2022年高三物理动量碰撞 .pdf

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1、高三物理动量碰撞复习例题小球半圆型槽（分清楚各阶段什么守恒）例1： 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道 AB 是光滑的，在最低点B与水平轨道 BC 相切， BC 的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出 已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失求：（1）物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍（2）物块与水平轨道BC

2、 间的动摩擦因数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页图 3 例2： 如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径 R的四分之一光滑圆弧， BC部分是粗糙的水平面。今把质量为m的小物体从 A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为 ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的 D点，则 B、D间距离 x随各量变化的情况是（A ）A其他量不变，R 越大 x 越大B其他量不变，越大 x 越大C其

3、他量不变，m 越大 x 越大D其他量不变，M 越大 x 越大例 3：质量为M的小车置于水平面上。小车的上表面由1/4 圆弧和平面组成，车的右端固定有一不计质量的弹簧，圆弧AB部分光滑，半径为R，平面 BC部分粗糙 , 长为l，C点右方的平面光滑。滑块质量为m，从圆弧最高处A无初速下滑（如图），与弹簧相接触并压缩弹簧，最后又返回到B相对于车静止。求：（1）BC部分的动摩擦因数u ；（2）弹簧具有的最大弹性势能；（3）当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小（1）（2） (3)解析 : (1), (2)(3) 解得：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

4、 - -第 3 页，共 10 页综合练习例4： 光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的L形滑板 ( 平面部分足够长) ，质量为 4m ，距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m，电量为 +q的大小不计的小物体，物体与板面的摩擦不计整个装置置于场强为E的匀强电场中，初始时刻，滑板与物体都静止试问：(1) 释放小物体，第一次与滑板A壁碰前物体的速度v1多大 ? (2) 若物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的35， 则物体在第二次跟A碰撞之前，滑板相对于水平面的速度v2和物体相对于水平面的速度v3分别为多大 ? (3) 物体从开始到第二次碰撞前，电场力做功为多大?(设碰撞经历时间极短

5、且无能量损失) 解：（ 1）由动能定理得（2 分）（1 分）（ 2 ） 假 设 小 物 体 碰 后 速 度 向 右 ， 则 由 动 量 守 恒 定 律 得 ， 取 向 右 为 正 方 向（1 分）不 符 合 碰 撞 规 律 ， 所 以 小 物 体 向 左 运 动 。（ 1分 ）（1 分），方向向右（1 分）第一次碰后到第二次碰时，设经过t 时间（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）由以上四式得（1 分）（2 分）（3）小物体总位移L=L1+L2 （2 分）W=EqL=1.3mv12 （2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页

6、，共 10 页例 5：如图 12 所示，PR是一块长为L=4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E， 在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B， 一个质量为m=0 1 kg，带电量为q=05 C 的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动， 进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场， 物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4 ，物体与平板间的动摩擦因数为=04，取 g=10m/s2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速

7、度v1和v2（3）磁感应强度B的大小（4）电场强度E的大小和方向图 12 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页例 6：如图，足够长的水平传送带始终以大小为v3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量为M2kg 的小木盒A，A与传送带之间的动摩擦因数为 03，开始时，A与传送带之间保持相对静止。先后相隔t3s 有两个光滑的质量为m1kg 的小球B自传送带的左端出发，以v015m/s 的速度在传送带上向右运动。第 1个球与木盒相遇后，球立即进入盒中与盒保持相对静止，第2 个球出发后历时t11s/3 而与木盒相遇。求（取g

8、10m/s2）（1）第 1 个球与木盒相遇后瞬间，两者共同运动的速度时多大？（2）第 1 个球出发后经过多长时间与木盒相遇？（3）自木盒与第1 个球相遇至与第2 个球相遇的过程中，由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少？B Avv0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页例 7：如图甲所示，质量M= 20 kg 的物体从光滑曲面上高度H=0. 8 m 处释放，到达底端时水平进入水平传送带，传送带由一电动机驱动着匀速向左转动，速率为3 m/s已知物体与传送带间的动摩擦因数0. 1 。（ 1）若两皮带轮之间的距离是6

9、m ，物体冲上传送带后就移走光滑曲面，物体将从哪一边离开传送带？通过计算说明你的结论（ 2）若皮带轮间的距离足够大，从 M滑上到离开传送带的整个过程中，由于 M和传送带间的摩擦而产生了多少热量？（ 3）若皮带轮间的距离足够大，从M滑上皮带后经过2s 的那一时刻，一颗质量为m=20 g的子弹从右边击中物体，如图乙所示，子弹的速度为v=1 000 m/s击中物体后子弹留在物体中并不穿出， 而且子弹击中物体所用时间极短，可忽略不计 试画出物体从滑上到离开传送带的整个过程中的速度一时间图象（取水平向右方向为正）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

10、 7 页，共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页例 8：在光滑的水平面上有一质量M = 2kg 的木板A，其右端挡板上固定一根轻质弹簧，在靠近木板左端的P处有一大小忽略不计质量m = 2kg 的滑块B。木板上Q处的左侧粗糙，右侧光滑。且PQ间距离L = 2m ，如图所示。某时刻木板A以 A= 1m/s 的速度向左滑行，同时滑块B以 B= 5m/s 的速度向右滑行，当滑块B与P处相距34L时，二者刚好处于相对静止状态，若在二者共同运动方向的前方有一障碍物，木板A与它碰后以原速率反弹（碰后立即撤去该障碍物）。求

11、B与A的粗糙面之间的动摩擦因数 和滑块B最终停在木板A上的位置。（g取 10m/s2）（20 分）解：设M、 m 共同速度为，由动量守恒定律得对 A，B 组成的系统，由能量守恒3 分代入数据得2 分木板 A 与障碍物发生碰撞后以原速率反弹，假设B 向右滑行并与弹簧发生相互作用，当A、B 再次处于相对静止状态时，两者的共同速度为u，在此过程中，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒、能量守恒。由动量守恒定律得3 分设 B 相对 A 的路程为s，由能量守恒得3 分代入数据得2 分由于，所以 B 滑过 Q 点并与弹簧相互作用，然后相对 A 向左滑动到Q 点左边， 设离 Q点距离为s1 2 分精选学习资料

12、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页例 9：如图所示，质量Mkg0 6 .的平板小车静止在光滑水平面上。当t=0 时，两个质 量都是m=0.2kg 的小物体A 和 B（ A 和 B 均可视为质点），分别从左端和右端以水平速度vms150 ./和vms22 0 ./冲上小车，当它们相对于车停止滑动时，没有相碰。已知A 、 B与车面的动摩擦因数都是0.20 ，g 取102ms/。求：（1）车的长度至少是多少？（2）B在 C上滑行时对地的位移。（3） 在图中所给的坐标系中画出0 至 4.0s 内小车运动的速度v时间 t 图象。解：（ 1

13、）设 A、B 相对于车停止滑动时，车的速度为v，根据动量守恒定律得：（2 分），（1 分），方向向右。（1 分）设 A、B 在车上相对于车滑动的距离分别为和，由功能关系得：（2 分），故车长最小为（2 分）（2） 开始 A、B 相对于车运动时，A 对 C 和 B 对 C 的滑动摩擦力等大反向，故C 静止。 （1分）当 B 对地速度为0 时， B 与 C 相对静止，即B 与 C 有共同速度0。 （1 分） 此前 B 对地位移SB=（ 2 分）（3）车的运动分以下三个阶段：第一阶段： A、B 同时在车上滑行时，滑块对车的摩擦力均为，方向相反，车受力平衡而保持不动。当B 的速度减为0 时，此过程结束。设这段时间内滑块的加速度为a，根据牛顿第二定律：，滑块 B 停止滑动的时间。（ 2 分）第二阶段： B 停止运动后， A 继续在车上滑动，设到时刻物体 A 与车有共同速度v，则。（ 2 分）第三阶段：之后，车以速度v 做匀速直线运动到为止。（ 2 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页