2022年高三物理动量碰撞.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高三物理动量碰撞复习例题小球半圆型槽（分清晰各阶段什么守恒）例1： 如下列图,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缺失求：（1）物块开头下落的位置距水平轨道BC

2、的竖直高度是圆弧半径的几倍名师归纳总结 （2）物块与水平轨道BC间的动摩擦因数第 1 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 摩擦因数为 ,最终小物体与小车相对静止于 情形是（A ）A 其他量不变,R 越大 x 越大 B其他量不变, 越大 x 越大m的小物体从 A点由静止释放, m与BC部分间的动 B

3、、C之间的 D点,就 B、D间距离 x随各量变化的C其他量不变,m 越大 x 越大图 3 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）当滑块与弹簧刚分别时滑块和小车的速度大小（1）（2） 3解析 : 1 , 23 解得：名师归纳

4、总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 综合练习例4： 光滑水平面上放有如下列图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 如物体与 A 壁碰后相对水平面的速度大小为碰前速率的 35,就物体在其次次跟 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

5、为多大 . 3 物体从开头到其次次碰撞前,电场力做功为多大 . 设碰撞经受时间极短且无能量缺失 解：（ 1）由动能定理得（2 分）（1 分）（ 2 ） 假 设 小 物 体 碰 后 速 度 向 右 , 就 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）第一次碰后到其次次碰时,设经过t 时间（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）由以上四式得（1 分）（2 分）名师归纳总结 （3）小物体总位移L=L1+L2 （2 分） W=EqL=1.3mv12 （2 分）第

6、4 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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对外的匀强磁场 B,一个质量为 m=01 kg,带电量为 q=05 C 的物体,从板的 P 端由静止开头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；当物体遇到板 R端的挡板后被弹回,如在碰撞瞬时撤去电场, 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

7、,取 g=10m/s 2 ,求：（1）判定物体带电性质,正电荷仍是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度 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 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,开头时, A 与传送带之间保持相对静止；先后相隔t 3s 有两个光滑的质量为 m1kg 的小球 B自传送带的左端动身,以 v015m/s 的速度在

8、传送带上向右运动；第 1 个球与木盒相遇后,球立刻进入盒中与盒保持相对静止,第 2 个球动身后历时t 11s/3 而与木盒相遇；求（取 g10m/s 2）（1）第 1 个球与木盒相遇后瞬时,两者共同运动的速度时多大？（2）第 1 个球动身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？Av0 B v名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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

9、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 带间的动摩擦因数 0. 1 ；3 m/s已知物体与传送（ 1）如两皮带轮之间的距离是 6 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？通过运算说明你的结论（ 2）如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）如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 中并不穿出, 而且子弹击中物体所用时间极短,v=1 000 m/s击中物体后子弹留在物体 可忽视不计 试画出物体从滑上到离开

10、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）名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 处有一大小忽视不计质量 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,如下列图；某时刻木板 A以 A = 1m/s 的速度向左滑行,同3时滑块 B以 B =

11、5m/s 的速度向右滑行,当滑块 B 与 P 处相距 4L 时,二者刚好处于相对静止状态,如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

12、；由动量守恒定律得3 分3 分设 B 相对 A 的路程为 s,由能量守恒得代入数据得 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 分名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 9：如下列图,质量M0 6. kg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A、 Bv150.m/s和 v 22 0.m/s冲上小车,当它们相对于车停止滑动时,没有相碰

13、；已知与车面的动摩擦因数都是0.20 ,g 取 10 m/s2；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）设 A、B 相对于车停止滑动时,车的速度为 v,依据动量守恒定律得：（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）C 静止； （1（2） 开头 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 对位置移 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,车受力平稳而保持不动；当 B 的速度减为 0 时,此过程终止；设这段时间内滑块的加速度为 a,依据牛顿其次定律：,滑块 B 停止滑动的时间；（ 2 分）其次阶段： B 停止运动后, A 连续在车上滑动,设到时刻 物体 A 与车有共同速度 v,就；（ 2 分）名师归纳总结 第三阶段：之后,车以速度v 做匀速直线运动到为止；（ 2 分）第 10 页,共 10 页- - - - - - -