高中物理五年高考题荟萃 动量守恒定律xueshengban

永久免费组卷搜题网五年高考三年联考绝对突破系列新课标：选修3-5第15单元动量守恒定律本单元是高考的必考内容，题型全面，选择题主要考查动量的矢量性，辨析“动量和动能”、“冲量与功”的基本概念；常设置一个瞬间碰撞的情景，用动量定理求变力的冲量；或求出平均力；或用动量守恒定律来判定在碰撞后的各个物体运动状态的可能值；计算题主要考查综合运用牛顿定律、能量守恒、动量守恒解题的能力；一般计算题具有过程错综复杂，图景“扑朔迷离”、条件隐晦难辨,知识覆盖广的特点,经常是高考的压轴题.第一部分五年高考题荟萃两年高考·精选（2008～2009）考点1冲量、动量和动量定理考点2动量守恒定律及其应用1.（福建卷）（2）一炮舰总质量为M，以速度v0匀速行驶，从舰上以相对海岸的速度v沿前进的方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是___________。（填写项前的编号）①0()MvMmvmv②00()()MvMmvmvv③0()()MvMmvmvv④0MvMvmv解析：本题考查动量定理的简单应用，强调正方向的规定和物体质量的界定，答案选①。29题与28题在题型和难度的把握上尽量的等值。2.(08江苏12C)场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两个小球A、B,它们的质量分别为m1、m2,电荷量分别为q1、q2,A、B两个小球由静止释放,重力加速度为g,则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为.答案(q1+q2)E=(m1+m2)g解析动量守恒的条件是系统不受外力或受的合外力为零,所以动量守恒满足的关系式为(q1+q2)E=(m1+m2)g考点3与动量有关的综合问题永久免费组卷搜题网3.（全国卷I）21.质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等。两者质量之比M/m可能为A．2B．3C．4D．5答案：AB考查目标：本题属两体碰后可能性问题，考查碰撞中动量守恒、能量关系、及碰后运动关系。解析：由动量守恒定律可知，碰后两物块的动量均为2MV，由于碰后M的速度不可能大于m的速度，故有22MVMVMm，可得1Mm，由碰撞前后能量关系有：222()()122222MVMVMVMm，可得3mM，故选A、B选项。4.(山东卷)（2）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mB=mc=2m,mA=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。解析：设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为Bv,由动量守恒定律有0()ABABBmmvmvmv,()BBBCmvmmv,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为095Bvv。【考点】动量守恒定律5.（全国卷I）25.（18分）如图所示，倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱，相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其他木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因素为μ，重力加速度为g。设碰撞时间极短，求（1）工人的推力；（2）三个木箱匀速运动的速度；（3）在第一次碰撞中损失的机械能。0vll永久免费组卷搜题网解析：(1)设工人的推力为F，则有F＝3mg（sinθ＋cosθ）①(2)设第一次碰撞前瞬间木箱速度为υ1,由功能关系得：211sincos2Flmglmglm②设碰撞后两木箱的速度为υ2，有动量守恒得：mυ1=2mυ2③设再次碰撞前瞬间速度为υ3，由功能关系得：223212sin2cos2()2Flmglmglm④设碰撞后三个木箱一起运动的速度为υ4,由动量守恒得：2mυ3=3mυ4⑤由以上各式可得422(sincos)3gl⑥（3）设在第一次碰撞中损失的机械能为ΔE，有：22121122Emm⑦由①②③⑦式可得：(sincos)Emgl⑧6.（天津卷）10.(16分)如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2，求（1）物块在车面上滑行的时间t;（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。（1）0.24s(2)5m/s【解析】本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有vmmvm2102①设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有022vmvmtF-②永久免费组卷搜题网其中gmF2③解得gmmvmt2101代入数据得s24.0t④（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′，则vmmvm2102⑤由功能关系有gLmvmmvm22212022121⑥代入数据解得=5m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s。7.（北京卷）24．（20分）（1）如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。质量为1m的小球从高位h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为2m的小球发生碰撞，碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球2m的速度大小2v；（2）碰撞过程中的能量传递规律在屋里学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的恶简化力学模型。如图2所示，在固定光滑水平轨道上，质量分别为1231nmmmm、、……、nm……的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能1kE，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能kE与1kE之比为第1个球对第n个球的动能传递系数1nka.求1nkb.若10004,,kmmmmm为确定的已知量。求2m为何值时，1nk值最大永久免费组卷搜题网【解析】24.（1）设碰撞前的速度为，根据机械能守恒定律2101121vmghm①设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2，根据动量守恒定律2211101vmvmvm②由于碰撞过程中无机械能损失2222112101212121vmvmvm③②、③式联立解得2110122mmvmv④将①代入得④211222mmghmv（2）a由④式，考虑到2222210121211vmEvmEKK和得根据动能传递系数的定义，对于1、2两球221211212)(4mmmmEEkkk⑤同理可得，球m2和球m3碰撞后，动能传递系数k13应为232322212123121313)(4)(4mmmmmmmmEEEEEEkkkkkkk⑥依次类推，动能传递系数k1n应为21123232221211(23121)(4)(4)(4)nnnnnkknkkkkkknmmmmmmmmmmmmEEEEEEEEkin解得21232221212322111)()()(4nnnnnnmmmmmmmmmmmkb.将m1=4m0,m3=mo代入⑥式可得222022012))(4(64ommmmmmk永久免费组卷搜题网为使k13最大，只需使取最小值，最大，即2202200222441))(4(mmmmmmmmmo由可知022022202424mmmmmmm最大。时，即当13022022,2kmmmmmw.w.w.k.s.5.u.c.o.m8.（重庆卷）24.（18分）探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见题24图a）；②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时，与静止的内芯碰撞（见题24图b）；③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处（见题24图c）。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。求：（1）外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小；（2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；（3）从外壳下端离开桌面到上升至h2处，笔损失的机械能。解析：设外壳上升高度h1时速度为V1，外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V2，(1)对外壳和内芯，从撞后达到共同速度到上升至h2处，应用动能定理有(4mg＋m)(h2－h1)＝12(4m＋m)V22，解得V2＝212()ghh；（2）外壳和内芯，碰撞过程瞬间动量守恒，有4mV1＝(4mg＋m)V2，解得V1＝2152()4ghh，设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W，在此过程中，对外壳应用动能定理有W－4mgh1＝12(4m)V12，解得W＝212594hhmg；（3）由于外壳和内芯达到共同速度后上升高度h2的过程，机械能守恒，只是在外壳和内芯碰撞过程有能量损失，损失的能量为E损＝12(4m)V12－12(4m＋m)V22，永久免费组卷搜题网联立解得E损＝54mg(h2－h1)。9.（广东卷）19．（16分）如图19所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l=1.0m。物块A以速度0v=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2.0m/s。已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数=0.45.（设碰撞时间很短，g取10m/s2）（1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度；（2）根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。【解析】⑴设AB碰撞后的速度为v1,AB碰撞过程由动量守恒定律得012mvmv设与C碰撞前瞬间AB的速度为v2，由动能定理得22211122mglmvmv联立以上各式解得24/vms⑵若AB与C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得22(2)mvkmv代入数据解得2k此时AB的运动方向与C相同若AB与C发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒得23222232211122222mvmvkmvmvmvkmv联立以上两式解得3222242kvvkvvk代入数据解得6k永久免费组卷搜题网此时AB的运动方向与C相反若AB与C发生碰撞后AB的速度为0，由动量守恒定律得22mvkmv代入数据解得4k总上所述得当24k时，AB的运动方向与C相同当4k时，AB