【考前提分】2023-2024学期高二物理期末专题复习：动量守恒定律（人教版）含答案解析

2023—2024学年度高二上学期高二物理期末专题复习 动量守恒定律 一、解答题 1．如图所示，倾角的光滑斜面体固定在水平面上，斜面底端固定一挡板D，自由长度为L0的轻弹簧一端固定在D上，质量为m的小物块B与弹簧连接，另一相同的小物块C从斜面上端与挡板D相距1.9L0处的P点由静止释放，C与B碰撞后粘合在一起（碰撞时间极短）。已知重力加速度大小为g，弹簧的劲度系数为，弹簧的形变量为x时具有的弹性势能为。求： （1）开始时弹簧的形变量x； （2）C与B碰后粘合体的速度v； （3）碰后粘合体的最大动能Ek。 2．如图甲所示的水平地面上有等距离三点A、B、C，AB段粗糙，BC段光滑，A点放有一质量为m1=1kg的物块M，物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.25，BC中点放有一质量为m2=2kg的物块N，AB、BC段长度都为，现对物块M施加一个如图乙所示的外力F，g取。 (1)求物块M与物块N碰前速度v的大小； (2)若物块M与N的碰撞是弹性碰撞，求碰后物块N的速度大小。 3．如图所示，半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上，在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。同时释放两个小球，小球a、b与弹簧在桌面上分离后，a球从B点滑上光滑半圆环轨道最高点A时速度为。已知小球a质量为m，小球b质量为2m，重力加速度为g。求： (1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力； (2)释放后小球b离开弹簧时的速度的大小； (3)释放小球前弹簧具有的弹性势能。 4．如图所示，两端带有固定薄挡板的滑板C长为l，质量为，与地面间的动摩擦因数为μ，其光滑上表面上静置着质量分别为m、 的物块，A、B，A位于C的中点，现使B以水平速度2v向右运动，与挡板碰撞并瞬间粘连，不再分开，A、B可看做质点，物块A与B、C的碰撞都可视为弹性碰撞。已知重力加速度为g，求： （i）B与C上挡板碰撞后的速度以及B、C碰撞后C在水平面上滑动时的加速度大小； （ii）A与C上挡板第一次碰撞后A的速度大小？ 5．如图所示，O点用长为l=1m的细线悬挂一质量为m=0.5kg的小球A，细线能承受的最大拉力T=10N，O点正下方处固定一根钉子，MN为一抛物线形状的管道（内径略大于小球半径，内壁铺设粗糙棉布），M点位于O点正下方且切线水平，OM=1m，抛物线管道h=2.5m，s=3m，抛物线与粗糙平面NP在N点平滑连接，NP间动摩擦因数µ=0.2，长度为L=2.5m，P点右侧光滑，一弹簧右端固定在竖直挡板上，自由状态下弹簧左端恰好位于P点，另有一与A相同的小球B置于N点，现将小球A拉至与竖直方向成θ=37º由静止释放，细线摆至竖直位置时恰好断裂，从M点进入轨道，在水平轨道上与小球B碰撞后粘连在一起；两球碰后立即撤去棉布，管道内壁可视为光滑。已知弹簧压缩到最短时弹性势能Ep =1.125J，求： （1）小球摆至M点时的速度和间的距离； （2）管道阻力对小球做的功； （3）若小球A、B之间发生的是弹性碰撞，最终B球停在距N多远的位置。 6．光滑水平轨道上有三个木块、、，质量分别为、，开始时、均静止，以初速度向右运动，与相撞后分开，又与发生碰撞并粘在一起，此后与间的距离保持不变。求： （1）碰撞后的速度大小； （2）若与碰撞时相互作用时间为，则碰撞时对的平均作用力大小； （3）和碰撞中机械能的变化。 7．如图所示，地面和半圆轨道面均光滑。质量kg、长m的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量kg的滑块（视为质点）以m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动。小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面间的动摩擦因数，g取10m/s2。 （1）滑块与小车刚达相对静止时，小车对地的位移是多少？ （2）要使滑块恰好运动到半圆轨道最高点Q，求半圆轨道的半径R。 8．如图所示，一根质量不计，长为1m能承受最大拉力为14N的绳子，一端固定于天花板上，另一端系一质量为1kg的小球，整个装置处于静止状态，若要将绳子拉断，作用在球上的水平冲量至少应为多少？(g取10m/s2) 9．如图，倾角为θ=30°的固定绝缘光滑斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，斜面底端连接一根劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端连接着一质量为m的不带电小球A，小球A静止时，到斜面顶端的距离为L。有一电荷量为+q、质量为的小球B以初速，从斜面顶端沿斜面向下运动，与小球A发生弹性碰撞之后，两小球平分了原来的总电荷量，已知电场强度，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度为g，求： （1）小球A静止时，弹簧的形变量x； （2）两小球碰撞前，小球B的速度大小v； （3）小球A从碰后到速度最大的过程中，电场力对它所做的功W。 10．如图所示一弹射