高考物理动量定理解析版汇编
高中物理动量定理真题汇编(含答案)含解析
一、高考物理精讲专题动量定理
1.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 右侧与竖直墙壁相接触。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,C 的 v-t 图象如图乙 所示。求:
mg
FN
m vC2 R
3.如图所示,一光滑水平轨道上静止一质量为 M=3kg 的小球 B.一质量为 m=1kg 的小 球 A 以速度 v0=2m/s 向右运动与 B 球发生弹性正碰,取重力加速度 g=10m/s2.求:
(1)碰撞结束时 A 球的速度大小及方向; (2)碰撞过程 A 对 B 的冲量大小及方向. 【答案】(1)-1m/s ,方向水平向左(2)3N·s,方向水平向右 【解析】 【分析】A 与 B 球发生弹性正碰,根据动量守恒及能量守恒求出碰撞结束时 A 球的速度大 小及方向;碰撞过程对 B 应用动量定理求出碰撞过程 A 对 B 的冲量;
Mv MvA mvB
1 2
Mv2
1 2
MvA2
1 2
mvB2
解得:vA=1m/s vB=3m/s
(3)由于轨道光滑,B 球在轨道由最低点运动到 C 点过程中机械能守恒:
1 2
(完整)动量定理知识点及题型解析,推荐文档
第6章 第1课时 动量 动量定理
考点内容 要求 考纲解读
动量,冲量,动量定理
Ⅱ 本章是高考考查的重点,主要考查动量和能量的综合、动量守恒与牛顿运动定律、运动学规律、机械能知识的综合,考试题目往往涉及多个物体、多个过程,必须灵活选取研究对象,巧妙运用动量的观点、能量的观点等,才能顺利求解.
预计本章在高考中,还将以综合考查为主,综合牛顿运动定律、动量定理、动能定理、
动量守恒定律、机械能守恒定律等知识进行考查.题型以计算题为主,难度中等以上.命题背景多与碰撞、反冲、平抛运动、圆周运动等相联系,侧重考查学生分析问题、解决问题的能力.
动量守恒定律
Ⅱ 动量知识和机械能知识的应用(包
括碰撞、反冲、火箭) Ⅱ 实验:验证动量守恒定律
说明:动量定理和动量守恒定律的
应用只限于一维的情况
【考纲解读】1.理解动量、冲量的概念.
2.掌握并能应用动量定理进行有关计算及解释有关现象.
➢ 考点梳理
一、动量和冲量 1.动量
(1)定义:物体的质量和速度的乘积.
(2)表达式:p =mv .单位:千克米每秒(kg·m/s). (3)动量的三性
①矢量性:方向与速度的方向相同.
②瞬时性:动量是描述物体运动状态的物理量,动量定义中的速度是瞬时速度,是针对某一时刻而言的.
③相对性:大小与参考系的选择有关,通常情况是指相对地面的动量. (4)动量与动能的大小关系:p =2mE k . 2.冲量
(1)定义:力和力的作用时间的乘积. (2)表达式:I =Ft .单位:牛秒(N·s)
(3)矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定.
(4)物理意义:表示力对时间的积累.
【物理】物理动量定理专项含解析
【答案】(1) B0
v0 cl
;(2) T0
l v0
;(3) E
4v02
2n 1cl
n 0,1, 2
.
【解析】
【详解】
设粒子的质量为 m ,电荷量为 q ,则由题意得
c q m
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设运动半径为 R ,根据几何关系和牛顿第二定律
得:
Rl
qv0 B0
m
v02 R
解得
B0
【答案】(1)0.4m/s (2)0.8m 【解析】 (1)物块与平板车组成的系统动量守恒,以物块与普遍车组成的系统为研究对象,以物块 的速度方向为正方向,
由动量守恒定律得 mv M mv ,解得 v 0.4m / s ;
(2)对物块由动量定理得 mgt mv mv ,解得 t 0.8s ;
【答案】
【解析】 【分析】 根据“粒子器壁各面碰撞的机会均等”即相等时间内与某一器壁碰撞的粒子为该段时间内
粒子总数的 ,一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是 ,据此根据动量定理求与某
一个截面碰撞时的作用力 F; 【详解】 一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是: 在 时间内能达到面积为 S 容器壁上的粒子所占据的体积为: 由于粒子有均等的概率与容器各面相碰,即可能达到目标区域的粒子数为:
小。
(2)若 B0=
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
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
联立以上方程可得
,方向向右。
(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.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ,上表面粗糙,在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B 、C 静止在水平面上.现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ,一段时间后,以0
2
v 滑离B ,并恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m .求: (1)A 刚滑离木板B 时,木板B 的速度; (2)A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ; (3)圆弧槽C 的半径R ;
(4)从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能.
【答案】(1) v B =04v ;(2)20516v gL μ=(3)2064v R g =(4)20
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题动量定理
1.观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间,就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。(忽略发射底座高度,不计空气阻力,g 取10m/s 2)
(1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少?(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力)
(2)某次试射,当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略不计),测得前后两块质量之比为1:4,且炸裂时有大小为E =9000J 的化学能全部转化为了动能,则两块落地点间的距离是多少? 【答案】(1)1550N ;(2)900m 【解析】 【分析】 【详解】
(1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F ,设礼花弹上升时间为t ,则:
212
h gt =
解得
6s t =
对礼花弹从发射到抛到最高点,由动量定理
00()0Ft mg t t -+=
其中
00.2s t =
解得
1550N F =
(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2,对应的水平速度大小分别为v 1、v 2,则: 在最高点爆炸,由动量守恒定律得
1122m v m v =
由能量守恒定律得
2211221122E m v m v =
+ 其中
121
4m m = 12m m m =+
联立解得
1120m/s v =
230m/s v =
之后两物块做平抛运动,则 竖直方向有
212
h gt =
水平方向有
12s v t v t =+
由以上各式联立解得
高中物理动量守恒定律解析版汇编含解析
高中物理动量守恒定律解析版汇编含解析
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc ,由半径R =3 m 的光滑圆弧段bc 与长l =1.5 m 的粗糙水平段ab 在b 点相切而构成,O 点是圆弧段的圆心,Oc 与Ob 的夹角θ=37°;过f 点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E =10 N/C 的匀强电场,Ocb 的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m 的矩形区域efgh ,ef 与Oc 交于c 点,ecf 与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场.质量m 2=3×10-3 kg 、电荷量q =3×l0-3 C 的带正电小物体Q 静止在圆弧轨道上b 点,质量m 1=1.5×10-3 kg 的不带电小物体P 从轨道右端a 以v 0=8 m/s 的水平速度向左运动,P 、Q 碰撞时间极短,碰后P 以1 m/s 的速度水平向右弹回.已知P 与ab 间的动摩擦因数μ=0.5,A 、B 均可视为质点,Q 的电荷量始终不变,忽略空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g =10 m/s 2.求:
(1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q 的弹力大小F N ;
(2)当β=53°时,物体Q 刚好不从gh 边穿出磁场,求区域efgh 内所加磁场的磁感应强度大小B 1;
(3)当区域efgh 内所加磁场的磁感应强度为B 2=2T 时,要让物体Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t 及对应的β值.
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题动量定理
1.如图所示,静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列,质量均为m ,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L 时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L 时停。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍,重力加速度为g ,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞吋间很短,忽咯空气阻力,求: (1)整个过程中摩擦阻力所做的总功; (2)人给第一辆车水平冲量的大小。
【答案】(1)-3kmgL ;(2)10m kgL 【解析】 【分析】 【详解】
(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W ,则
W =-kmgL -2kmgL =-3kmgL
即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL 。
(2)设第一辆车的初速度为v 0,第一次碰前速度为v 1,碰后共同速度为v 2,则由动量守恒得
mv 1=2mv 2
22101122
kmgL mv mv -=
- 2
21(2)0(2)2
k m gL m v -=-
由以上各式得
010v kgL =
所以人给第一辆车水平冲量的大小
010I mv m kgL ==
2.如图所示,长为L 的轻质细绳一端固定在O 点,另一端系一质量为m 的小球,O 点离地高度为H 。现将细绳拉至与水平方向成30︒,由静止释放小球,经过时间t 小球到达最低点,细绳刚好被拉断,小球水平抛出。若忽略空气阻力,重力加速度为g 。 (1)求细绳的最大承受力;
(2)求从小球释放到最低点的过程中,细绳对小球的冲量大小;
专题15动量与动量定理(解析版)
高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练
专题15 动量与动量定理
【专题导航】
目录
热点题型一对动量定理的理解和基本应用 (1)
热点题型二动量定理的综合应用 (3)
1.应用动量定理解释的两类物理现象 (3)
2. 应用动量定理解决两类问题 (4)
(1)应用动量定理解决微粒类问题 (4)
(2)应用动量定理解决流体类问题 (5)
热点题型三动量定理在多过程问题中的应用 (7)
【题型演练】 (9)
【题型归纳】
热点题型一对动量定理的理解和基本应用
1.对动量定理的理解
(1)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.这种情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值.
(2)动量定理的表达式F·Δt=Δp是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力.
2.用动量定理解题的基本思路
3.动量定理的应用技巧
(1)应用I=Δp求变力的冲量
如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I =Ft 求冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化Δp ,等效代换得出变力的冲量I .
(2)应用Δp =F Δt 求动量的变化
例如,在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量变化(Δp =p 2-p 1)需要应用矢量运算方法,计算比较复杂.如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换得出动量的变化.
【例1】(2019·北京西城区模拟)1966年,在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验.实验时,用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火),接触以后,开动“双子星号”飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力F =895 N ,推进器开动时间Δt =7 s .测出飞船和火箭组的速度变化Δv =0.91 m/s.已知“双子星号”飞船的质量m 1=3 400 kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量m 2为( )
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
一、高考物理精讲专题动量定理
1.2022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/s 2,到达B 点时速度v B =30 m/s .取重力加速度g =10 m/s 2. (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F N 的大小.
【答案】(1)100m (2)1800N s ⋅(3)3 900 N 【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
22
02v v aL -=
可解得:22
1002v v L m a
-==
(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
01800B I mv N s =-=⋅
(3)小球在最低点的受力如图所示
由牛顿第二定律可得:2C
v N mg m R
-= 从B 运动到C 由动能定理可知:
221122
C B mgh mv mv =
-
解得;3900N N =
故本题答案是:(1)100L m = (2)1800I N s =⋅ (3)3900N N =
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.
高考物理动量定理真题汇编(含答案)
高考物理动量定理真题汇编(含答案)
一、高考物理精讲专题动量定理
1.如图所示,粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为R =0.1 m ,半圆形轨道的底端放置一个质量为m =0.1 kg 的小球B ,水平面上有一个质量为M =0.3 kg 的小球A 以初速度v 0=4.0 m / s 开始向着木块B 滑动,经过时间t =0.80 s 与B 发生弹性碰撞.设两小球均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,求:
(1)两小球碰前A 的速度; (2)球碰撞后B ,C 的速度大小;
(3)小球B 运动到最高点C 时对轨道的压力;
【答案】(1)2m/s (2)v A =1m /s ,v B =3m /s (3)4N ,方向竖直向上 【解析】 【分析】 【详解】
(1)选向右为正,碰前对小球A 的运动由动量定理可得: –μ Mg t =M v – M v 0 解得:v =2m /s
(2)对A 、B 两球组成系统碰撞前后动量守恒,动能守恒:
A B Mv Mv mv =+
222111222
A B Mv Mv mv =+ 解得:v A =1m /s v B =3m /s
(3)由于轨道光滑,B 球在轨道由最低点运动到C 点过程中机械能守恒:
2211
222
B C
mv mv mg R '=+ 在最高点C 对小球B 受力分析,由牛顿第二定律有: 2C
N v mg F m R
'+= 解得:F N =4N
由牛顿第三定律知,F N '=F N =4N
小球对轨道的压力的大小为3N ,方向竖直向上.
高中物理动量守恒定律解析版汇编
高中物理动量守恒定律解析版汇编
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.如图所示,在倾角30°的斜面上放置一个凹撸B,B 与斜面间的动摩擦因数3
6
μ=
;槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点),它到凹槽左侧壁的距离d =0.1m ,A 、B 的质量都为m=2kg ,B 与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩摞力,不计A 、B 之间的摩擦,斜面足够长.现同时由静止释放A 、B,经过一段时间,A 与B 的侧壁发生碰撞,碰撞过程不计机械能损失,碰撞时间极短,g 取210/m s .求:
(1)释放后物块A 和凹槽B 的加速度分别是多大?
(2)物块A 与凹槽B 的左侧壁第一次碰撞后瞬间A 、B 的速度大小;
(3)从初始位置到物块A 与凹糟B 的左侧壁发生第三次碰撞时B 的位移大小. 【答案】(1)(2)v An =(n-1)m∙s -1,v Bn ="n" m∙s -1(3)x n 总=0.2n 2m 【解析】 【分析】 【详解】
(1)设物块A 的加速度为a 1,则有m A gsin θ=ma 1, 解得a 1=5m/s 2
凹槽B 运动时受到的摩擦力f=μ×3mgcos θ=mg 方向沿斜面向上; 凹槽B 所受重力沿斜面的分力G 1=2mgsin θ=mg 方向沿斜面向下; 因为G 1=f ,则凹槽B 受力平衡,保持静止,凹槽B 的加速度为a 2=0 (2)设A 与B 的左壁第一次碰撞前的速度为v A0,根据运动公式:v 2A0=2a 1d 解得v A0=3m/s ;
AB 发生弹性碰撞,设A 与B 第一次碰撞后瞬间A 的速度大小为v A1,B 的速度为v B1,则由动量守恒定律:0112A A B mv mv mv =+ ;
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
高中物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上,穿着三个半径相同的刚性球A、B、C,三球的质量分别为m A=1kg、m B=2kg、m C=6kg,初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止,B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态,A球以v0=9m/s的速度向左运动,与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短),求:
(1)A球与B球碰撞中损耗的机械能;
(2)在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能;
(3)在以后的运动过程中B球的最小速度.
【答案】(1);(2);(3)零.
【解析】
试题分析:(1)A、B发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒定律有:
碰后A、B的共同速度
损失的机械能
(2)A、B、C系统所受合外力为零,动量守恒,机械能守恒,三者速度相同时,弹簧的弹性势能最大
根据动量守恒定律有:
三者共同速度
最大弹性势能
(3)三者第一次有共同速度时,弹簧处于伸长状态,A、B在前,C在后.此后C向左加速,A、B的加速度沿杆向右,直到弹簧恢复原长,故A、B继续向左减速,若能减速到零则再向右加速.
弹簧第一次恢复原长时,取向左为正方向,根据动量守恒定律有:
根据机械能守恒定律:
此时A、B的速度,C的速度
可知碰后A 、B 已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的
,故B
的最小速度为零 .
考点:动量守恒定律的应用,弹性碰撞和完全非弹性碰撞.
【名师点睛】A 、B 发生弹性碰撞,碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒,结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A 球与B 球碰撞中损耗的机械能.当B 、C 速度相等时,弹簧伸长量最大,弹性势能最大,结合B 、C 在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能.弹簧第一次恢复原长时,由系统的动量守恒和能量守恒结合解答
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
①物块 A 相对 B 静止后的速度大小;
②木板 B 至少多长.
【答案】①0.25v0.②
L
v02 16
g
【解析】
试题分析:(1)设小球和物体 A 碰撞后二者的速度为 v1,三者相对静止后速度为 v2,规 定向右为正方向,根据动量守恒得,
mv0=2mv1,① (2 分) 2mv1=4mv2② (2 分) 联立①②得,v2=0.25v0. (1 分) (2)当 A 在木板 B 上滑动时,系统的动能转化为摩擦热,设木板 B 的长度为 L,假设 A 刚
(2)若入射氦核以 v0=3×107m/s 的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧
核和质子同方向运动,且速度大小之比为 1:50。求氧核的速度大小。
【答案】(1)吸收能量,1.20MeV;(2)1.8×106m/s
【解析】
(1)这一核反应中,质量亏损:△m=mN+mHe-mO-mp=14.00753+4.00387-17.00454-1.00815=0.00129u 由质能方程,则有△E=△m c2=-0.00129×931=-1.20MeV 故这一核反应是吸收能量的反应,吸收的能量为 1.20MeV (2)根据动量守恒定律,则有:mHe v0=mH vH+mOvO 又:vO:vH=1:50 解得:vO=1.8×106m/s
1 2
动量定理(解析版)
专题7.11动量定理
【考纲解读与考频分析】
【高频考点定位】:动量定理
考点一:动量定理
【3年真题链接】
1.(2017海南物理·1)光滑水平桌面上有P、Q两个物块,Q的质量是P的n倍。将一轻弹簧置于P、Q之间,用外力缓慢压P、Q。撤去外力后,P、Q开始运动,P和Q的动量大小的比值为
A.2n B.n C.1
n
D.1
【参考答案】.D
【命题意图】本题考查动量守恒定律及其相关的知识点。
【解题思路】P、Q两个物块组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律,撤去外力后,P、Q开始运动,P 和Q的动量大小的比值为1,选项D正确。
2.(2019高考江苏卷物理12)(1)质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为.
(A)m v
M(B)
M v
m(C)
m v
m M
+(D)
M v
m M
+
【参考答案】(1)B
【解题思路】
对小孩和滑板车组成的系统,由动量守恒定律,0=Mv-mv’,解得:v’=Mv/m,选项B正确。3.(2019全国理综I卷16)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s,产生的推力约为4.8×108N,则它在1s时间内喷射的气体质量约为
A.1.6×102kg B.1.6×103kg
C.1.6×105kg D.1.6×106kg
【参考答案】B
【命题意图】本题以“长征九号”大推力火箭为情景,考查动量定理及其相关知识点,考查的核心素养是民族民族自信心和我国科技成就。
高中物理总复习--动量定理含解析
⾼中物理总复习--动量定理含解析
⾼中物理总复习--动量定理含解析
⼀、⾼考物理精讲专题动量定理
1.质量为m 的⼩球,从沙坑上⽅⾃由下落,经过时间t 1到达沙坑表⾯,⼜经过时间t 2停
在沙坑⾥.求:
⑴沙对⼩球的平均阻⼒F ;
⑵⼩球在沙坑⾥下落过程所受的总冲量I .【答案】(1)122
()
mg t t t (2)1mgt 【解析】
试题分析:设刚开始下落的位置为A ,刚好接触沙的位置为B ,在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对⼩球⽤动量定理:重⼒作⽤时间为t 1+t 2,⽽阻⼒作⽤时间仅为t 2,以竖直向下为正⽅向,有: mg(t 1+t 2)-Ft 2=0, 解得:
⽅向竖直向上
⑵仍然在下落的全过程对⼩球⽤动量定理:在t 1时间内只有重⼒的冲量,在t 2时间内只有总冲量(已包括重⼒冲量在内),以竖直向下为正⽅向,有: mgt 1-I=0,∴I=mgt 1⽅向竖直向上考点:冲量定理
点评:本题考查了利⽤冲量定理计算物体所受⼒的⽅法.
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v 0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 )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v 0;(2)A 、C 碰撞过程中C 对A 的冲量的⼤⼩是
3
2
mv 0.
【解析】【分析】【详解】
专题3.9 动量和动量定理(解析版)
v 匀速飞行。已知尘埃与飞船碰撞后将完全黏附在飞船上,则在太空尘埃密集区域单位时间内黏附在飞船上
尘埃的质量为(
A. M F v
【答案】D
)
B. F M v
C. M F v
F
D.
v
【解析】设单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为 m。以单位时间内黏附在飞船上的尘埃为研究对象,根
据动量定理有:Ft=mv–0,其中 t=1 s,可得: m F ,D 正确。 v
号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火),接触以后,开动“双子星号”飞船的推
进器,使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力 F=895 N,推进器开动时间Δt=7 s.测出飞船和火箭
组的速度变化Δv=0.91 m/s.已知“双子星号”飞船的质量 m1=3 400 kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量
的拉力始终做负功,故选项 A 正确,选项 B、C、D 错误.
2.(2019·湖北部分重点中学模拟)质量为 m 的运动员从下蹲状态竖直向上起跳,经过时间 t,身体伸直并刚好
离开地面,离开地面时速度为 v.在时间 t 内( )
A.地面对他的平均作用力为 mg C.地面对他的平均作用力为 m(v-g)
t
B.地面对他的平均作用力为mv t
关于小球下落的整个过程,下列说法正确的有
()
A.小球的机械能减小了 mg(H+h)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高考物理动量定理解析版汇编
一、高考物理精讲专题动量定理
1.如图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y 轴方向没有变化,与横坐标x 的关系如图2所示,图线是双曲线(坐标是渐近线);顶角θ=53°的光滑金属长导轨MON 固定在水平面内,ON 与x 轴重合,一根与ON 垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON 向右滑动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,已知t =0时,导体棒位于顶角O 处;导体棒的质量为m =4kg ;OM 、ON 接触处O 点的接触电阻为R =0.5Ω,其余电阻不计,回路电动势E 与时间t 的关系如图3所示,图线是过原点的直线,求:
(1)t =2s 时流过导体棒的电流强度的大小; (2)在1~2s 时间内导体棒所受安培力的冲量大小;
(3)导体棒滑动过程中水平外力F (单位:N )与横坐标x (单位:m )的关系式. 【答案】(1)8A (2)8N s ⋅(3)32
639
F x =+【解析】 【分析】 【详解】
(1)根据E-t 图象中的图线是过原点的直线特点,可得到t =2s 时金属棒产生的感应电动势为
4V E =
由欧姆定律得
24A 8A 0.5
E I R =
== (2)由图2可知,1(T m)x B =⋅ 由图3可知,E 与时间成正比,有
E =2t (V )
4E
I t R
=
= 因θ=53°,可知任意t 时刻回路中导体棒有效切割长度43
x L = 又由
F BIL =安
所以
163
F t 安=
即安培力跟时间成正比
所以在1~2s 时间内导体棒所受安培力的平均值
163233N 8N 2
F +=
= 故
8N s I F t =∆=⋅安
(3)因为
43
v
E BLv Bx ==⋅
所以
1.5(m/s)v t =
可知导体棒的运动时匀加速直线运动,加速度
21.5m/s a =
又2
12
x at =
,联立解得 32
639
F x =+
【名师点睛】
本题的关键首先要正确理解两个图象的数学意义,运用数学知识写出电流与时间的关系,
要掌握牛顿运动定律、闭合电路殴姆定律,安培力公式、感应电动势公式.
2.如图所示,质量M =1.0kg 的木板静止在光滑水平面上,质量m =0.495kg 的物块(可视为质点)放在的木板左端,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4。质量m 0=0.005kg 的子弹以速度v 0=300m/s 沿水平方向射入物块并留在其中(子弹与物块作用时间极短),木板足够长,g 取10m/s 2。求: (1)物块的最大速度v 1; (2)木板的最大速度v 2; (3)物块在木板上滑动的时间t .
【答案】(1)3m/s ;(2)1m/s ;(3)0.5s 。 【解析】 【详解】
(1)子弹射入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度,取向右为正方向,根据子弹和物块组成的系统动量守恒得:
m0v0=(m+m0)v1
解得:
v1=3m/s
(2)当子弹、物块和木板三者速度相同时,木板的速度最大,根据三者组成的系统动量守恒得:
(m+m0)v1=(M+m+m0)v2。
解得:
v2=1m/s
(3)对木板,根据动量定理得:
μ(m+m0)gt=Mv2-0
解得:
t=0.5s
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3
4
.求在碰撞过程
中斜面对小球的冲量的大小.
【答案】7
2
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v=2v0.碰撞过程中,小球速度由v变为反
向的3
4
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I=m
3
()
4
v-m·(-v)
解得I=7
2
mv0.
4.如图所示,用0.5kg的铁睡把钉子钉进木头里去,打击时铁锤的速度v=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是0.01s(取g=10m/s2),那么:
(1)不计铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力多大? (2)考虑铁锤的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大? 【答案】(1)200N ,方向竖直向下;(2)205N ,方向竖直向下 【解析】 【详解】
(1)不计铁锤受的重力时,设铁锤受到钉子竖直向上的平均作用力为1F ,取铁锤的速度
v 的方向为正方向,以铁锤为研究对象,由动量定理得
10F t mv -=-
则
10.5 4.0
N 200N 0.01
mv F t ⨯=
== 由牛顿第三定律可知,铁锤钉钉子的平均作用力1F '的大小也为200N ,方向竖直向下。 (2)考虑铁锤受的重力时,设铁锤受到钉子竖直向上的作用力为2F ,取铁锤的速度v 的方向为正方向,由动量定理得
()20mg F t mv -=-
可得
2205N mv
F mg t
=
+= 即考虑铁锤受的重力时,铁锤打打子的平均作用力为2F '=205N ,方向竖直向下。
5.质量为m=0.2kg 的小球竖直向下以v 1=6m/s 的速度落至水平地面,再以v 2=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/s 2).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)2kg•m/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11 1.2./p mv kg m s ==- 碰撞地面后小球的动量220.8./p mv kg m s ==
小球与地面碰撞前后的动量变化212./p p p kg m s ∆=-= 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()F G t p -=∆