2016年高考物理母题题源系列专题15动量守恒定律(含解析).doc

专题15动量守恒定律 【母题来源】2016年 【母题原题】如图所示，方盒A静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块B，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ。若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为________，滑块相对于盒运动的路程为________。 【答案】 【考点定位】动量守恒定律、能量守恒定律 【名师点睛】此题是对动量守恒定律及能量守恒定律的考查；关键是分析两个物体相互作用的物理过程，选择好研究的初末状态，根据动量守恒定律和能量守恒定律列出方程；注意系统的动能损失等于摩擦力与相对路程的乘积。 【母题来源】2016年 【母题原题】如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 m（h小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg，冰块的质量为m2=10 kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s2。 （i）求斜面体的质量； （ii）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？ 【答案】（i）20 kg （ii）不能 （ii）设小孩推出冰块后的速度为v1，由动量守恒定律有m1v1+m2v20=0④ 代入数据得v1=1 m/s⑤ 设冰块与斜面体分离后的速度分别为v2和v3，由动量守恒和机械能守恒定律有 m2v20= m2v2+ m3v3⑥ ⑦ 联立③⑥⑦式并代入数据得v2=1 m/s⑧ 由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩。 【考点定位】动量守恒定律、机械能守恒定律 【名师点睛】此题是动量守恒定律及机械能守恒定律的综合应用问题；解题关键是要知道动量守恒的条件及两物体相互作用时满足的能量关系，列方程即可；注意动量守恒定律的矢量性，知道符号的含义；此题难度中等，意在考查考生灵活利用物理知识解决问题的能力。 【命题意图】 【考试方向】 【得分要点】 ①动量守恒定律． ②机械能不增加． ③速度要合理：若碰前两物体同向运动，则应有v后v前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v前′≥v后′；碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变。 2、弹性碰撞的规律 两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律． 以质量为m1，速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例， 则有m1v1＝m1v1′＋m2v2′和 解得：； 结论： ①当两球质量相等时，v1′＝0，v2′＝v1，两球碰撞后交换速度． ②当质量大的球碰质量小的球时，v1′0，v2′0，碰撞后两球都向前运动． ③当质量小的球碰质量大的球时，v1′0，v2′0，碰撞后质量小的球被反弹回来 3、综合应用动量和能量的观点解题技巧 （1）动量的观点和能量的观点 ①动量的观点：动量守恒定律 ②能量的观点：动能定理和能量守恒定律 这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，不对过程变化的细节作深入的研究，而关心运动状态变化的结果及引起变化的原因．简单地说，只要求知道过程的始、末状态动量式、动能式和力在过程中的冲量和所做的功，即可对问题求解． ②利用动量的观点和能量的观点解题应注意下列问题： (a)动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式；而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式． (b)动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界最普遍的规律，它们研究的是物体系统，在力学中解题时必须注意动量守恒的条件及机械能守恒的条件．在应用这两个规律时，当确定了研究的对象及运动状态变化的过程后，根据问题的已知条件和要求解的未知量，选择研究的两个状态列方程求解． 【母题1】竖直平面内的半圆轨道光滑且与水平地面相切于B点,一质量为1 kg的坚硬小物块A(可视为质点),静止在光滑的水平地面上,如图所示.一颗质量为10 g的子弹以505 m/s的速度向左飞来,正好打中并留在小物块内,它们一起向左运动,已知R=0.4 m ,g=10 m/s2.求: ①子弹打中小物块并合成一个整体时的共同速度; ②小物块在C点对轨道顶端的压力大小; ③小物块落地点与B点的水平距离. ①5 m/s ②12.625 N ③1.2 m 考点：动量守恒定律；机械能守恒定律；平抛运动 【名师点睛】此题是对动量守恒定律、机械能守恒定律及平抛运动的考查；解题的关键是搞清物理过程，灵活选取合适的物理规律列出方程解答;此题难度不大，意在考查学生基本规律的应用能力． 【母题2】如图所示，物体A、B的质量分别是、