高二物理动量能量练习(附答案)

1、如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为mA=mc=2m,mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。1、设共同速度为v，球A和B分开后，B的速度为vB,由动量守恒定律有0()ABABBmmvmvmv,()BBBCmvmmv,联立这两式得B和C碰撞前B的速度为vB=9v0/5。2、如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.5m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2，求（1）物块在车面上滑行的时间t;（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。2、（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有2012mvmmv①设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有220-Ftmvmv②其中2Fmg③解得1012mvtmmg代入数据得0.24st④（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′，则2012mvmmv⑤由功能关系有22201221122mvmmvmgL⑥代入数据解得=5m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s。3、如图,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出.重力加速度为g.求（1）此过程中系统损失的机械能；0vm1m2v0（2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．3、（1）设子弹穿过物块后的速度为V，由动量守恒得MVvmmv200……………………①（3分）解得：MmvV20…………………………②系统损失的机械能为：220202122121MVvmmvE……………………③（3分）由②③两式可得：20381mvMmE…………………………④（3分）（2）设物块下落到地面所需时间为t，落地点距桌面边缘的水平距离为s，则：221gth……………………⑤（2分）Vts…………………………⑥（2分）由②⑤⑥三式可得：ghMmvs20……………………⑦（2分）4、如图所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C.重物A（视为质点）位于B的右端,A、B、C的质量相等.现A和B以同一速度滑向静止的C,B与C发生正碰.碰后B和C粘在一起运动，A在C上滑行,A与C有摩擦力.已知A滑到C的右端而未掉下.试问：B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍？4、设A、B、C的质量均为m.碰撞前,A与B的共同速度为v0,碰撞后B与C的共同速度为v1。对B、C,由动量守恒定律得mv0=2mv1①设A滑至C的右端时,三者的共同速度为v2.对A、B、C,由动量守恒定律得2mv0=3mv1②设A与C的动摩擦因数为μ,从发生碰撞到A移至C的右端时C所走过的距离为S.对B、C由动能定理-μmgs=21(2m)v22-21(2m)v12③对A由动能定理μmg(s+l)=21mv02-21mv22④由以上各式解得ls=375、两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6m／s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中：（1）当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大?（2）系统中弹性势能的最大值是多少?5、(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.由A、B、C三者组成的系统动量守恒，()()ABABCABCmmvmmmv(2分)解得(22)6/3/224ABCvmsms(2分)(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为BCv，则mBv=(mB+mC)BCvBCv=4262=2m/s（2分）设物ＡＢＣ速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒Ep=21(mB+mC)2BCv+21mAv2-21(mA+mB+mC)2ABCv=21×(2+4)×22+21×2×62-21×(2+2+4)×32=12J(4分)6、如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m＜M，A、B间动摩擦因数为μ，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A不会滑离B，求：（1）A、B最后的速度大小和方向.（2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，平板车向右运动的位移大小.6、（1）A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有相同的速度，设此速度为v，A和B的初速度的大小为v0，则据动量守恒定律可得：Mv0－mv0=（M+m）v解得：v＝mMmMv0，方向向右（2）从地面上看，小木块向左运动到离出发点最远处时，木块速度为零，平板车速度为v，由动量守恒定律得vmmvMv00这一过程平板向右运动S，2202121vmMVmgs解得s=2022vMgmM7、一质量M=0.8kg的小物块，用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态。一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小；（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度。7、（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒。00()2.0m/s(3)mvMmvmvvvMm共代入数据共共（3分）分（2）小球和物块将以v共开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F，22()()(3)()15N(3)vFMmgMmlvFMmgFl共共代入数据分（）分（3）小球和物块将以v共为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒；设它们所能达到的最大高度为h，根据机械能守恒定律：221()(2)20.2m(2)2MmvMmghvhhg共共代入数据（）分分8、如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h高处由静止开始下滑下，与滑块B发生碰撞（时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。已知,3,,mmmmmmCBA求：（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离。8、（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程中，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，由机械能守恒定律有2121vmghmAA①解得：ghv21②滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，由动量守恒定律有21)(vmmvmBAA③解得：ghvv2212112④（2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能定恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，由动量定恒定律有：31)(vmmmvmCBAA⑤ghvv2515113⑥ABv0由机械能定恒定律有：2322)(21)(21vmmmvmmECBABApm⑦（3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B速度为v4，滑块C的速度为v5，分别由动量定恒定律和机械能定恒定律有：542)()(vmvmmvmmCBABA⑨25242221)(21)(21vmvmmvmmCBABA⑩解之得：ghvghv252,210154（另一组解舍去）⑾滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动：tvS5⑿221gtH⒀解得之：HhS54⒁9、光滑水平面上有两个小木块A和B，其质量mA=1kg、mB=4kg，它们中间用一根轻质弹簧相连.一颗水平飞行的子弹质量为m=50g，以V0=500m/s的速度在极短时间内射穿两木块，已知射穿A木块后子弹的速度变为原来的53，且子弹射穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍.求:系统运动过程中弹簧的最大弹性势能.9、解：子弹穿过A时，子弹与A动量守恒，由动量守恒定律：①而由得：m/s，m/s②子弹穿过B时，子弹与B动量守恒，由动量守恒定律：21mvvmmvBB③又由④得：m/s由③④得：m/s⑤子弹穿过B以后，弹簧开始被压缩，A、B和弹簧所组成的系统动量守恒，由动量守恒定律：⑥由能量关系：⑦由②⑤⑥⑦得：J⑧10、光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接）,用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP=49J.在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C.取g=10m/s2,求（1）绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;（3）绳拉断过程绳对A所做的功W.10、（1）设B在绳被拉断后瞬间的速度为vB,到达C时的速度为vC,有mBg=mBRc2v①21mBvB2=21mBvC2+2mBgR②代入数据得vB=5m/s`③（2）设弹簧恢复到自然长度时B的速度为v1,取水平向右为正方向,有Ep=21mBv12④I=mBvB-mBv1⑤代入数据得I=-4N·s,其大小为4N·s⑥（3）设绳断后A的速度为vA,取水平向右为正方向,有mBv1=mBvB+mAvA⑦W=21mAvA2⑧代入数据得W=8J