《2022年人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品学习资源人教版高二物理选修3-5.动量守恒定律的应用 .精选习题一、解答题1. 在光滑水平地面上放有一质量为M 带光滑弧形槽的小车，个质量为 m 的小铁块以速度 v 沿水平槽口滑去，如下图，求：1铁块能滑至弧形槽内的最大高度H设 m 不会从左端滑离 M 2铁块到最大高度时，小车的速度大小3当铁块从右端脱离小车时，铁块和小车的速度分别是多少.2. 如下图， 在光滑的水平面上停放着一辆质量为2m 平板车 C，在车上的左端放有一质量为m 的小木块 B，欢迎下载精品学习资源在小车的左边紧靠着一个固定在竖直平面内、半径为r 的 14光滑圆形轨道，轨道底端的切线水平且与小车欢迎下载精品学习资源的上外表
2、相平；现有一块质量也为m 的小木块 A 从图中圆形轨道的2 位置处由静止释放，然后，滑行到3车上立刻与小木块B 发生碰撞， 碰撞后两木块立刻粘在一起向右在动摩擦因数为的平板车上滑行， 并与固定在平板车上的水平轻质小弹簧发生作用而被弹回，最终两个木块又回到小车的最左端与车保持相对静止，重力加速度为g，求：(1) 小木块 A 滑到轨道最点低时，对圆形轨道的压力；(2) A、B 两小木块在平板车上滑行的总路程；欢迎下载精品学习资源3. 如下图，LMN 是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN 水平且足够长，LM 是四分之一个圆周， 且其下端与 MN 相切质量为 m 的带正电小球 B 静止在水平轨道上，
3、质量为 2m 的带正电小球A 从 LM 上距水平轨道高为 h 处由静止释放， 在 A 球进入水平轨道之前， 由于 A 、 B 两球相距较远，相互作用力可认为是零，A球进入水平轨道后，两球始终没有接触重力加速度为A 、 B 两球间相互作用视为静电作用g 求：带电小球均可视为质点A 、 B1 A 、 B 两球相距最近时，A 球的速度 v 欢迎下载精品学习资源2 A 、 B 两球系统的电势能最大值EP 欢迎下载精品学习资源3 A 、 B 两球最终的速度v A 、 vB的大小欢迎下载精品学习资源4. 一轻质弹簧水平放置， 一端固定在 A 点，另一端与质量为 m 的小物块 P 接触但不连接 AB 是水平
4、轨道， 质量也为 m 的小物块 Q 静止在 B 点， B 端与半径为 l 的光滑半圆轨道 BCD 相切，半圆的直径 BD 竖直，如下图 物块 P 与 AB 间的动摩擦因数 =0.5初始时 PB 间距为 4l，弹簧处于压缩状态 释放 P，P 开头运动，脱离弹簧后在 B 点与 Q 碰撞后粘在一起沿轨道运动，恰能经过最高点 D，己知重力加速度 g，求：1粘合体在 B 点的速度2初始时弹簧的弹性势能欢迎下载精品学习资源5. 如下图，水平放置的弹簧左端固定，小物块P 可视为质点置于水平桌面上的A 点，并与弹簧右端欢迎下载精品学习资源接触，此时弹簧处于原长 现用水平向左的推力将P 缓慢地推至 B 点，此时
5、弹簧的弹性势能为Ek21J 撤欢迎下载精品学习资源去推力后，P 沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q 上，己知 P 、 Q 的质量分别为 m2kg 、欢迎下载精品学习资源M4kg，A、 B 间的距离L14m，A 距桌子边缘 C 的距离L22m ， P 与桌面及 P 与 Q 间的动欢迎下载精品学习资源摩擦因数都为0.1 ， g 取 10m/s 2 ，求：1要使 P 在长木板 Q 上不滑出去，长木板至少多长？2假设长木板的长度为225m ，那么 P 滑离木板时，P 和 Q 的速度各为多大 .欢迎下载精品学习资源6. 如下图，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆
6、形轨道的最低 端相切，并平滑连接A、 B 两滑块可视为质点用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧快速将两滑块弹开，其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点圆欢迎下载精品学习资源形轨道的半径 R0.50m ，滑块 A 的质量 mA0.16kg滑块 B 的质量 mB0.04kg，两滑块开头下滑欢迎下载精品学习资源时距圆形轨道底端的高度h0.80m ，重力加速度g 取 10m / s2，空气阻力可忽视不计求：欢迎下载精品学习资源1 A 、 B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点
7、时速度的大小2滑块 A被弹簧弹开时的速度大小3弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能欢迎下载精品学习资源7. 如下图，高 H1.6m 的赛台 ABCDE 固定于地面上， 其上外表 ABC 光滑；质量 M1kg 、高 h0.8m 、欢迎下载精品学习资源长 L 的小车 Q 紧靠赛台右侧 CD 面不粘连，放置于光滑水平地面上质量m1kg 的小物块 P 从赛台顶点 A 由静止释放，经过 B 点的小曲面无缺失机械能的滑上BC 水平面，再滑上小车的左端小物块与小车上外表的动摩擦因数0.4 ， g 取10m/s 2 欢迎下载精品学习资源 1求小物块 P 滑上小车左端时的速度v1 欢迎下载精品学习资源 2
8、假如小物块没有从小车上滑脱，求小车最短长度L0 欢迎下载精品学习资源 3 假设小车长L1.2m ，在距离小车右端 S 处固定有车面等高的竖直挡板见以下图，小车碰上挡欢迎下载精品学习资源板后立刻停止不动，争论小物块在小车上运动过程中，克服摩擦力做功Wf 与 S 的关系欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源8. 如下图，质量均为m 的物体 B、C 分别与轻质弹簧的两端相栓接，将它们放在倾角为30 的光滑斜欢迎下载精品学习资源面上， 静止时弹簧的形变量为x0 斜面底端有固定挡板D，物体 C 靠在挡板 D 上 将质量也为 m 的物体 A欢迎下载精品学习资源从斜面上的某点由静止释放， A 与 B 相碰
9、重力加速度为 g ，弹簧始终处于弹性限度内， 不计空气阻力 求：1弹簧的劲度系数 k ；2假设 A 与 B 相碰后粘连在一起开头做简谐运动，当 A 与 B 第一次运动到最高点时， C 对挡板 D 的压力恰好为零，求 C 对挡板 D 压力的最大值1.5gx0 ，求相碰后 A 第一次运动到达的最高点与开头静止释放点之间的距离3假设将 A 从另一位置由静止释放， A 与 B 相碰后不粘连，但仍立刻一起运动，且当 B 第一次运动到最高点时， C 对挡板 D 的压力也恰好为零 A 与 B 相碰后弹簧第一次复原原长时 B 的速度大小为v欢迎下载精品学习资源Mv 2答案具体解析2m欢迎下载精品学习资源112
10、0Mm g2v0Mm3 0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源【解析】 1、2铁块滑至最高处时，有共同速度v ，由动量守恒定律得mv0Mm v 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源那么： vmv0Mm欢迎下载精品学习资源由能量守恒定律得：mgH1 mv 21 Mm v2，欢迎下载精品学习资源022欢迎下载精品学习资源由运算得出：HMv0欢迎下载精品学习资源22 Mm g欢迎下载精品学习资源(3) 铁块从小车右端滑离小车时，小车的速度最大为v1 ，此时铁块速度为v2 ，由动量守恒定律得：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源mv0mv1Mv 2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由
11、能量守恒定律得1 mv 21 mv 21 Mv 2 ，欢迎下载精品学习资源012222欢迎下载精品学习资源由运算得出：vmM v ， v2mv ；欢迎下载精品学习资源1020MmMmr212mg216【解析】 1 木块A从轨道图中位置滑到最低点的过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：欢迎下载精品学习资源mgr 1cos601 mv22v2欢迎下载精品学习资源在最低点时，对 A 由牛顿其次定律得：解得： F=2mg依据牛顿第三定律可得木块对轨道的压力：Fmgm0rF2mg ，负号表示方向竖直向下欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2在小木块 A 与 B 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，
12、由动量守恒定律得：mv0mm v1欢迎下载精品学习资源然后一起运动直到将弹簧压缩到最短的过程中系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0mm2m v2欢迎下载精品学习资源在这个过程中，由能量守恒定律得：1 mm v21 mm2 m v2EQ欢迎下载精品学习资源12m22对 于 从 弹 簧 压 缩 到 最 短 到 两 木 块 滑 到 小 车 左 端 的 过 程 ， 由 能 量 守 恒 定 律 得 ：22m1 mm2m v2E1mm2m v2Q22欢迎下载精品学习资源摩擦产生的热量：Q2mg 12x联立解得：xr 16欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源23. 132 gh 22m
13、gh 3 v A312 gh, v4B332 gh .欢迎下载精品学习资源【解析】1对 A 球下滑的过程，由动能定律得：2mgh122mv0 解得 v022gh欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源当 A 、 B 相 距 最 近 时 ， 两 球 速 度 相 等 ， 由 动 量 守 恒 定 律 可 得 ：2mv02mm v ， 解 得 ：欢迎下载精品学习资源v0v222 gh33 2 当 A 、 B 相 距 最 近 时 ，A 、 B 两 球 系 统 的 电 势 能 最 大 ， 由 能 量 守 恒 定 律 得 ：欢迎下载精品学习资源2mgh122mm vE pm 解得：2Epm2mgh ；3欢迎
14、下载精品学习资源 3 最 终 两 球 间 距 离 足 够 远 ， 两 球 系 统 的 电 势 能 可 认 为 是 零 ， 由 动 量 守 恒 定 律 可 得 ：欢迎下载精品学习资源2 mv02mvAmvB 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由能量守恒定律可得：122mv122mv12mv 欢迎下载精品学习资源0AB222欢迎下载精品学习资源v1联立解得：vA012gh v442 gh欢迎下载精品学习资源vB033334. 1 5gl212mgl 【解析】1物块 P 恰好能够到达 D 点时，由重力供应向心力，由牛顿其次定律有：v2欢迎下载精品学习资源mg=mDl可得： vD=gl欢迎下载精
15、品学习资源2从 B 到 D，由机械能守恒定律得：欢迎下载精品学习资源12mgl+221mvD =2mvB得：vB5gl欢迎下载精品学习资源2P 与 Q 碰撞的过程时间短， 水平方向的动量守恒， 选取向右为正方向， 设碰撞前 P 的速度为 v，那么： mv=2mv BP 从开头释放到到达Q 的过程中，弹簧的弹力对P 做正功，地面的摩擦力对P 做负功，由功能关系得：欢迎下载精品学习资源EPmg 4l1 mv22欢迎下载精品学习资源联立得： EP=12mgl513m22m/s0.5m/s【解析】1小物块从 B 点运动到 C 点的过程中，依据能量守恒定律得：欢迎下载精品学习资源E12pmvC 2mg
16、L1L2，运算得出：VC2 Epmg L1L2 m3m/s ，欢迎下载精品学习资源假设小物块滑到木板右端时与长木板具有共同速度，所对应的长木板具有最小的长度Lm，系统动量守恒，欢迎下载精品学习资源以向右为正方向，由动量守恒定律得：mvCmMv ，由能量守恒定律得：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源mgL1 mr 21mMv2 ，运算得出：v1m/s ， L3m ；欢迎下载精品学习资源mCm22欢迎下载精品学习资源 2 设小物块滑离木板时，它们的速度分别为v1 和v2 ，以向右为正方向，由动量守恒定律得：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源mvcmv1mv2 ，由能量定律得：欢迎下载精
17、品学习资源欢迎下载精品学习资源C121mgl1 mv21 mv21 Mv 2 ，运算得：v2m/s ,欢迎下载精品学习资源222v20.5m/s v10 舍去v21.5m/s 不合题意，舍去欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源因此小物块滑离木板时，它们的速度分别为：v12m/s ，v20.5m/s 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源61 4.0m / s 2 5.0m / s3 0.40J 【解析】1设滑块 A 和 B 运动到圆形轨道最低点速度为v0 ，对滑块 A 和 B 下滑到圆形轨道和最低点的欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源过程，依据动能定理，有mmgh1 mmv2 ，欢
18、迎下载精品学习资源解得 v04.0m / s ABAB02欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2设滑块 A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v ，依据牛顿其次定律有v2mAgmAR欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源设滑块 A 在圆形轨道最低点被弹出时的速度为v A ，对于滑块 A 从圆形轨道最低点运动到最高点的过程，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源依据机械能守恒定律，有1 m v 2m g 2 R1 m v2 ，代入数据联立解得：v5.0m / s 欢迎下载精品学习资源AAAAA22 3对于弹簧将两滑块弹开的过程，A 、 B 两滑块所组成的系统水平方向动量守恒，设滑块B 被
19、弹出欢迎下载精品学习资源时的速度为vB ，依据动量守恒定律，有mAmB v0mAvAmBvB ，欢迎下载精品学习资源解得 v B0 欢迎下载精品学习资源设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为Ep ，对于弹开两滑块的过程，依据机械能守恒定律，有欢迎下载精品学习资源AB0pA A1 mmv2E1 m v 2 22欢迎下载精品学习资源解得：Ep0.40J 欢迎下载精品学习资源71 4m/s； 2 1m ， 6.8J ，4.84s J ； 3 见解析【解析】试题分析：物块从P 到 A 过程机械能守恒，应用机械能守恒定律可以求出速度物块与小车系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出车的长
20、度依据S 与小车位移的关系，应用动能定理求出摩擦力的功与S 的关系欢迎下载精品学习资源 1由机械能守恒定律得：mg Hh12mvB 代入数据运算得出：vB4m/s ，依据题意可以知道，欢迎下载精品学习资源小物块 P 滑上小车左端时的速度2v14m/s ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 2 取小车最短长度L 0 时，小物块刚好在小车右端共速为v2 欢迎下载精品学习资源以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv1mMv2 ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源相对运动过程中系统的能量守恒，有：1 mv21mMv2mgL ；欢迎下载精品学习资源12022欢迎下载精品学习资源联立并代入数据运
21、算得出： 3 设共速时小车位移v22m/s ，x ，物块对位置移L01m ；x ，分别对小车和物块由动能定理可以知道mgx1 mv2 ，欢迎下载精品学习资源12122欢迎下载精品学习资源2mgx1 m v2v，代入数据运算得出：x0.5m ， x1.5m ；欢迎下载精品学习资源221122欢迎下载精品学习资源 假 设sx1 小 物 块 将 在小 车上 连续 向 右 做 初速 度 为v22m/s的 匀 减 速 运 动，距 离 车尾 位 移 为欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源L1LL00.2m ，设减速到 0 位移为L 2 ，那么：mgL122mv2 ，可得：2L20.5mL1 ，那么小欢
22、迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源物块在车上飞出去，Wfmg x2L1 ，代入数据运算得出：Wf6.8J ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源假设sx1，小物块全程都受摩擦力作用，那么欢迎下载精品学习资源Wfmg Ls ，代入数据运算得出：Wf4.84s J；欢迎下载精品学习资源81mg 2 x0,23mg, 3 6.5x0 .欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源【解析】1物体 B 静止时，弹簧形变量为x0，弹簧的弹力Fkx0 ，物体 B 受力如下图欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由平稳条件得：kx0mgsin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源解得：弹簧的劲度系数k
23、mg 2 x0欢迎下载精品学习资源2 A 与 B 碰后一起做简谐运动到最高点时，物体C 对挡板 D 的压力最小为0欢迎下载精品学习资源那么对 C，弹簧弹力：F弹mgsin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源对 A、B，回复力最大：F回3mgsin欢迎下载精品学习资源由简谐运动的对称性，可知A 与 B 碰后一起做简谐运动到最低点时，回复力也最大欢迎下载精品学习资源即 F回3mgsin，此时物体 C 对挡板 D 的压力最大欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源对物体 A、B 有： F弹2 mgsin3mgsin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源那么弹簧弹力：F弹5mgsin欢迎下载精品
24、学习资源对物体 C，设挡板 D 对物体 C 的弹力为 N欢迎下载精品学习资源那么： N5mgsinmgsin3mg欢迎下载精品学习资源由牛顿第三定律可知，物体C 对挡板 D 的压力大小：NN3mg物体 C 对挡板 D 压力的最大值为3mg3设物体 A 释放时 A 与 B 之间距离为 x， A 与 B 相碰前物体 A 速度的大小为 v1欢迎下载精品学习资源对物体 A，从开头下滑到 A、B 相碰前的过程，由机械能守恒定律得：mgxsin1 mv 2欢迎下载精品学习资源1解得： v12gx 欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源设 A 与 B 相碰后两物体共同速度的大小为v2 ， A 与 B 发生
25、碰撞的过程动量守恒欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源以碰前 A 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv1mm v2欢迎下载精品学习资源1解得： vv 欢迎下载精品学习资源212物体 B 静止时弹簧的形变量为x0 ，设弹性势能为EP ，从 A、B 开头压缩弹簧到弹簧第一次复原原长的过欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源程由机械能守恒定律得：1 mm v2E1mm v2mm gx0sin欢迎下载精品学习资源2P22当弹簧第一次复原原长时A、B 恰好别离，设别离后物体A 仍能沿斜面上升的距离为x1欢迎下载精品学习资源对物体 A，从与 B 别离到最高点的过程，机械能守恒，由机械能守恒定律
26、得：1 mv22mgx1sin欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源解得： x11.5 x0欢迎下载精品学习资源对物体 B、C 和弹簧所组成的系统，物体B 运动到最高点时速度为0欢迎下载精品学习资源物体 C 恰好离开挡板D，此时弹簧的伸长量也为x0 ，弹簧的弹性势能也为EP欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源从 A、B 别离到 B 运动到最高点的过程，由机械能守恒定律得：1 mv22mgx0sinEP欢迎下载精品学习资源解得： EP1mgx0 4欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由解得：x9x0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源由几何关系可得， 物体 A 第一次运动到达的最高点与开头静止释放点之间的距离：dxx1x06.5x0欢迎下载