高中物理动量守恒定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1．在图所示足够长的光滑水平面上，用质量分别为3kg和1kg的甲、乙两滑块，将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态．乙的右侧有一挡板P.现将两滑块由静止释放，当弹簧恢复原长时，甲的速度大小为2m/s，此时乙尚未与P相撞．
①求弹簧恢复原长时乙的速度大小；
②若乙与挡板P碰撞反弹后，不能再与弹簧发生碰撞．求挡板P对乙的冲量的最大值． 【答案】v乙＝6m/s. I＝8N 【解析】 【详解】
（1）当弹簧恢复原长时，设甲乙的速度分别为和，对两滑块及弹簧组成的系统，设向左的方向为正方向，由动量守恒定律可得：
又知
，方向向右。
联立以上方程可得
（2）乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞，则说明乙反弹的的速度最大为由动量定理可得，挡板对乙滑块冲量的最大值为：
2．运载火箭是人类进行太空探索的重要工具，一般采用多级发射的设计结构来提高其运载能力。某兴趣小组制作了两种火箭模型来探究多级结构的优越性，模型甲内部装有△m=100 g的压缩气体，总质量为M=l kg，点火后全部压缩气体以vo =570 m/s的速度从底部喷口在极短的时间内竖直向下喷出；模型乙分为两级，每级内部各装有质量均为
?m 的压缩气体，每级总2M，点火后模型后部第一级内的全部压缩气体以速度vo从底部喷口在极短时间2内竖直向下喷出，喷出后经过2s时第一级脱离，同时第二级内全部压缩气体仍以速度vo从第二级底部在极短时间内竖直向下喷出。喷气过程中的重力和整个过程中的空气阻力忽略不计，g取10 m／s2，求两种模型上升的最大高度之差。 【答案】116.54m
【解析】对模型甲： 0??M??m?v甲??mv0
2v甲1085h甲=?m?200.56m
2g9对模型乙第一级喷气： 0??M????m??mv?v0 ?乙12?2解得： v乙1?30m
s2s末： v乙1=v乙1?gt?10m
‘s22v乙1?v'乙1h乙1=?40m
2g对模型乙第一级喷气：
M‘M?m?mv乙1=（?)v乙2?v0 2222解得： v乙2=670m s92v乙22445h乙2=2?m?277.10m
2g81可得： ?h?h乙1+h乙2?h甲=9440m?116.54m。 81
3．如图甲所示，物块A、B的质量分别是 mA=4.0kg和mB=3.0kg．用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v-t图象如图乙所示．求：
①物块C的质量？
②B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能EP？ 【答案】（1）2kg（2）9J 【解析】
试题分析：①由图知，C与A碰前速度为v1＝9 m/s，碰后速度为v2＝3 m/s，C与A碰撞过程动量守恒．mcv1＝（mA＋mC）v2 即mc＝2 kg
②12 s时B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大 （mA＋mC）v3＝（mA＋mB＋mC）v4
得Ep＝9 J
考点：考查了动量守恒定律，机械能守恒定律的应用
【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题．
4．两个质量分别为mA?0.3kg、mB?0.1kg的小滑块A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小滑块A粘连，另一端与小滑块B接触而不粘连.现使小滑块A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v0?3m/s在水平面上做匀速直线运动，如题8图所示.一段时间后，突然解除锁定（解除锁定没有机械能损失），两滑块仍沿水平面做直线运动，两滑块在水平面分离后，小滑块B冲上斜面的高度为h?1.5m.斜面倾角
??37o，小滑块与斜面间的动摩擦因数为??0.15，水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g取10m/s2.求：（提示：sin37o?0.6，cos37o?0.8）
（1）A、B滑块分离时，B滑块的速度大小. （2）解除锁定前弹簧的弹性势能.
【答案】（1）vB?6m/s （2）EP?0.6J 【解析】
试题分析：（1）设分离时A、B的速度分别为vA、vB， 小滑块B冲上斜面轨道过程中，由动能定理有：mBgh??mBgh?分）
代入已知数据解得：vB?6m/s ② （2分）
（2）由动量守恒定律得：(mA?mB)v0?mAvA?mBvB ③ （3分） 解得：vA?2m/s （2分） 由能量守恒得：
cos?12 ① （3?mBvBsin?2111222 ④ （4分） (mA?mB)v0?EP?mAvA?mBvB222解得：EP?0.6J ⑤ （2分）
考点：本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律.
5．如图的水平轨道中，AC段的中点B的正上方有一探测器，C处有一竖直挡板，物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞，并接合成复合体P，以此碰撞时刻为计时零点，探测器只在t1=2 s至t2=4 s内工作，已知P1、P2的质量都为m=1 kg，P与AC间的动摩擦因数为μ=0.1，AB段长L=4 m，g取10 m/s2，P1、P2和P均视为质点，P与挡板的碰撞为弹性碰撞。
高中物理动量守恒定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析
