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高考重点考点解读与针对性训练
第八章 动量守恒定律
考点59 滑块+斜(曲)面模型
【考点解读】
“滑块—曲面”模型
1.模型图示
2.模型特点
(1)上升到最大高度:m 与M 具有共同水平速度v 共,此时m 的竖直速度vy=0。系统水
平方向动量守恒,mv0=(M+m)v 共;系统机械能守恒,1
2mv0
2=1
2(M+m)v共
2+
mgh,其中h 为滑块上升的最大高度,不一定等于弧形轨道的高度(相当于完全非弹性碰
撞,系统减少的动能转化为m 的重力势能)。
(2)返回最低点:m 与M 分离点。水平方向动量守恒,mv0=mv1+Mv2;系统机械能守恒,
1
2mv0
2=1
2mv1
2+1
2Mv2
2(相当于弹性碰撞)。
【高考真题】
【典例1】(2011 海南物理卷19 题(2))一质量为2m 的物体P 静止于光滑水
平地面上,其截面如图所示。图中ab 为粗糙的水平面,长度为L;bc 为一光滑
斜面,斜面和水平面通过与ab 和bc 均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现
有一质量为m 的木块以大小为v0的水平初速度从a 点向左运动,在斜面上上升
的最大高度为h,返回后在到达a 点前与物体P 相对静
止。重力加速度为g。求
(i)木块在ab 段受到的摩擦力f;
(ii)木块最后距a 点的距离s。
【典例2】(2009 宁夏理综)两质量分别为M1 和M2 的劈A 和B,高度相同,
放在光滑水平面上,A 和B 的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,
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如图所示,一质量为m 的物块位于劈A 的倾斜面上,距水平面的高度为h。物
块从静止滑下,然后双滑上劈B。求物块在B 上能够达到的最大高度。
【典例3】.(2007·四川理综)如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m 的光滑
弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m 的小球从槽高h 处
开始下滑
A.在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒
B.在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动
D.被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高h 处
【针对性训练】
1. (湖南怀化名校联考联合体2025 届高考考前仿真联考三)一个四分之一光滑圆弧形物
块B 静止在光滑的水平面上,圆弧的半径为R,一可视为质点的小物块A 从物块B 的底端
以速度
滑上圆弧,经过时间t 恰好能滑上B 的圆弧面顶端,已知滑块A 的质量
为m,重力加速度为g,则( )
A. 物块A 滑上圆弧面后,A、B 组成的系统动量守恒
B. 物块B 的质量为m
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C. 物块A 从底端到滑上圆弧面顶端的过程物块B 的位移为
D. A 和B 分离时,B 的速度大小为
2. (山西大同2025 学年高三5 月质量检测卷)如图所示,质量为
、半径为
的光滑半
圆弧槽静止在光滑的水平面上,其左侧紧靠固定的挡板,
为圆弧槽的水平直径,质量
为
的小球从
点的正上方高
处由静止释放,从
点进入圆弧槽,重力加速度为
,不
计空气阻力和小球的大小,求:
(1)小球第一次运动到圆弧槽最低点过程中,固定挡板对圆弧槽
冲量大小;
(2)小球第一次运动到圆弧槽最低点时对圆弧槽的压力大小;
(3)小球第一次离开
点后,上升的最大高度。
3 (2025·贵州贵阳期中)在光滑水平地面上放一个质量为2 kg 的内侧带有光滑弧形凹槽
的滑块M,凹槽的底端切线水平,如图所示。质量为1 kg 的小物块m 以v0=6 m/s 的水平
速度从滑块M 的底端沿槽上滑,恰好能到达滑块M 的顶端。重力加速度取g=10 m/s2,
不计空气阻力。在小物块m 沿滑块M 滑行的整个过程中,下列说法正确的是( )
A.小物块m 沿滑块M 上滑的最大高度为0.3 m
B.小物块m 沿滑块M 上滑的最大高度为0.6 m
C.合力对滑块M 的冲量大小为8 N·s
D.合力对滑块M 的冲量大小为16 N·s
4.(多选)(2024·山东济南模拟)如图所示,光滑水平面上有一质量为2M、半径为R(R 足够
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大)的圆弧曲面C,质量为M 的小球B 置于其底端,另一个小球A 质量为,小球A 以v0=6
m/s 的速度向B 运动,并与B 发生弹性碰撞,不计一切摩擦,小球均视为质点,则( )
A.B 的最大速率为4 m/s
B.B 运动到最高点时的速率为 m/s
C.B 能与A 再次发生碰撞
D.B 不能与A 再次发生碰撞
5 如图所示,在光滑足够长水平面上有半径R=0.8 m 的1
4 光滑圆弧斜劈B,斜劈的质量
是M=3 kg,底端与水平面相切,左边有质量m=1 kg 的小球A 以初速度v0=4 m/s 从切
点C(圆弧的最低点)冲上斜劈,重力加速度g 取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球A 不能从斜劈顶端冲出
B.小球A 能从斜劈顶端冲出后还会再落入斜劈
C.小球A 冲上斜劈过程中经过最低点C 时对斜劈的压力大小是30 N
D.小球A 从斜劈上返回最低点C 时速度大小为2 m/s,方向向左
6.(2025·安徽黄山模拟)如图所示,在水平面上放置一个右侧面半径为R 的1
4 圆弧凹槽,
凹槽质量为m,凹槽A 点切线水平,B 点为最高点。一个质量也为m 的小球以速度v0从A
点冲上凹槽,重力加速度为g,不计一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A.小球在凹槽内运动的全过程中,小球与凹槽的总动量守恒,且离开凹槽后做平抛运动
B.若v0=√2 gR,小球恰好可到达凹槽的B 点且离开凹槽后做自由落体运动
C.若v0=√5 gR,小球最后一次离开凹槽的位置一定是A 点,且离开凹糟后做自由落体运
动
D.若v0=√7 gR,小球最后一次离开凹槽的位置一定是B 点,且离开凹槽后做竖直上抛运
动
7.[2024 重庆南开中学校考/多选]如图所示,半径为R、质量为3m 的1
4 圆弧槽AB 静止放在
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光滑水平地面上,圆弧槽底端B 点切线水平,距离B 点为R 处有一质量为3m 的小球2,其
左侧连有轻弹簧.现将质量为m 的小球1(可视为质点)从左侧圆弧槽上端的A 点由静止释
放,重力加速度为g,不计一切摩擦.则下列说法正确的是( )
A.系统(三个物体)全程动量守恒
B.小球1 刚与弹簧接触时,与圆弧槽底端B 点相距5
3R
C.弹簧弹性势能的最大值为9
16 mgR
D.小球1 最终的速度大小为√6 gR
4
8.(2025·辽宁辽阳模拟)如图所示,质量为4m、半径为R 的光滑四分之一圆弧体A 静止
在足够大的光滑水平面上,水平面刚好与圆弧面的最底端相切,轻弹簧放在光滑水平面上
左端固定在竖直固定挡板上,用外力使质量为m 的小球B 压缩弹簧(B 与弹簧不连接),
由静止释放小球,小球被弹开后运动到圆弧体的最高点时,恰好与圆弧体相对静止,不计
小球的大小,重力加速度为g。求:
(1)弹簧具有的最大弹性势能;
(2)小球B 第一次滚上圆弧面的一瞬间对圆弧面的压力大小;
(3)小球B 第二次滚上圆弧面后,上升的最大高度。
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