高考物理专题复习机械能守恒定律和动量守恒定律练习题

1、2008高考物理专题复习机械能守恒定律和动量守恒定律练习题、例题例1、如图7-1所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为 m的小球，支架悬挂在 O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是 （ ）A球到达最低点时速度为零A球机械能减少量等于B球机械能增加量B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度D.当支架从左向右回摆动时，A球一定能回到起始高度例2、如图7-2所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为mB =2mA

2、,规定向右为正方向，a、b两球的动量均为6kg m/s,运动中两球发生碰()图7-2撞，碰撞后A球的动量增量为一4kg m/s,则A.左方是A球，碰撞后 A、B两球速度大小之比为 2:5B.左方是A球，碰撞后 A、B两球速度大小之比为1:10C.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为 2:5D.右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1:10 二、巩固提高训练. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动， A球的动量是5kg. m/s, B球的 动量是7kg. m/s,当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量的可能值是 （ ）-4 kg - m/s、14 kg - m/

3、sC. -5 kg m/s、17kg m/3kg - m/s、9 kg - m/sD. 6 kg - m/s、6 kg m/s图 7 -1.长度为l的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使其长度的4垂在桌边，如图7 -1所示。松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为（）1 A 2115gl1 B. 4 15913 ,15gl C.4D. 15gl.如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（1页）A .位于B处时动能最大B .位于A处时势能最大C .在位置A

4、的势能大于在位置 B的动能D .在位置B的机械能大于在位置A的机械能.如图7 -3所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面， 导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住， 它们的电阻均为R,回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动 过程中（）A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒图 7 -3.如图7 -

5、4所示，质量分别为 面上，A靠紧竖直墙.用水平力 弹性势能为 E.这时突然撤去m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的F,关于 A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）A.撤去B.撤去 C.撤去 D.撤去F后, F后, F后, F后,系统动量守恒，机械能守恒A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为EE/3图 7 -46.下列现象中动量守恒的是：A.车静止在光滑水平面上，车上的人从车头走到车尾B.水平放置的轻弹簧，一端固定于墙上，另一端与置于光滑水

6、平面上的物体相连，开始时, 弹簧处于伸长状态，放手后物体在弹力作用下运动C.汽车拉着拖车在平直的公路上做匀速运动，某时刻拖车突然脱钩离开汽车，由于司机没 有发觉而保持汽车的驱动力不变，在拖车没有完全停下来的任何一段时间D.甲、乙两队进行拔河比赛，甲队获胜一只小船停止在湖面上，一个人从小船的一端走到另一端，不计水的阻力，下列说法正确 的是：A.人在船上行走，人对船的冲量比船对人的冲量小，所以人向前运动得快，船后退得慢B.人在船上行走时，人的质量比船小，它们所受的冲量大小是相等的，所以人向前运动得 快，船后退得慢C.当人停止走动时，因船的惯性大，所以船将会继续后退D.当人停止走动时，因总动量守恒，

7、故船也停止后退一颗手榴弹以v0=10m/s的速度水平飞行，设它炸裂成两块后，质量为 0. 4kg的木块速 度为250m/s,其方向与原来方向相反. 若取v0的方向为正方向， 则质量为0. Zkg的小块物 体的速度为：A. 70m/s B. 530m/sC. 470m/sD. 800m/sA、B两球在光滑水平面上作相向运动，已知 mA mB,当两球相碰后，其中一球停止， 则可以断定：.A .碰前A的动量大小与B的动量大小相等B .碰前A的动量大于B的动量C.若碰后A的速度为零，则碰前 A的动量大于B的动量（2页）D.若碰后B的速度为零，则碰前 A的动量大于B的动量.如图6所示，大小相等，质量不一

8、定相等的A、B、C三只小球排列在光滑水平面上，未碰撞前 A、B、C三只小球的动量（以 kg m/s为单位）分别是 8、一13、一5.在三只小球沿一直线发生了一次相互碰撞的过程中，A、B两球受到的冲量（以N-s为单位）分别为一 9、1,则C球对B球的冲量及C球碰后动量的大小 分别为：A. -l, 3 B, 8, 3 C. 10, 4 D. - 10, 4.如图8所示，A、B两物体在光滑水平面上相向运动，相撞后粘合在一起向右运动，则：A .原来A的动量比B的动量大B.撞前两物体的总动量的方向一定向右C. A物体的动量变化的方向向右D .原来A物体的速度比B的大.甲、乙两溜冰者，质量分别为50kg和

9、52kg,甲手里拿着一质量为2kg的球，两人均以2m/s的速度在冰面上相向滑行.甲将球抛给乙，乙再将球抛给甲，这样抛接若干次后，乙的 速度为零，则甲的速度是多大. 一辆质量为 M=10kg的小车，车上有一个 m=40kg的小孩，小车在水平地面上以2m/s的速度匀速前进.若小孩相对小车以1m/s的速度向小车行进的反方向跳出，则小孩跳离车后车的速度是多大？ml和.如图7所示，光滑桌面上用细绳连接着两个质量分别为V0向右运动，细绳松弛，后绳A、B的速度。（2）细绳对Am2的物体A和B,开始物体A以速度 被拉紧，AB 一起运动。求：（1）此时 的冲量。.如图9所示，质量相等的 A、B两物体，将一根弹簧

10、压缩，又 用细线将它们连着在光滑水平面一起以v0= 5m/s向右运动。某一时刻细线断开，弹簧将 A、B弹开，结果B以2m/s的速度向右运动，求 A 的速度。(3页）.如图7 -5所示，质量均为 m的两球AB间有压缩的轻、短弹簧处于锁定状态，放置在水 平面上竖直光滑的发射管内 （两球的大小尺寸和弹簧尺寸都可忽略，他们整体视为质点），解除锁定时，A球能上升的最大高度为 H,现在让两球包括锁定的弹簧从水平面出发，沿光滑的半径为R的半圆槽从右侧由静止开始下滑，至最低点时，瞬间锁定解除，求 A球离开圆槽后能 上升的最大高度。图 7 -5.如图7 -6所示，质量均为M的木块A、B并排放在光滑水平面上，A上

11、固定一根轻质细杆，轻杆上端的小钉(质量不计)O上系一长度为L的细线，细线的另一端系一质量为m的小球C ,现将C球的细线拉至水AB图 7 -6平，由静止释放，求：(1)两木块刚分离时，A、B、C速度各为多大？(2)两木块分离后，悬挂小球的细线与竖直方向的最大夹角多少？18 .用轻弹簧相连的质量均为 2 kg的A、B两物块都以v= 6 m/s的速度在光滑的水平地面上 运动，弹簧处于原长，质量为 4 kg的物块C静止在前方，如图7 -7所示.B与C碰撞后二者 粘在一起运动.求：在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体 A的速度多大？(2)弹性势能的最大值是多大 ？，(3) A的速度有可能向

12、左吗？为什么？图7 -719、如图7-3所示，一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳图7-3处于水平位置)从 A点由静止出发绕 O点下摆，当摆到最低点 B 时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自已刚好 能回到高处A。求男演员落地点 C与O点的水平距离So已知男 演员质量m1和女演员质量 m2之比m2 =2,秋千的质量不计，秋千 的摆长为R , C点比O点低5R。(4页)材料十二机械能守恒定律和动量守恒定律参考答案：一、例题析与解1、析与解：若把支架看成一个整体，放开后，不计任何阻力，系统只有重力做功，系统总的机械能不变，所以，A球能回到起始高度；因为 A小球质量为2m, B小球

13、质量为m,在A 球从初始位置运动到最低点的过程中，A球势能的减少量大于 B球势能的增加量，故 A球到达最低点时速度大于零；B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度。故正确选项为B C D.点评： 准确地选择研究对象，使之满足机械能守恒的条件，是本题求解的关键。本题单独对A或B来说，由于杆对两小球均做功，故运动过程中机械能不守恒。而对A、B组成的系统，只有重力做功，系统总的机械能保持不变。对于多个物体组成的系统还应注意寻找各物体之间 的牵联关系。2、析与解：规定向右为正方向，因为两球动量相等且为正，要两球相碰，则左方球的速度必须大于右方球的速度，而 mB = 2mA，故A球的速度

14、大于B球的速度，左方为 A球。据动量守恒定律，两球的动量变化大小相等，方向相反，A球的动量增量为-4kg m/s, B球的动量（变化为4kgm/s。据即=p - p ,算出碰撞后A、B两球的动量分别为2kg m/s ,10kg m/s,两球速度之比为2:5。故选项为（a）点评：动量守恒定律的运用要注意其矢量性，本题中已规定了正方向， 从题设条件得出两球运动方向相同且向右，是本题的关键。在判断 A、B的位置时还应充分考虑运动中的实际情况， 学生在分析的过程中可结合草图，增加空间认识，加深对题意的理解。二、巩固提高训练答与解.答案：B解：碰撞类问题遵循三个原则：（1）、系统满足动量守恒，（2）、不

15、能发生二次碰撞，（3）、系统总动能不增加。本题中 A选项违背动量守恒定律，C选项虽然满足动量守恒，但系统总动能比碰撞前增加了。由题意可知A球的速度大于 B球的速度，而A球的动量小于 B球的动量，可得mA mb , d选项中两动量相等，可见A球的速度大于B球的速度，两球将发生二次碰撞，这违背了原则（3）。只有选项D满足条件，故选 Do.答案：B解：设铁链的总质量为 m,刚离开桌面时的速度为 v,分别以这两段铁链为研究对象，各自重3l 3l心下降的高度分别为8和4 ,据机械能守恒定律3mg 3lmgmv?484421 v 一,15gl解得 4.答案：BC解：摆球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒

16、，只存在动能与重力势能的相互转化。由图可知，小球在最低点动能最大。A为最高点，小球在 A点的重力势能最大。（5页）.答案：AD解：系统水平方向不受外力，动量守恒，但系统机械能有损失，转化为电能，电能又转化为热能。.答案：BD解：撤去F后，A离开竖直墙前，墙壁对系统有力的作用，系统动量不守恒，但此力对系统不做功，故系统机械能守恒。当A离开竖直墙后，系统不受外力，系统动量守恒，且机械能守恒。当两物体的速度相等时，弹簧的弹性势能最大。设刚离开墙壁时B的速度为 v0,则12E = -2mv02，由系统动量守恒得：_ 2_ Ev v0 2mv0 =(m+2m)v ,3Y m ,两物体总动能为122E (

17、m 2m)v = -E21EP = E -E E23 ,此时弹性势能的最大值为33 。. AC 7. BD 8. BC 解析若碰前 A与B动量大小相等，则两者均会停，所以 A错.若A停，则B会 反弹，碰后B的动量与碰前A的动量同向，故碰前 A的动量大于B的动量B 11, AB 12. 013. 3.2m/s14.(1)阳+啊，研+啊向左15. 2m/s,向左2 RHH h ;16.答案：2解：解除锁定后弹簧将弹性势能全部转化为A的机械能，则弹簧弹性势能为E 弹=mgHAB系统由水平位置滑到圆轨道最低点时速度为vB 则有v0 ,解除弹簧锁定后 A、B的速度分别为vA、2m g2mv0 = mvA

18、 mvB2v0R2 m 2mv 1 222mvB将Vb =2v0 7A代入能量关系得到2mgR mgH1 一 212= - mvA - m(2v0 -Va)22V0 = . 2gR得到：Va = 2gR . gH(6页）2h R = Va设相对水平面上升最大高度为h,则：2gHh2RH217.答案:(1)Va=VB =m MgLM 2M mVc = 2,MgL2M m解：（1）A、B、C三者组成的系统满足动量守恒和机械能守恒，选取最低点Ep=O, C球到达最低点时A、B共同速度为vA , C速度vc为，规定向左为正方向:,1 2 120 = mVc.2MvA岫=鼻产办v -21咽。.v - m

19、MgLv c - 2 , J , v a , I解得：，2M mM 1 2M m（2）、从C球在最低点开始,C与A组成一个系统满足动量守恒和机械能守恒，设摆到最高处为hx ,此时，A、C共同速度为vx :mvc -MvA = (m M )vx1 2-mvc1212MvA = (m M )vx22m gxh解得:m MgL一 M 2M m2M m L2( M + m).1jm二-cos 2(m M )18.答案：(1)解：(1)当A、根据能量守恒12Ep = -(mB mC )v2工2一小22-2amBmQvAA不可能向左运动vA =3 m/s(2) Ep=12 J (3)B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大由于A、B、C三者组成的系统动量守恒(mA +mB)v = (mA +mB +mc)vA(2 2) 6解得 vA = 2 + 2 +4 m/s=3 m/sB、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为v,则2 6mBV=(mB mc)vv，=7=2 m/s设物A速度为vA 时弹簧的弹性势能最大为Ep,111=2 x ( 2+4) x 22+ 2 x 2X 62- 2 x ( 2+2+4) X 32=12 J(7页)A不可能