律活页规范训练(1).doc

第11讲动量守恒定律1某同学用如图61114甲所示装置来研究碰撞过程，第一次单独让小球a从斜槽某处由静止开始滚下，落地点为p，第二次让小球a从同一位置释放后与静止在斜槽末端的小球b发生碰撞a、b球的落地点分别是m、n，各点与o的距离如图乙；该同学改变小球a的释放位置重复上述操作由于某种原因他只测得了a球的落地点p、m到o的距离分别是22.0 cm、10.0 cm.求b球的落地点n到o的距离图61114解析设a球的质量为m1，b球的质量为m2，碰撞过程中满足动量守恒定律，m1m2m1解得m1m241.改变小球a的释放位置，有m1m2m1解得：48.0 cm.答案48.0 cm2. 某宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为ma0.1 kg、mb0.2 kg的小球a、b和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球a粘连，另一端与小球b接触而不粘连现使小球a和b之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v00.1 m/s做匀速直线运动，如图61115所示过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动从弹簧与小球b刚刚分离开始计时，经时间t3.0 s，两球之间的距离增加了s2.7 m，求弹簧被锁定时的弹性势能ep.图61115解析根据运动关系s(vavb)t根据动量守恒有：(mamb)v0mavambvb根据能量关系epmavmbv(mamb)v0.027 j.答案0.027 j3如图61116所示，光滑水平地面上依次放置着质量m0.08 kg的10块完全相同的长直木板一质量m1.0 kg、大小可忽略的小铜块以初速度v06.0 m/s从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为v14.0 m/s.铜块最终停在第二块木板上(取g10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：图61116(1)第一块木板的最终速度；(2)铜块的最终速度解析(1)铜块和10个木板组成的系统水平方向不受外力，所以系统动量守恒，设铜块刚滑到第二块木板时，第一块木板的速度为v2，由动量守恒得，mv0mv110mv2得v22.5 m/s.(2)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，由动量守恒得：mv19mv2(m9m)v3得v33.4 m/s.答案(1)2.5 m/s(2)3.4 m/s4. 如图61117所示，ab为一光滑水平横杆，杆上套一质量为m的圆环，环上系一长为l质量不计的细绳，细绳的另一端拴一个质量为m的小球现将细绳拉直，且与ab平行，由静止释放小球，则图61117(1)当细绳与ab成角时，圆环移动的距离是多少？(2)若在横杆上立一挡板，与环的初位置相距多远时才不致使圆环在运动过程中与挡板相碰？解析(1)ms1ms20，s1s2llcos 解得s2.(2)当圆环运动到最右侧速度为零时，小球应运动到最左边同初始位置等高，且速度为零ms1ms20，s1s22ls2.答案(1)(2)5如图61118所示，光滑水平面上有质量均为2m的木块a、b，a静止，b以速度水平向左运动，质量为m的子弹以水平向右的速度v0射入木块a，穿出a后，又射入木块b而未穿出，a、b最终以相同的速度向右运动若b与a始终未相碰，求子弹穿出a时的速度图61118解析以子弹、木块a组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mv02mvamv以子弹及木块a、b组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得mv02m5mva，解得vv0.答案v06. 如图61119所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于o点开始时砂袋处于静止状态，此后用弹丸以水平速度击中砂袋后均未穿出第一次弹丸的速度为v0，打入砂袋后二者共同摆动的最大摆角为(90)，当其第一次返回图示位置时，第二粒弹丸以另一水平速度v又击中砂袋，使砂袋向右摆动且最大摆角仍为.若弹丸质量均为m，砂袋质量为4m，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，求：两粒弹丸的水平速度之比为多少？图61119解析第一次子弹射入砂袋后速度为v1，根据机械能守恒定律可得5mv5mgl(1cos )子弹射入砂袋的过程中动量守恒，则mv0(m4m)v1解得v05第二次子弹射入砂袋时，由机械能守恒定律可知，砂袋的速度大小仍为v1，而且进入砂袋后，砂袋的速度大小还是v1，根据动量守恒定律得mv5mv16mv1解得v11v111所以两粒子弹的速度大小之比为.答案7. 如图61120，车厢的质量为m，长度为l，静止在光滑水平面上，质量为m的木块(可看成质点)以速度v0无摩擦地在车厢底板上向右运动，木块与前车壁碰撞后以速度向左运动，则再经过多长时间，木块将与后车壁相碰？图61120解析木块和车厢组成的系统动量守恒，设向右为正方向，碰后车厢的速度为vmv0mvm，得v，方向向右，设t时间后木块将与后车壁相碰，则：vttlt.答案8如图61121所示，木板a的质量ma1 kg，足够长的木板b质量mb4 kg，质量mc4 kg的木块c置于木板b上，水平面光滑，b、c之间有摩擦现使a以v012 m/s的初速度向右运动，与b碰撞后以4 m/s的速度弹回(取g10 m/s2)图61121(1)求b运动过程中的最大速度大小；(2)碰撞后c在b上滑行了2 m，求b、c之间的动摩擦因数解析(1)a与b碰后瞬间，b的速度最大取a、b组成的系统为研究对象，a、b系统动量守恒(取向右为正方向)，有：mav00mavambvb代入数据得：vb4 m/s.(2)设b、c最终以共同速度v运动，取b、c系统为研究对象，b、c系统动量守恒，有：mbvb0(mbmc)v代入数据得：v2 m/s又mcglmbv(mbmc)v2得0.2.答案(1)4 m/s(2)0.29在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应”这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似两个小球a和b用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板p，右边有一小球c沿轨道以速度v0射向b球，如图61122所示c与b发生碰撞并立即结成一个整体d.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变然后，a球与挡板p发生碰撞，碰后a、d都静止不动a与p接触而不粘连过一段时间，突然解除锁定(锁定与解除锁定均无机械能损失)已知a、b、c三球的质量均为m.(1)求弹簧长度刚被锁定后a球的速度(2)求在a球离开挡板p之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能图61122解析(1)设c球与b球结成d时，d的速度为v1，由动量守恒得：mv0(mm)v1当弹簧压至最短时，d与a的速度相等，设此速度为v2，由动量守恒得：2mv13mv2联立解得a的速度v2v0(2)设弹簧被锁定后，弹簧中的弹性势能为ep，由能量守恒得：2mv3mvep撞击p后，a与d的动能都为零，解除锁定后，当弹簧刚恢复到自然长度时，弹性势能全部转变成d的动能，设d的速度为v3，则有ep2mv当弹簧伸长时，a球离开挡板p，并获得速度当a、d的速度相等时，弹簧伸至最长设此时的速度为v4，由动量守恒得：2mv33mv4当弹簧伸到最长时，其弹性势能最大，设此弹性势能为ep，由能量守恒得：2mv3mvep解以上各式得epmv.答案(1)v0(2)mv10某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图61123(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成，在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差图61123(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图(b)所示；测得滑块1的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g完善实验步骤的内容(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_.解析(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块(2)作用前系统的总动量为滑块1的动量p0m1v0.v0 m/s2 m/s，p00.