(物理)物理动量定理练习题20篇及解析

（物理）物理动量定理练习题20篇及解析

一、高考物理精讲专题动量定理

1．如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB与粗糙水平地面BC相切于B点。质量m=0.1kg的滑块甲从最高点A由静止释放后沿轨道AB运动,最终停在水平地面上的C 点。现将质量m=0.3kg的滑块乙静置于B点,仍将滑块甲从A点由静止释放结果甲在B点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D点。已知B、C两点间的距离x=2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,取g=10m/s,两滑块均视为质点。求:

(1)圆弧轨道AB的半径R;

(2)甲与乙碰撞后运动到D点的时间t

【答案】(1) (2)

【解析】

【详解】

（1）甲从B点运动到C点的过程中做匀速直线运动，有：v B2=2a1x1；

根据牛顿第二定律可得：

对甲从A点运动到B点的过程，根据机械能守恒：

解得v B=4m/s；R=0.8m；

（2）对甲乙碰撞过程，由动量守恒定律：；

若甲与乙碰撞后运动到D点，由动量定理：

解得t=0.4s

2．如图甲所示，物块A、B的质量分别是m A＝4.0kg和m B＝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粘在一起不分开，C的v－t图象如图乙所示．求：

（1）C的质量m C；

（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能E p1

（3）4—12s内墙壁对物块B的冲量大小I

【答案】(1) 2kg (2) 27J (3) 36N s

【解析】

（1）由题图乙知，C与A碰前速度为v1＝9m/s，碰后速度大小为v2＝3m/s，C与A碰撞过程动量守恒

m C v1＝(m A＋m C)v2

解得C的质量

m C＝2kg．

（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能

E p1＝1

2

(m A＋m C)v22=27J

（3）取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小

I=(m A＋m C)v3-(m A＋m C)（-v2）=36N·s

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．在距地面20m高处，某人以20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体，不计空气阻力（g取10m/s2）。求

（1）物体从抛出到落到地面过程重力的冲量；

（2）落地时物体的动量。

【答案】（1）20N∙s，方向竖直向下（2）202kg m/s

，与水平方向的夹角为45°

【详解】

（1）物体做平抛运动，则有：

212

h gt =

解得：

t =2s

则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量

I=mgt =1×10×2=20N•s

方向竖直向下。

（2）在竖直方向，根据动量定理得

I=p y -0。

可得，物体落地时竖直方向的分动量

p y =20kg•m/s

物体落地时水平方向的分动量

p x =mv 0=1×20=20kg•m/s

故落地时物体的动量

m/s p =

=⋅

设落地时动量与水平方向的夹角为θ，则

1y x

p tan p θ=

=

θ=45°

5．质量为70kg 的人不慎从高空支架上跌落，由于弹性安全带的保护，使他悬挂在空中．已知人先自由下落3.2m ，安全带伸直到原长，接着拉伸安全带缓冲到最低点，缓冲时间为1s ，取g =10m/s 2．求缓冲过程人受到安全带的平均拉力的大小． 【答案】1260N 【解析】 【详解】

人下落3.2m 时的速度大小为

8.0m /s v ==

在缓冲过程中，取向上为正方向，由动量定理可得

()0()F mg t mv -=--

则缓冲过程人受到安全带的平均拉力的大小

1260N mv

F mg t

=

+=

6．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 -=∆ 得小球受到地面的平均作用力是F=12N

7．质量m =0.60kg 的篮球从距地板H =0.80m 高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h =0.45m ，从释放到弹跳至h 高处经历的时间t =1.1s ，忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s 2，求：

（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能ΔE ； （2）篮球对地板的平均撞击力的大小． 【答案】（1）2.1J （2）16.5N ，方向向下 【解析】 【详解】

（1）篮球与地板撞击过程中损失的机械能为

0.6100.80.45)J=2.1J E mgH mgh ∆=-=⨯⨯-（

（2）设篮球从H 高处下落到地板所用时间为1t ，刚接触地板时的速度为1v ； 反弹离地时的速度为2v ，上升的时间为2t ，由动能定理和运动学公式 下落过程

211

2

mgH mv =

解得

14m/s v =

1

10.4v t s g

=

= 上升过程

221

02

mgh mv -=-

解得

23m/s v =