最新-物理动量定理专题练习(及答案).doc

1、最新 物理动量定理专题练习(及答案)一、高考物理精讲专题动量定理12022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h=10 m，C是半径R=20 m圆弧的最低点，质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4.5 m/s2，到达B点时速度vB=30 m/s取重力加速度g=10 m/s2（1）求长直助滑道AB的长度L；（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小【答案】（1）（2）（3）3 900 N

2、【解析】（1）已知AB段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即 可解得: （2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以 （3）小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得： 从B运动到C由动能定理可知： 解得; 故本题答案是：（1） （2） （3）点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小2如图所示，足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上，物块B置于A的左端，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，已知A、B一起以v0的速度向右运动，滑块C向左运动，A、C碰后连成一体，最终A、B、C都静止，求：（i

3、）C与A碰撞前的速度大小（ii）A、C碰撞过程中C对A到冲量的大小【答案】（1）C与A碰撞前的速度大小是v0；（2）A、C碰撞过程中C对A的冲量的大小是mv0【解析】【分析】【详解】试题分析：设C 与A碰前速度大小为,以A碰前速度方向为正方向，对A、B、C从碰前至最终都静止程由动量守恒定律得：解得：设C 与A碰后共同速度大小为，对A、C在碰撞过程由动量守恒定律得：在A、C碰撞过程中对A由动量定理得：解得：即A、C碰过程中C对A的冲量大小为 方向为负考点：动量守恒定律【名师点睛】本题考查了求木板、木块速度问题，分析清楚运动过程、正确选择研究对象与运动过程是解题的前提与关键，应用动量守恒定律即可正

4、确解题；解题时要注意正方向的选择3一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30的固定斜面上，并立即沿反方向弹回已知反弹速度的大小是入射速度大小的.求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小【答案】mv0【解析】【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v，由题意知v的方向与竖直线的夹角为30，且水平分量仍为v0，由此得v2v0.碰撞过程中，小球速度由v变为反向的v，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，设反弹速度的方向为正方向，则斜面对小球的冲量为Imm(v)解得Imv0.4如图所示，质量为m=245g的木块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg

5、的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，木块与木板间的动摩擦因数为= 0.4，质量为m0 = 5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入木块并留在其中（时间极短），子弹射入后，g取10m/s2，求：(1)子弹进入木块后子弹和木块一起向右滑行的最大速度v1(2)木板向右滑行的最大速度v2(3)木块在木板滑行的时间t【答案】(1) v1= 6m/s (2) v2=2m/s (3) t=1s【解析】【详解】(1)子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：m0v0=(m0+m)v1解得：v1= 6m/s(2)木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：(m0+m)v1=(m0+m+M)v2解得：v

6、2=2m/s(3)对子弹木块整体，由动量定理得：(m0+m)gt=(m0+m)(v2v1)解得：物块相对于木板滑行的时间5两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B=0.5T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计导轨间的距离l=0.20m，两根质量均m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50在t=0时刻，两杆都处于静止状态现有一与导轨平行，大小0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动经过T=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s2，求此时两金属杆的速度各为多少？【答案】8

7、.15m/s 1.85m/s【解析】设任一时刻两金属杆甲、乙之间的距离为，速度分别为和，经过很短时间，杆甲移动距离，杆乙移动距离，回路面积改变由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势：回路中的电流：杆甲的运动方程：由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量变化（时为0）等于外力F的冲量：联立以上各式解得代入数据得8.15m/s 1.85m/s【名师点睛】两杆同向运动，回路中的总电动势等于它们产生的感应电动势之差，即与它们速度之差有关，对甲杆由牛顿第二定律列式，对两杆分别运用动量定理列式，即可求解6如图，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻

8、质弹簧，弹簧的两端分别与木块B、C相连，弹簧处于原长状态现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，碰撞时间极短、大小为t(1)A、B碰撞过程中，求A对B的平均作用力大小F(2)在以后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能Ep【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1)设A、B碰撞后瞬间的速度为，碰撞过程A、B系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有：解得设A、B碰撞时的平均作用力大小为F，对B有解得(2)当A、B、C具有共同速度v时，弹簧具有最大弹性势能，设弹簧的最大弹性势能为，碰后至A、B、C速度相同的过程中，系统动量守恒，有根据碰后系统的机械能守恒得解得：7质量

9、为m=0.2kg的小球竖直向下以v1=6m/s的速度落至水平地面，再以v2=4m/s的速度反向弹回，小球与地面的作用时间t=0.2s，取竖直向上为正方向，（取g=10m/s2）求（1）小球与地面碰撞前后的动量变化？（2）小球受到地面的平均作用力是多大？【答案】（1）2kgm/s，方向竖直向上；（2）12N【解析】（1）取竖直向上为正方向，碰撞地面前小球的动量 碰撞地面后小球的动量 小球与地面碰撞前后的动量变化 方向竖直向上 （2）小球与地面碰撞，小球受到重力G和地面对小球的作用力F，由动量定理 得小球受到地面的平均作用力是F=12N 8如图甲所示，足够长光滑金属导轨MN、PQ处在同一斜面内，斜

10、面与水平面间的夹角=30，两导轨间距d=0.2 m，导轨的N、Q 之间连接一阻值R=0.9 的定值电阻。金属杆ab的电阻r=0.1 ，质量m=20 g，垂直导轨放置在导轨上。整个装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T。现用沿斜面平行于金属导轨的力F拉着金属杆ab向上运动过程中，通过R的电流i随时间t变化的关系图像如图乙所示。不计其它电阻，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求金属杆的速度v随时间t变化的关系式；(2)请作出拉力F随时间t的变化关系图像；(3)求01 s内拉力F的冲量。【答案】（1）（2）图见解析；（3）【解析】【详解】（1）设瞬时感应电动势为e

11、，回路中感应电流为i，金属杆ab的瞬时速度为v。由法拉第电磁感应定律：闭合电路的欧姆定律：由乙图可得，联立以上各式得：（2）ab沿导轨向上运动过程中，由牛顿第二定律，得：由第（1）问可得，加速度联立以上各式可得：由此可画出F-t图像： （3）对金属棒ab，由动量定理可得：由第（1）问可得：时，联立以上各式，得：另解：由F-t图像的面积可得9如图所示，小球A系在细线的一端，细线的另一端固定在0点，0点到水平面的距离为h.物块B的质量是小球A的2倍，置于粗糙的水平面上且位于0点的正下方，物块与水平面之间的动摩擦因数为.现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生弹性正碰.

12、小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g.求：(1)碰撞后，小球A反弹瞬间的速度大小；(2)物块B在水平面上滑行的时间t.【答案】（1） （2） 【解析】（1）设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，碰后A、B速度分别为和，碰撞前后的动量和机械都守恒，则有： 解得：，所以碰后A反弹瞬间速度大小为；（2）物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小，设物块在水平面上滑行的时间为t，根据动量定量，有：解得：点睛：本题综合考查动量守恒定律、机械能守恒定律及动量定理，要注意正确分析物理过程，选择合适的物理规律求解，要明确碰撞的基本规律是系统的动量守恒10如图，一质量为M=1.5kg的物

13、块静止在光滑桌面边缘，桌面离水平面的高度为h=1.25m一质量为m=0.5kg的木块以水平速度v0=4m/s与物块相碰并粘在一起，碰撞时间极短，重力加速度为g=10m/s2不及空气阻力，求：（1）碰撞过程中系统损失的机械能；（2）此后物块落地点离桌面边缘的水平距离【答案】（1）3J （2）0.5m【解析】试题分析：（1）对m与M组成的系统，碰撞过程中动量守恒，设碰后共同速度为v，有m0=（m+M）解得v=1m/s碰撞后系统损失的机械能解得E=3J（2）物块离开桌面后做平抛运动，设落地点离桌面边缘的水平距离为x，有竖直方向作自由落体：解得t=05s水平方向匀速直线： x=vt=05m考点：动量守

14、恒定律；机械能守恒定律；平抛运动【名师点睛】本题采用程序法按时间顺序进行分析处理，是动量守恒定律与平抛运动简单的综合，比较容易11蹦床运动有空中芭蕾之称，某质量m=45kg的运动员从空中h1=1.25m落下，接着又能弹起h2=1.8m高度，此次人与蹦床接触时间t=0.40s，取g=10m/s2，求：（1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小I；（2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的大小F【答案】（1）180Ns（2）1687.5N【解析】【详解】（1）重力的冲量大小；（2）设运动员下落h1高度时的速度大小为v1，弹起时速度大小为v2，则由动量定理有代入数据解得F=1687.5N12质量是的铁锤从的高处自由落下，打在一高度可忽略的水泥桩上没有反弹，与水泥桩撞击的时间是，不计空气阻力求：撞击时，铁锤对桩的平均冲击力的大小【答案】【解析】由动能定理得：mgh=mv2-0，铁锤落地时的速度： 设向上为正方向，由动量定理得：（F-mg）t=0-(-mv)解得平均冲击力F=8400N；点睛：此题应用动能定理与动量定理即可正确解题，解题时注意正方向的选择；注意动能定理和动量定理是高中物理中很重要的两个定理，用这两个定理解题快捷方便，要做到灵活运用