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高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)--第1页
(含答案)
一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用
1.竖直平面
内存在着如图甲所示管道，虚线左侧管道水平，虚线右侧管道是半径R=1m的
半圆形，管道截面是不闭合的圆，管道半圆形部分处在竖直向上的匀强电场中，电场强度
E=4X10/m.小球a、b、c的半径略小于管道内径，b、c球用长L2m的绝缘细轻杆
连接，开始时c静止于管道水平部分右端P点处，在M点处的a球在水平推力F的作用下
由静止向右运动，当F减到零时恰好与b发生了弹性碰撞，F-t的变化图像如图乙所示，且
满足Ft—.已知三个小球均可看做质点且m=0.25kg,m=0.2kg,m=0.05kg，小球
22abc
x
(1)小球a与b发生碰撞时的速度v;
c带q=510)C的正电荷，其他小球不带电，不计一切摩擦，g=10m/s，求
o2
(2)小球c运动到Q点时的速度v;
AE
(3)从小球c开始运动到速度减为零的过程中，小球c电势能的增加量.
V4m/sE3.2J
【答案】(1)(2)v=2m/s(3)
p
【解析】
【分析】对小球a,由动量定理可得小球a与b发生碰撞时的速度；小球a与小球b、c组成的系统
发生弹性碰撞由动量守恒和机械能守恒可列式，小球c运动到Q点时，小球b恰
1r
好运动到P点，由动能定理可得小球c运动到Q点时的速度；由于b、c两球转动的角速度和半径都
阳
相同，故两球的线速度大小始终相等，从c球运动到Q点到减速到零的过程列
能量守恒可得；解：⑴对小球a,由动量定理可得ImV0
a。
由题意可知，F-图像所围的图形为四分之一圆弧，面积为拉力F的冲量，
由圆方程可知S1m2
代入数据可得：v4m/s
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