历年高考动量试题汇编
动量--2024年高考真题和模拟题物理好题汇编(解析版)
动量1(2024全国甲卷考题)7. 蹦床运动中,体重为60kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。
假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平。
忽略空气阻力,重力加速度大小取10m/s2。
下列说法正确的是()A. t=0.15s时,运动员的重力势能最大B. t=0.30s时,运动员的速度大小为10m/sC t=1.00s时,运动员恰好运动到最大高度处D. 运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N【答案】BD【解析】A.根据牛顿第三定律结合题图可知t=0.15s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,此时运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,故A错误;BC.根据题图可知运动员从t=0.30s离开蹦床到t=2.3s再次落到蹦床上经历的时间为2s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1s,则在t=1.3s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30s时运动员的速度大小v=10×1m/s=10m/s故B正确,C错误;D.同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理F⋅Δt-mg⋅Δt=mv-(-mv),其中Δt=0.3s代入数据可得F=4600N根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4600N,故D正确。
故选BD。
2(2024年江苏卷考题)8. 在水平面上有一个U形滑板A,A的上表面有一个静止的物体B,左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧,右侧用一根细绳连接在滑板B的右侧,开始时弹簧处于拉伸状态,各表面均光滑,剪断细绳后,则()A.弹簧原长时物体动量最大B.压缩最短时物体动能最大C.系统动量变大D.系统机械能变大【答案】A【解析】对整个系统分析可知合外力为0,A 和B 组成的系统动量守恒,得m A v A =m B v B 设弹簧的初始弹性势能为E p ,整个系统只有弹簧弹力做功,机械能守恒,当弹簧原长时得E p =12m A v A 2+12m B v B 2联立得E p =12m B 2m A+m Bv B2故可知弹簧原长时物体速度最大,此时动量最大,动能最大。
十年高考真题分类汇编()物理专题08动量学生版
十年高考真题分类汇编(2010-2019) 物理专题08动量选择题1.(2019•全国Ⅰ卷•T3)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3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A. 1.6×102 kgB. 1.6×103 kgC. 1.6×105 kgD. 1.6×106 kg2.(2019•江苏卷•T12)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.mvMB.MvmC.mvm M+D.M vm M+3.(2018·全国II卷·T2)高空坠物极易对行人造成伤害。
若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的撞击时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为A. 10 NB. 102 NC. 103 ND. 104 N4.(2018·全国I卷)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动,在启动阶段列车的动能A. 与它所经历的时间成正比B. 与它的位移成正比C. 与它的速度成正比D. 与它的动量成正比5.(2018·全国III卷·T8)(多选)如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。
现同时释放a、b,它们由静止开始运动,在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,a、b间的相互作用和重力可忽略。
下列说法正确的是A. a的质量比b的大B. 在t时刻,a的动能比b的大C. 在t时刻,a和b的电势能相等D. 在t时刻,a和b的动量大小相等6.(2017·新课标Ⅰ卷)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
2023 高考真题分类汇编-动量
2023高考真题分类汇编-动量1.(2023·全国新课标高考)(多选)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N 极正对着乙的S 极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等。
现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻()A .甲的速度大小比乙的大B .甲的动量大小比乙的小C .甲的动量大小与乙的相等D .甲和乙的动量之和不为零2.(2023·天津·高考)已知A 、B 两物体A 2kg m =,B 1kg m =,A 物体从 1.2m h =处自由下落,且同时B 物体从地面竖直上抛,经过0.2s t =相遇碰撞后,两物体立刻粘在一起运动,已知重力加速度210m/s =g ,求:(1)碰撞时离地高度x ;(2)碰后速度v ;(3)碰撞损失机械能E ∆。
3.(2023·北京·高考)如图所示,质量为m 的小球A 用一不可伸长的轻绳悬挂在O 点,在O 点正下方的光滑桌面上有一个与A 完全相同的静止小球B ,B 距O 点的距离等于绳长L 。
现将A 拉至某一高度,由静止释放,A 以速度v 在水平方向和B 发生正碰并粘在一起。
重力加速度为g 。
求:(1)A 释放时距桌面的高度H ;(2)碰撞前瞬间绳子的拉力大小F ;(3)碰撞过程中系统损失的机械能E ∆。
4.(2023·湖南·高考)如图,质量为M 的匀质凹槽放在光滑水平地面上,凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道,椭圆的半长轴和半短轴分别为a 和b ,长轴水平,短轴竖直.质量为m 的小球,初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑.以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点,在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy ,椭圆长轴位于5.(2023·浙江·高考)为了探究物体间碰撞特性,设计了如图所示的实验装置。
水平直轨道AB 、CD 和水平传送带平滑无缝连接,竖直细圆弧管道DEF 与轨道CD 滑块b 与质量为2m 的滑块c 用劲度系数上。
十年高考物理真题(2011-2023)分类汇编专题08 动量定理及动量守恒定律(解析版)
十年高考物理真题(2011-2023)分类汇编专题08 动量定理及动量守恒定律(解析版)一、动量定理动量定理是描述物体运动的一个基本定理,它指出:在一个封闭系统内,当外力作用于物体上时,物体的动量变化等于作用在该物体上的外力。
动量定理可以表示为以下公式:物体的动量变化 = 外力的冲量其中,冲量定义为力对时间的积分,即:冲量= ∫(F dt)根据动量定理,我们可以推导出一些物体运动的关系。
1. 动量定理的应用动量定理在物理学中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:a) 车辆碰撞在车辆碰撞中,动量定理可以通过计算碰撞前后物体的动量来判断碰撞力的大小和方向。
例如,当两辆车以不同的速度相撞时,根据动量定理可以计算出它们的相对速度和撞击力。
b) 弹丸射击在弹丸射击中,动量定理可以用来计算弹丸的速度和撞击力。
通过测量弹丸的质量和速度,可以使用动量定理来推导出撞击目标的力度。
c) 物体的反弹当一个物体在碰撞后发生反弹时,动量定理可以用来解释反弹的原理。
根据动量守恒定律,碰撞前后物体的总动量保持不变,因此在撞击后物体会反弹。
2. 动量定理的示例题目下面是一道常见的动量定理示例题目:题目:一个质量为1kg的物体以2m/s的速度在空中自由运动,受到一个水平方向的2N的恒力作用,请问物体在2秒钟后的速度是多少?解答:根据动量定理,我们可以将物体的动量变化表示为:物体的动量变化= 外力的冲量。
根据题目,外力的大小为2N,恒力作用时间为2s,因此冲量可以计算为2N * 2s = 4Ns。
根据动量定理,我们可以得到动量变化等于冲量的公式:物体的动量变化 = 4Ns。
根据动量的定义,我们可以将物体的动量表示为动量 = 质量 * 速度。
根据题目,物体的质量为1kg,所以物体的动量可以表示为动量 = 1kg * 2m/s = 2kg·m/s。
根据物体的动量变化等于冲量的公式,我们可以得到2kg·m/s = 4Ns,解方程得到物体的速度为2m/s。
2024届全国高考复习物理历年好题专项(动量、冲量、动量定理)练习(附答案)
2024届全国高考复习物理历年好题专项(动量、冲量、动量定理)练习1.[2023ꞏ湖南岳阳测试]“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事,它出自《韩非子》,原文为:“宋人有耕田者.田中有株,兔走触株,折颈而死.因释其耒而守株,冀复得兔.兔不可复得,而身为宋国笑.”假设一只兔子的质量为2 kg,受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动,经过1.2 s速度大小达到9 m/s后匀速奔跑,撞树后被水平弹回,反弹速度大小为 1 m/s,设兔子与树的作用时间为0.05 s,重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()A.加速过程中兔子的加速度为180 m/s2B.加速过程中地面对兔子的平均水平作用力大小为20 NC.撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 ND.撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N2.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是()A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积3.[2023ꞏ安徽省滁州市高考模拟]全民运动,始于“足下”,足球已经成为中国由“体育大国”向“体育强国”转变具有代表性的重要一步.如图所示,学生练习用脚颠球.足球的质量为0.4 kg,某一次足球由静止自由下落0.8 m,被重新颠起,离开脚部后竖直上升的最大高度为0.45 m.已知足球与脚部的作用时间为0.1 s,重力加速度大小g取10 m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.足球从下落到再次上升到最大高度,全程用了0.7 sB.在足球与脚接触的时间内,合外力对足球做的功为1.4 JC.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为2.8 kgꞏ m/sD.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4 Nꞏs4.[2023ꞏ福建莆田二模]如图甲是我国首艘“海上飞船”—“翔州1”.“翔州1”在平静的水面由静止开始在水平面上沿直线运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示t=50 s后,“翔州1”以20 m/s的速度做匀速直线运动.则下列说法正确的是()A.“翔州1”所受阻力的大小为2.0×104NB.0~50 s内,“翔州1”所受合外力冲量的大小为1.0×106NꞏsC.“翔州1”的质量为2.5×104kgD.0~50 s内,动力F的功为5.0×106J5.[2023ꞏ广东茂名二模]蹦床是我国的优势运动项目,我国蹦床运动员朱雪莹在东京奥运会上一举夺冠,为祖国争了光.如图所示为朱雪莹比赛时的情景,比赛中某个过程,她自距离水平网面高3.2 m处由静止下落,与网作用后,竖直向上弹离水平网面的最大高度为5 m,朱雪莹与网面作用过程中所用时间为0.7 s.不考虑空气阻力,重力加速度取10 m/s2,若朱雪莹质量为60 kg,则网面对她的冲量大小为()A.420 Nꞏs B.480 NꞏsC.1 080 Nꞏs D.1 500 Nꞏs6.[2022ꞏ湖北卷]一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v.前后两段时间内,合外力对质点做功分别为W1和W2,合外力的冲量大小分别为I1和I2.下列关系式一定成立的是()A.W2=3W1,I2≤3I1B.W2=3W1,I2≥I1C.W2=7W1,I2≤3I1D.W2=7W1,I2≥I17.[2021ꞏ福建卷]福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响.已知10级台风的风速范围为24.5 m/s~28.4 m/s,16级台风的风速范围为51.0 m/s~56.0 m/s.若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的()A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍8.[2021ꞏ天津卷](多选)一冲九霄,问鼎苍穹.2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射升空,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段.下列关于火箭的描述正确的是()A.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用9.[2021ꞏ北京卷]如图所示,圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动.某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆盘上的某点停止.下列说法正确的是()A.圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向B.圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωrC.圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动D.圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr10.[2022ꞏ山东卷]我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭.如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空.从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量11.[2023ꞏ山东济宁一模]一宇宙飞船的横截面积为S,以v0的恒定速率航行,当进入有宇宙尘埃的区域时,设在该区域单位体积内有n颗尘埃,每颗尘埃的质量为m,若尘埃碰到飞船前是静止的,且碰到飞船后就粘在飞船上,不计其他阻力,为保持飞船匀速航行,飞船发动机的牵引力功率为()A.Snmv20B.2Snmv20C.Snmv30D.2Snmv3012.[2022ꞏ湖南卷](多选)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆.某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其v - t图像如图所示.设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是()A.在0~t1时间内,返回舱重力的功率随时间减小B.在0~t1时间内,返回舱的加速度不变C.在t1~t2时间内,返回舱的动量随时间减小D.在t2~t3时间内,返回舱的机械能不变[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案13.[2023ꞏ北京西城区5月模拟]在跳台滑雪比赛中,运动员在空中运动时身体的姿态会影响其速度和下落的距离.如图甲,跳台滑雪运动员在某次训练时,助滑后从跳台末端水平飞出,从离开跳台开始计时,用v表示其水平方向速度,v - t图像如图乙所示,运动员在空中运动时间为4 s.在此运动过程中,若运动员在水平方向和竖直方向所受空气阻力大小相等且保持恒定.已知运动员的质量为50 kg,重力加速度取10 m/s2,求:(1)滑雪运动员水平位移的大小和水平方向所受的阻力大小;(2)滑雪运动员在空中运动过程中动量变化量的大小(结果保留2位有效数字).14.[2021ꞏ重庆卷]我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔.小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测.某次,他在头盔中装入质量为5.0 kg的物体(物体与头盔密切接触),使其从1.80 m的高处自由落下(如图),并与水平地面发生碰撞,头盔厚度被挤压了0.03 m时,物体的速度减小到零.挤压过程不计物体重力,且视为匀减速直线运动,不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)头盔接触地面前瞬间的速度大小;(2)物体做匀减速直线运动的时间;(3)物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小.参考答案 1.答案:D答案解析:兔子经过1.2 s速度由0达到9 m/s,根据加速度公式可知,a=vt=7.5 m/s2,A错误;匀加速过程中,设地面对兔子的平均水平作用力大小为f,根据动量定理可知,ft =m v-0,代入数据解得f=15 N,B错误;撞树过程中,兔子撞树前的动量大小p=m v=2×9 kgꞏ m/s=18 kgꞏ m/s,以撞树前兔子的速度方向为正方向,兔子撞树后的动量p′=m v′=2×(-1)kgꞏ m/s=-2 kgꞏ m/s,兔子撞树过程中动量的变化量Δp=p′-p=-2 kgꞏ m/s-18 kgꞏ m/s=-20 kgꞏ m/s,由动量定理得Ft=Δp=-20 Nꞏs,则兔子受到的平均作用力大小为400 N,C错误,D正确.2.答案:D答案解析:汽车剧烈碰撞瞬间,安全气囊弹出,立即跟司机身体接触.司机在很短时间内由运动到静止,动量的变化量是一定的,由于安全气囊的存在,作用时间变长,据动量定理Δp=FΔt知,司机所受作用力减小;又知安全气囊打开后,司机与物体的接触面积变大,因此减少了司机单位面积的受力大小;碰撞过程中,动能转化为内能.综上可知,D正确.3.答案:C答案解析:足球下落时间为t1=2h1g=0.4 s足球上升时间为t2=2h2g=0.3 s总时间为t=t1+t2+t3=0.8 s,A错误;在足球与脚接触的时间内,合外力对足球做的功为W合=12m v22-12m v21根据运动学公式v21=2gh1,v22=2gh2解得W合=-1.4 J,B错误;足球与脚部作用过程中动量变化量大小为Δp=m v2-()-m v1=2.8 kgꞏ m/s,C正确;足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为I G=mgt=0.4×10×0.8 Nꞏs=3.2 Nꞏs,D错误.4.答案:C答案解析:根据图像中匀速运动可知“翔州1”所受阻力的大小为1.0×104 N,A错误;在0~50 s内,“翔州1”所受合外力冲量的大小为I=Ft-F f t,代入数据可得I=5×105 Nꞏs,B错误;由动量定理可知Ft-F f t=m v,解得m=2.5×104 kg,C正确;在0~50 s内,动力F是变力,加速度变化,无法求位移,无法求解功,D错误.5.答案:D答案解析:由静止下落到接触网面时,根据动能定理有mgh1=12m v 21可得,接触网面瞬间的速度为v1=8 m/s,方向竖直向下从离开网面到最大高度时,根据动能定理有-mgh2=0-12m v 2 2可得,离开网面瞬间的速度为v2=10 m/s,方向竖直向上取向上为正方向,则根据动量定理有I-mgt=m v2-m(-v1)带入数据可得,网面对她的冲量大小为I=1 500 Nꞏs,故选项D正确.6.答案:D答案解析:在前一段时间内,根据动能定理得:W 1=12 m (2v )2-12 m v 2=3×12 m v 2在后一段时间内,根据动能定理得:W 2=12 m (5v )2-12 m (2v )2=21×12 m v 2所以W 2=7W 1;由于速度是矢量,具有方向,当初、末速度方向相同时,动量变化量最小,方向相反时,动量变化量最大,因此冲量的大小范围是:m ꞏ2v -m v ≤I 1≤m ꞏ2v +m v ,即m v ≤I 1≤3m vm ꞏ5v -m ꞏ2v ≤I 2≤m ꞏ5v +m ꞏ2v ,即3m v ≤I 2≤7m v可知:I 2≥I 1,故D 正确,A 、B 、C 错误.7.答案:B答案解析:设空气的密度为ρ,风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为S ,在时间Δt 的空气质量为:Δm =ρS v ꞏΔt ,假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零,对风由动量定理得:-F Δt =0-Δm v ,可得F =ρS v 2,10级台风的风速v 1≈25 m/s ,16级台风的风速v 2≈50 m/s ,则有F 2F 1=v 22 v 21 ≈4,B 正确. 8.答案:AB答案解析:根据F Δt =Δm v 可知,增加单位时间的燃气喷射量(即增加单位时间喷射气体的质量Δm )或增大燃气相对于火箭的喷射速度v ,都可以增大火箭的推力,故选项A 、B 正确.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时,燃气相对火箭的速度不为零,且与火箭的运动方向相反,火箭仍然受推力作用做加速运动,故C 错误;燃气被喷出的瞬间,燃气对火箭的反冲力作用在火箭上使火箭获得推力,故D 错误.9.答案:D答案解析:圆盘停止转动前,小物体随圆盘一起转动,小物体所受的摩擦力方向指向转轴提供向心力,方向沿半径方向,故A 错误;由动量定理可知,圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为零,B 错误;圆盘停止转动后,小物体沿运动轨迹的切线方向运动,C 错误;由动量定理可知,整个滑动过程摩擦力的冲量大小I =m ωr -0=m ωr ,D 正确.10.答案:A答案解析:从火箭开始运动到点火的过程中,火箭先加速运动后减速运动,当加速度为零时,动能最大,A 项正确;高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量,B 项错误;根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F 、火箭自身的重力mg 和空气阻力f 的冲量矢量和等于火箭动量的变化量,C 项错误;根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F 、火箭自身的重力mg 和空气阻力f 对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量,D 项错误.11.答案:C答案解析:t 时间内黏附在飞船上的尘埃质量M =S v 0tnm ,对黏附的尘埃,由动量定理得Ft =M v 0,解得F =Snm v 20 .为维持飞船匀速运动,飞船发动机牵引力的功率为P =F v 0=Snm v 30 ,C 正确.12.答案:AC答案解析:由题知,返回舱的运动简化为竖直方向的直线运动,所以重力的功率P =mg v ,因此在0~t 1时间内,结合v -t 图像可知返回舱重力的功率随时间减小,A 项正确;v -t 图像的斜率表示返回舱的加速度,故0~t 1时间内,返回舱的加速度不断减小,B 项错误;返回舱的动量大小与其速度大小成正比,所以t 1~t 2时间内,返回舱的动量随时间减小,C项正确;在t 2~t 3时间内,返回舱匀速下降,机械能不守恒,D 项错误.13.答案:(1)56 m 50 N (2)1.8×103 Nꞏs答案解析:(1)设运动员的水平位移为x ,由水平方向v - t 图像可得x =v 0+v 2 t解得x =56 m设运动员在水平方向的加速度大小为a ,水平方向所受的阻力为f 1,竖直方向所受阻力为f 2,由运动学规律和牛顿第二定律得a =v -v 0t ,-f 1=ma 代入数值可得f 1=50 N.(2)由题意知f 2=f 1=50 N根据平行四边形定则可得F 合=f 21 +(mg -f 2)2对运动员在空中运动过程应用动量定理可得Δp =F 合t解得Δp =1.8×103 Nꞏs.14.答案:(1)6 m/s (2)0.01 s (3)3 000 N答案解析:(1)由自由落体运动规律可得:v 2=2gh ,其中:h =1.80 m 代入数据解得:v =6 m/s ;(2)由匀变速直线运动规律可得:Δx =v 2 t ,其中Δx =0.03 m代入数据解得:t =0.01 s ;(3)取向下为正方向,由动量定理得:-Ft =0-m v代入数据解得:F =3 000 N .。
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02v 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)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.3.如图所示,质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上,凹槽部分嵌有cd 和ef 两个光滑半圆形导轨,c 与e 端由导线连接,一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行ce 由静止下落,并恰好从ce 端进入凹槽,整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中,导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。
动量高考物理近三年真题分项汇编
动量2022年高考真题1、(2022·湖南卷·T7)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆。
某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其v t 图像如图所示。
设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是( )A 在10~t 时间内,返回舱重力的功率随时间减小 B. 在10~t 时间内,返回舱的加速度不变 C. 在21~t t 时间内,返回舱的动量随时间减小 D. 在23~t t 时间内,返回舱的机械能不变2、(2022·湖南卷·T4)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。
如图,中子以速度0v 分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为1v 和2v 。
设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )A. 碰撞后氮核的动量比氢核的小B. 碰撞后氮核的动能比氢核的小C. 2v 大于1vD. 2v 大于0v3、(2022·山东卷·T2)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。
如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。
从火箭开始运动到点火的过程中( )A. 火箭的加速度为零时,动能最大B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量4、(2022·全国乙卷·T20)质量为1k g的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。
已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取2=g。
则()10m/sA. 4s时物块的动能为零B. 6s时物块回到初始位置C. 3s时物块的动量为12k g m/s⋅D. 0~6s时间内F对物块所做的功为40J5、(2022·浙江6月卷·T20)如图所示,在竖直面内,一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点,以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上,AB、MN、CD的长度均为l。
专题07 动量-三年(2019-2021)高考物理真题分项汇编(解析版)
【答案】D
【解析】
A. N 不是国际单位制基本单位,根据冲量的定义 I Ft 可知, N s 是冲量的的单位,A 错误; B.根据功率的计算公式 P Fv 可知功率的单位可以表示为 N m/s ,但 N 不是国际单位制基本单位,B 错
误;
C.根据动量的定义 p mv 可知, kg m/s 是动量的单位,C 错误;
2as1 v02 v12
甲乙碰撞时由动量守恒定律
v1=0.3m/s
mv1 mv2 mv3
解得碰后乙的速度
然后乙做减速运动,当速度减为零时则
v3=0.2m/s
x
v32 2a
0.22 2 1
m=0.02m
s2
10
可知乙恰好能滑到边框 a; (2)甲与乙碰前运动的时间
速度 g 取10m/s2 。 (1)通过计算,判断乙算珠能否滑动到边框 a; (2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。
【答案】(1)能;(2)0.2s 【解析】 (1)由牛顿第二定律可得,甲乙滑动时均有
f mg ma
则甲乙滑动时的加速度大小均为
a g 1m/s2
甲与乙碰前的速度 v1,则 解得
对滑动。在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )
A.动量守恒,机械能守恒 B.动量守恒,机械能不守恒 C.动量不守恒,机械能守恒 D.动量不守恒,机械能不守恒 【答案】B 【解析】 因为滑块与车厢水平底板间有摩擦,且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动,即摩擦力做功,而水平 地面是光滑的;以小车、弹簧和滑块组成的系统,根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系 统动量守恒,机械能不守恒。 故选 B。 6.(2021·浙江卷)在爆炸实验基地有一发射塔,发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。爆炸物自 发射塔竖直向上发射,上升到空中最高点时炸裂成质量之比为 2:1、初速度均沿水平方向的两个碎块。遥控 器引爆瞬开始计时,在 5s 末和 6s 末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的
高考物理动量定理题20套(带答案)含解析
(2)足球与球框发生第一次碰撞后,足球的速度大小;
(3)球框在台面上通过的位移大小。
【答案】(1) ;Mv0;(2) (3)
【解析】(1)人对足球做的功W=
冲量:I=Mv0
(2)足球的初速度为v0,第一次碰撞后,设足球的速度为v1,球框的速度为v2。对足球和球框组成的系统,由动最守恒定律得:Mv0=Mv1+mv2
【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v=2v0.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I=m -m·(-v)
【答案】(1)a. ;b. ; (2)
【解析】
(1)a、根据电容的定义
电容器充电结束时其两端电压U等于电动势E,解得电容器所带电荷量
b、根据以上电容的定义可知 ,画出q-u图像如图所示:
有图像可知,稳定后电容器储存的能量 为图中阴影部分的面积 ,
将Q代入解得
(2)设从电容器开始放电至导体棒离开轨道时的时间为t,放电的电荷量为 ,平均电流为 ,导体棒离开轨道时的速度为v
竖直方向作自由落体:
解得t=0.5s
水平方向匀速直线:x=vt=0.5m
考点:动量守恒定律;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.
12.一位足球爱好者,做了一个有趣的实验:如图所示,将一个质量为m、半径为R的质量分布均匀的塑料弹性球框静止放在粗糙的足够大的水平台面上,质量为M(M>m)的足球(可视为质点)以某一水平速度v0通过球框上的框口,正对球框中心射入框内,不计足球运动中的一切阻力。结果发现,当足球与球框发生第一次碰撞后到第二次碰撞前足球恰好不会从右端框口穿出。假设足球与球框内壁的碰撞为弹性碰撞,只考虑球框与台面之间的摩擦,求:
高考物理动量定理真题汇编(含答案)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版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.图甲为光滑金属导轨制成的斜面,导轨的间距为1m l =,左侧斜面的倾角37θ=︒,右侧斜面的中间用阻值为2R =Ω的电阻连接。
在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为10.5T B =,右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为20.5T B =。
在斜面的顶端e 、f 两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab ,另一导体棒cd 置于左侧斜面轨道上,与导轨垂直且接触良好,ab 棒和cd 棒的质量均为0.2kg m =,ab 棒的电阻为12r =Ω,cd 棒的电阻为24r =Ω。
已知t =0时刻起,cd 棒在沿斜面向下的拉力作用下开始向下运动(cd 棒始终在左侧斜面上运动),而ab 棒在水平拉力F 作用下始终处于静止状态,F 随时间变化的关系如图乙所示,ab 棒静止时细导线与竖直方向的夹角37θ=︒。
其中导轨的电阻不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。
(1)请通过计算分析cd 棒的运动情况;(2)若t =0时刻起,求2s 内cd 受到拉力的冲量;(3)3 s 内电阻R 上产生的焦耳热为2. 88 J ,则此过程中拉力对cd 棒做的功为多少?【答案】(1)cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动;(2)1.6N s ;(3)43.2J【解析】【详解】(1)设绳中总拉力为T ,对导体棒ab 分析,由平衡方程得:sin θF T BIl =+cos θT mg =解得:tan θ 1.50.5F mg BIl I =+=+由图乙可知:1.50.2F t =+则有:0.4I t =cd 棒上的电流为:0.8cd I t =则cd 棒运动的速度随时间变化的关系:8v t =即cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动。
(2)ab 棒上的电流为:0.4I t =则在2 s 内,平均电流为0.4 A ,通过的电荷量为0.8 C ,通过cd 棒的电荷量为1.6C 由动量定理得:sin θ0F t I mg t BlI mv +-=-解得: 1.6N s F I =(3)3 s 内电阻R 上产生的的热量为 2.88J Q =,则ab 棒产生的热量也为Q ,cd 棒上产生的热量为8Q ,则整个回路中产生的总热量为28. 8 J ,即3 s 内克服安培力做功为28. 8J 而重力做功为:G sin 43.2J W mg θ==对导体棒cd ,由动能定理得:F W W '-克安2G 102W mv +=- 由运动学公式可知导体棒的速度为24 m/s解得:43.2J F W '=2.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。
高中物理《动量》基础典型习题全集(含答案)
高中物理《动量》基础典型习题全集(含答案)高中物理《动量》题全集(含答案)一、选择题1.冲量和动量的说法,正确的是()A。
冲量是反映力作用时间累积效果的物理量B。
动量是描述物体运动状态的物理量C。
冲量是物理量变化的原因D。
冲量方向与动量方向一致2.在水平桌面上,质量为m的物体受到水平推力F,始终不动。
在时间t内,力F推物体的冲量应为()A。
vB。
FtXXXD。
无法判断3.设兔子头受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,兔子与树桩作用时间为0.2s。
则被撞死的兔子的奔跑速度可能是(g=10m/s2)()A。
1m/sB。
1.5m/sC。
2m/sD。
2.5m/s4.物体受到2N·s的冲量作用,则()A。
物体原来的动量方向一定与这个冲量方向相反B。
物体的末动量一定是负值C。
物体的动量一定减少D。
物体的动量增量一定与规定的正方向相反5.关于动量和冲量的说法,正确的是()A。
物体的动量方向与速度方向总是一致的B。
物体的动量方向与受力方向总是一致的C。
物体的动量方向与受的冲量方向总是一致的D。
冲量方向总是和力的方向一致二、选择题1.关于物体的动量,正确的是()A。
某一物体的动量改变,一定是速度大小改变B。
某一物体的动量改变,一定是速度方向改变C。
某一物体的运动速度改变,其动量一定改变D。
物体的运动状态改变,其动量一定改变2.关于物体的动量,正确的是()A。
物体的动量越大,其惯性越大B。
同一物体的动量越大,其速度一定越大C。
物体的动量越大,其动量的变化也越大D。
动量的方向一定沿着物体的运动方向3.关于物体的动量,正确的是()A。
速度大的物体,其动量一定也大B。
动量大的物体,其速度一定也大C。
匀速圆周运动物体的速度大小不变,其动量保持不变D。
匀速圆周运动物体的动量作周期性变化4.有一物体开始自东向西运动,动量大小为10kg·m/s,由于某种作用,后来自西向东运动,动量大小为15kg·m/s,如规定自东向西方向为正,则物体在该过程中动量变化为()A。
动量(历年高考)
(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应在,当温度达到103K 时,可以发生“氦燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应议程:γ+→+Be He 8442_____。
②Be 84是一种不稳定的粒子,其半衰期为s 161026-⨯。
一定质量的Be 84经s 24108.7-⨯后所剩Be 84占开始时的____________________。
(2)如图所示,光滑水平轨道上放置以A (上表面粗糙)和滑块C ,滑块B 置于A 的左端。
三者质量分别为m A =2Kg 、m B =1Kg 、m C =2Kg 。
开始时C 静止,A 、B 一起以v 0=5m/s 的速度匀速向右运动,A 与C 相碰撞(时间极短)后C 向右运动,经过一段时间,A 、B 再次达到共同速度一起向右运动,且恰 好不再与C 碰撞。
求A 与C 发生碰撞后瞬间A 的速度大小。
38、(8分)【物理-物理3-5】(2012) (1)氢原子第n 能级的能量为21n E E n =,其中E 1为基态能量。
当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为1ν;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为2ν,则_______21=νν。
(2)光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ,质量分别为m A =3m ,m B =m C =m ,开始时B 、C 均静止,A 以速度v 0向右运动,A 与B 碰撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一起,此后A 与B 间的距离保持不变。
求B 与C 碰撞前B 的速度大小。
v 0(1)碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰变期为8天.①碘131核的衰变方程:I 13153_____________(衰变后的元素用X 表示). ②经过________天 75%的碘131核发生了衰变.(2)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m 、12m ,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为02v 、0v.为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m 的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力) 38.(8分)[物理—物理3-5](1)大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光子,其能量值分别是:1.89eV,10.2eV,12.09eV 。
高考物理动量定理题20套(带答案)含解析
高考物理动量定理题20套(带答案)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粘在一起不再分开,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 p1,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I;(3)B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2。
【答案】(1)2kg ;(2)27J,36N·S;(3)9J【解析】【详解】(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=12(m A+m C)v22=27J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)由题图可知,12s时B离开墙壁,此时A、C的速度大小v3=3m/s,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A、C与B的速度相等时,弹簧弹性势能最大(m A+m C)v3=(m A+m B+m C)v41 2(m A+m C)23v=12(m A+m B+m C)24v+E p2解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E p2=9J。
2.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 =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)32639F 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 0.5E 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43x L =又由F BIL =安所以163F 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 2F +== 故8N s I F t =∆=⋅安 (3)因为43v 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212x at =,联立解得 32639F 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.3.一质量为m 的小球,以初速度v 0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34.求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小.【答案】72mv 0 【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v 0,由此得v =2v 0.碰撞过程中,小球速度由v 变为反向的34v ,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()4v -m ·(-v ) 解得I =72mv 0.4.一质量为0.5kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙,如图所示.物块以v 0=8m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s ,碰后以5m/s 的速度反向运动直至静止.g 取10 m/s 2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰撞时间为0.05s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ;(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W .【答案】(1)0.32μ=(2)130F N =(3)9W J =【解析】(1)由动能定理,有:2201122mgs mv mv μ-=-可得0.32μ=. (2)由动量定理,有'F t mv mv ∆=-可得130F N =.(3)'2192W mv J ==. 【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识5.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/s 2),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 4.0N 200N 0.01mv 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。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
4.如图所示,质量为 m 的由绝缘材料制成的球与质量为 M=19m 的金属球并排悬挂.现将 绝缘球拉至与竖直方向成 θ=600 的位置自由释放,下摆后在最低点与金属球发生弹性碰 撞.在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场.已知由于磁场的阻尼作用,金属球将于再次 碰撞前停在最低点处.求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于
试题分析:(1)P1
滑到最低点速度为
v1,由机械能守恒定律有:
1 2
mv02
mgR
1 2
mv12
解得:v1=5m/s
P1、P2 碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为 v1 、 v2
则由动量守恒和机械能守恒可得: mv1 mv1 mv2
1 2
mv12
1 2
mv12
1 2
mv22
解得: v1 0 、 v2 5m/s
(2)P2 向右滑动时,假设 P1 保持不动,对 P2 有:f2=μ2mg=2m(向左) 设 P1、M 的加速度为 a2;对 P1、M 有:f=(m+M)a2
a2
f m M
2m 5m
0.4m/s2
此时对 P1 有:f1=ma2=0.4m<fm=1.0m,所以假设成立.
故滑块的加速度为 0.4m/s2;
滑板碰后,P1 向右滑行距离: s1
v2 2a1
0.08m
P2 向左滑行距离: s2
v22 2a2
2.25m
所以 P1、P2 静止后距离:△S=L-S1-S2=1.47m
考点:考查动量守恒定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系;牛顿第二定律;机械能
守恒定律.
【名师点睛】本题为动量守恒定律及能量关系结合的综合题目,难度较大;要求学生能正
高考物理动量守恒定律题20套(带答案)
高考物理动量守恒定律题20套(带答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.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02v 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)201532mv E ∆=【解析】 【详解】(1)对A 在木板B 上的滑动过程,取A 、B 、C 为一个系统,根据动量守恒定律有:mv 0=m2v +2mv B 解得v B =4v (2)对A 在木板B 上的滑动过程,A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量222000111()2()22224v v mgL mv m m μ⨯=--解得20516v gLμ=(3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒,则有:2mv +mv B =2mv A 、C 系统机械能守恒:22200111()()222242v v mgR m m mv +-⨯=解得264v R g= (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程,A 、C 系统水平方向上动量守恒0024A C mv mv mv mv +=+ A 、C 系统初、末状态机械能守恒,2222001111()()222422A C m m m m +=+v v v v 解得v A =4v . 所以从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能为:2220015112232A mv E mv mv ∆=-=【点睛】该题是一个板块的问题,关键是要理清A 、B 、C 运动的物理过程,灵活选择物理规律,能够熟练运用动量守恒定律和能量守恒定律列出等式求解.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,物块C 的v -t 图象如图乙所示.求:①物块C 的质量?②B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E P ? 【答案】(1)2kg (2)9J 【解析】试题分析:①由图知,C 与A 碰前速度为v 1=9 m/s ,碰后速度为v 2=3 m/s ,C 与A 碰撞过程动量守恒.m c v 1=(m A +m C )v 2 即m c =2 kg②12 s 时B 离开墙壁,之后A 、B 、C 及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A 、C 与B 的速度相等时,弹簧弹性势能最大 (m A +m C )v 3=(m A +m B +m C )v 4得E p =9 J考点:考查了动量守恒定律,机械能守恒定律的应用【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键,应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题.3.人站在小车上和小车一起以速度v 0沿光滑水平面向右运动.地面上的人将一小球以速度v 沿水平方向向左抛给车上的人,人接住后再将小球以同样大小的速度v 水平向右抛出,接和抛的过程中车上的人和车始终保持相对静止.重复上述过程,当车上的人将小球向右抛出n 次后,人和车速度刚好变为0.已知人和车的总质量为M ,求小球的质量m . 【答案】02Mv m nv= 【解析】试题分析:以人和小车、小球组成的系统为研究对象,车上的人第一次将小球抛出,规定向右为正方向,由动量守恒定律:Mv 0-mv=Mv 1+mv 得:102mvv v M=-车上的人第二次将小球抛出,由动量守恒: Mv 1-mv=Mv 2+mv 得:2022mvv v M=-⋅同理,车上的人第n 次将小球抛出后,有02n mvv v n M=-⋅ 由题意v n =0, 得:02Mv m nv=考点:动量守恒定律4.如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R =0.5m ,物块A 以v 0=6m/s 的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q ,再沿圆轨道滑出后,与直轨道上P 处静止的物块B 碰撞,碰后粘在一起运动,P 点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L =0.1m ,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1,A 、B 的质量均为m =1kg(重力加速度g 取10m/s 2;A 、B 视为质点,碰撞时间极短).(1)求A 滑过Q 点时的速度大小v 和受到的弹力大小F ; (2)若碰后AB 最终停止在第k 个粗糙段上,求k 的数值; (3)求碰后AB 滑至第n 个(n <k )光滑段上的速度v n 与n 的关系式. 【答案】(1)5m/s v =, F =22 N (2) k =45 (3)90.2m/s ()n v n n k =-<【解析】⑴物块A 从开始运动到运动至Q 点的过程中,受重力和轨道的弹力作用,但弹力始终不做功,只有重力做功,根据动能定理有:-2mgR =-解得:v ==4m/s在Q 点,不妨假设轨道对物块A 的弹力F 方向竖直向下,根据向心力公式有:mg +F =解得:F =-mg =22N ,为正值,说明方向与假设方向相同。
高考物理动量定理真题汇编(含答案)
t0=4m/s 的初速度从长木板的左端滑上长木板,与挡板碰撞后最终从板的左端滑离,挡板对
物 块的冲量大小为 2. 5N • s,已知板与水平面间的动摩擦因数为 = ,重力加速度为
g=10m/s2,不计物块与挡板碰撞的时间,不计物块的大小。求:
(1)物块与挡板碰撞后的一瞬间,长木板的速度大小; (2)物块在长木板上滑行的时间。
②三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有:
@
(m0 m1)v1 (m0 m1)v2 m2v ;
设小车长为
L,由能量守恒有:
m2
gL
1 2
(m0
m1 )v12
1 2
(m0
m1 )v22
1 2
m2v2
联立并代入数值得 L= ;
点睛:子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出小车
球与钢板作用的时间: t t总 t1 t2 1.75 0.9 0.8s 0.05s 由动量定理对全过程可列方程: mgt总 F t 0 0
可得钢板对小球的作用力 F mgt总 2101.75 N 700N ,方向竖直向上.
t
0.05
11.一垒球手水平挥动球棒,迎面打击一以速度 水平飞来的垒球,垒球随后在离打击 点水平距离为 的垒球场上落地。设垒球质量为,打击点离地面高度为,球棒与垒球的
作用时间为,重力加速度为
|
【答案】900N 【解析】 【详解】
,求球棒对垒球的平均作用力的大小。
由题意可知,垒球被击后做平抛运动,竖直方向:h= gt2
所以: 水平方向:x=vt
所以球被击后的速度: 选取球被击出后的速度方向为正方向,则:v0=-5m/s
、
设平均作用力为 F,则:Ft0=mv-mv0 代入数据得:F=900N 【点睛】 此题主要考查平抛运动与动量定理的应用,其中正确判断出垒球被击后做平抛运动是解答 的关键;应用动量定理解题时注意正方向.
动量历年高考题
动量历年高考题一、选择题【共6道小题,31分】ﻫ1、【6分】质量为M的物块以速度V运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等。
两者质量之比M/m可能为( )A.2 B.3 C.4 D.52、【6分】21.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。
两球质量关系为m B=2m A,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为6kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则………………………………………………………………………()A.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5B.左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10C.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5D.右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶103、【4分】质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2.在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为(A)向下,m(v1-v2) (B)向下,m(v1+v2)(C)向上,m(v1-v2)(D)向上,m(v1+v2)4、【6分】20.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v。
在此过程中,A.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为mv2B.地面对他的冲量为mv+mgΔt,地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为mv,地面对他做的功为mv2D.地面对他的冲量为mv-mgΔt,地面对他做的功为零5、【6分】18.如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量相等。
Q与轻质弹簧相连。
设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。
在整个碰撞过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于A P的初动能B P的初动能的1/2C P的初动能的1/3D P的初动能的1/46、【3分】3.一质量为m的物体放在光滑水平面上.今以恒力F沿水平方向推该物体,在相同的时间间隔内,下列说法正确的是(A)物体的位移相等(B)物体动能的变化量相等(C)F对物体做的功相等(D)物体动量的变化量相等二、非选择题9、【15分】17.如图所示,质量均为m的A、B两个弹性小球,用长为2l的不可伸长的轻绳连接.现把A、B两球置于距地面高H处(H足够大),间距为l.当A球自由下落的同时,B球以速度v0指向A球水平抛出.求:(1)两球从开始运动到相碰,A球下落的高度.(2)A、B两球碰撞(碰撞时无机械能损失)后,各自速度的水平分量.(3)轻绳拉直过程中,B球受到绳子拉力的冲量大小.10、【15分】选考题30D.(物理——选修3-5)在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动。
高考物理动量定理题20套(带答案)
mg(t1+t2)-Ft2=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 t1 时间内只有重力的冲量,在 t2 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: mgt1-I=0,∴ I=mgt1 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.
高考物理动量定理题 20 套(带答案)
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/s2) (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)
【答案】(1)
(2)
(3)增大 S 可以通过减小 q、
U 或增大 m 的方法. 提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. 【解析】
试题分析:(1)根据动能定理有
解得:
(2)在与飞船运动方向垂直方向上,根据动量守恒有:MΔv=Nmv
解得:
(3)设单位时间内通过栅电极 A 的氙离子数为 n,在时间 t 内,离子推进器发射出的氙离 子个数为 N nt ,设氙离子受到的平均力为 F ,对时间 t 内的射出的氙离子运用动量定 理, Ft Nmv ntmv , F = nmv 根据牛顿第三定律可知,离子推进器工作过程中对飞船的推力大小 F= F = nmv 电场对氙离子做功的功率 P= nqU
10.一个质量为 2kg 的物体静止在水平桌面上,如图 1 所示,现在对物体施加一个水平向 右的拉力 F,拉力 F 随时间 t 变化的图像如图 2 所示,已知物体在第 1s 内保持静止状态, 第 2s 初开始做匀加速直线运动,第 3s 末撤去拉力,第 5s 末物体速度减小为 0.求:
2020年—2023年高考物理动量部分真题汇编+答案详解
2020年—2023年高考物理动量部分真题汇编+答案详解(真题部分)1.(2023新课标,19,6分)(多选)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N极正对着乙的S极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等。
现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻()A.甲的速度大小比乙的大B.甲的动量大小比乙的小C.甲的动量大小与乙的相等D.甲和乙的动量之和不为零2.(2022北京,12,3分)“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。
跳台滑雪运动中,裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。
运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段:①助滑阶段,运动员两腿尽量深蹲,顺着助滑道的倾斜面下滑;②起跳阶段,当进入起跳区时,运动员两腿猛蹬滑道快速伸直,同时上体向前伸展;③飞行阶段,在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态;④着陆阶段,运动员落地时两腿屈膝,两臂左右平伸。
下列说法正确的是 ()A.助滑阶段,运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力B.起跳阶段,运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度C.飞行阶段,运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度D.着陆阶段,运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间3.(2022湖北,7,4分)一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v,前后两段时间内,合外力对质点做功分别为W1和W2,合外力的冲量大小分别为I1和I2。
下列关系式一定成立的是 ()A.W2=3W1,I2≤3I1B.W2=3W1,I2≥I1C.W2=7W1,I2≤3I1D.W2=7W1,I2≥I14.(2022湖南,4,4分)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。
如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。
高考物理动量定理真题汇编(含答案)含解析
高考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.如图所示,一个质量为m 的物体,初速度为v 0,在水平合外力F (恒力)的作用下,经过一段时间t 后,速度变为v t 。
(1)请根据上述情境,利用牛顿第二定律推导动量定理,并写出动量定理表达式中等号两边物理量的物理意义。
(2)快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。
请运用所学物理知识分析说明这样做的道理。
【答案】详情见解析 【解析】 【详解】(1)根据牛顿第二定律F ma =,加速度定义0i v v a t-=解得 0=-i Ft mv mv即动量定理, Ft 表示物体所受合力的冲量,mv t -mv 0表示物体动量的变化 (2)快递物品在运送途中难免出现磕碰现象,根据动量定理0=-i Ft mv mv在动量变化相等的情况下,作用时间越长,作用力越小。
充满气体的塑料袋富有弹性,在碰撞时,容易发生形变,延缓作用过程,延长作用时间,减小作用力,从而能更好的保护快递物品。
2.质量0.2kg 的球,从5.0m 高处自由下落到水平钢板上又被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为4.05m.如果球从开始下落到弹起达最大高度所用时间为1.95s,不考虑空气阻力,g 取10m/s 2.求小球对钢板的作用力. 【答案】78N 【解析】 【详解】自由落体过程 v 12=2gh 1,得v 1=10m/s ; v 1=gt 1 得t 1=1s小球弹起后达到最大高度过程0− v 22=−2gh 2,得v 2=9m/s 0-v 2=-gt 2 得t 2=0.9s小球与钢板作用过程设向上为正方向,由动量定理:Ft ′-mg t ′=mv 2-(-mv 1) 其中t ′=t -t 1-t 2=0.05s 得F =78N由牛顿第三定律得F ′=-F ,所以小球对钢板的作用力大小为78N ,方向竖直向下;3.如图所示,木块A 和四分之一光滑圆轨道B 静置于光滑水平面上,A 、B 质量m A =m B =2.0kg 。
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..页脚.一.2012年高考题、1.(2012·新课标理综)如图,小球a 、b 用等长细线悬挂于同一固定点O 。
让球a 静止下垂,将球b 向右拉起,使细线水平。
从静止释放球b ,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。
忽略空气阻力,求 (i )两球a 、b 的质量之比;(ii )两球在碰撞过程中损失的机械能与球b 在碰前的最大动能之比。
.【解析】(i )设球b 的质量为m 2,细线长为L ,球b 下落至最低点、但未与球a 相碰时的速率为v ,由机械能守恒定律得22212m gL m v = ①式中g 是重力加速度的大小。
设球a 的质量为m 1;在两球碰后的瞬间,两球共同速度为v ',以向左为正。
由动量守恒定律得212()m v m m v '=+ ②设两球共同向左运动到最高处时,细线与竖直方向的夹角为θ,由机械能守恒定律得212121()()(1cos )2m m v m m gL θ'+=+- ③联立①②③式得121m m =- ④ 代入题给数据得121m m = ⑤ (ii )两球在碰撞过程中的机械能损失是212()(1cos )Q m gL m m gL θ=-+- ⑥ 联立①⑥式,Q 与碰前球b 的最大动能221()2k k E E m v =之比为1221(1cos )k m m QE m θ+=-- ⑦联立⑤⑦式,并代入题给数据得 212k Q E =-⑧【考点定位】此题考查机械能守恒定律、碰撞、动量守恒定律及其相关知识。
2.(18分)(2012·理综物理) 图18(a )所示的装置中,小物块A 、B 质量均为m ,水平面上PQ 段长为l ,与物块间的动摩擦因数为μ,其余段光滑。
初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为r 的连杆位于图中虚线位置;A 紧靠滑杆(A 、B 间距大于2r )。
随后,连杆以角速度ω匀速转动,带动滑杆作水平运动,滑杆的速度-时间图像如图18(b )所示。
A 在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。
(1)求A 脱离滑杆时的速度u o ,及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。
(2)如果AB 不能与弹簧相碰,设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t 1,求ω得取值围,及t 1与ω的关系式。
(3)如果AB 能与弹簧相碰,但不能返回道P 点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p ,求ω的取值围,及E p 与ω的关系式(弹簧始终在弹性限度)。
2.(18分)解:(1)由题知,A 脱离滑杆时的速度u o =ωr 设A 、B 碰后的速度为v 1,由动量守恒定律 m u o =2m v 1A 与B 碰撞过程损失的机械能220111222E mu mv ∆=-⨯ 解得 2218E m r ω∆=..页脚.(2)AB 不能与弹簧相碰,设AB 在PQ 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律及运动学规律ma mg 22=⋅μ v 1=at 1 112v x t = 由题知x l ≤ 联立解得140l rt ω<≤12r t gωμ= (3)AB 能与弹簧相碰211222mgl mv μ⋅<⨯不能返回道P 点左侧2112222mg l mv μ⋅⋅≥⨯解得ω<≤ AB 在的Q 点速度为v 2,AB 碰后到达Q 点过程,由动能定理22211122222mgl mv mv μ-⋅=⨯-⨯AB 与弹簧接触到压缩最短过程,由能量守恒22122p E mv =⨯ 解得22(8)4p m r gl E ωμ-=。
【考点定位】此题考查动量守恒定律、能量守恒定律及其相关知识。
3. (2012·理综)如图所示,水平地面上固定有高为h 的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高也为h ,坡道底端与台面相切。
小球从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B 发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半。
两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g 。
求: (1)小球A 刚滑至水平台面的速度v A ; (2)A 、B 两球的质量之比m B ∶m A 。
在竖直方向,h=12gt2,在水平方向,12h=vt,联立解得:mB ∶mA=1∶3。
【考点定位】本题主要考查机械能守恒定律、动量守恒定律和平抛运动规律及其相关知识,意在考查考生灵活应用知识解决实际问题的能力。
4.(20分)(2012·理综)如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量 M=2kg的小物块A。
装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。
传送带始终以n=2m/s 的速度逆时针转动。
装置的右边是一光滑的曲面,质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放。
已知物块B与传送带之间的摩擦因数 n=0.2, f=1.0m。
设物块A、B中间发生的是对心弹性碰撞,第一次碰撞前物块A 静止且处于平衡状态。
取g=10m/s2。
(1)求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小;(2)通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上?(3)如果物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当他们再次碰撞前锁定被解除,试求出物块B第n次碰撞后运动的速度大小。
..页脚.碰撞可知,-mv=mv 1+MV21mv 2=21mv 12+21MV 2 联立解得:v 1=v/3=34m/s 。
即碰撞后物块B 沿水平台面向右匀速运动。
设物块B 在传送带上向右运动的最大位移为l ’,则0- v 12= -2al’, 解得l’=94m<1m 。
所以物块B 不能通过传送带运动到右边的曲面上。
(3)当物块B 在传送带上向右运动的速度为零后,将会沿传送带向左加速。
可以判断,物块B 运动到左边台面上时的速度大小为v 1,继续与物块A 发生第二次碰撞。
设第二次碰撞后物块B 的速度大小为v 2,同上计算可知,v 2= v 1/3=(31)2 v .物块B 与物块A 第三次碰撞、第四次碰撞、……,碰撞后物块B 的速度大小依次为,v 3= v 2/3=(31)3 v ., v 4= v 3/3=(31)4 v .,……,则在第n 次碰撞后物块B 的速度大小为v n =(31)n v .,v n =n 34m/s 。
【考点定位】此题考查弹性碰撞及其相关知识。
5.(20分)匀强电场的方向沿x轴正向,电场强度E随x的分布如图所示。
图中E和d均为已知量.将带正电的质点A在O点由能止释放.A离开电场足够远后,再将另一带正电的质点B放在O点也由O点静止释放,当B在电场中运动时,A. B间的相互作用力及相互作用能均为零;B离开电场后,A. B间的相作用视为静电作用.已知A的电荷量为Q. A和B的质量分别为m和m/4.不计重力.(I)求A在电场中的运动时间t,;(2)若B的电荷量q=4Q/9,,求两质点相互作用能的最大值Epm(3)为使B离开电场后不改变运动方向.求B所带电荷量的最大值qmA、B相互作用过程中,动量和能量守恒。
A、B相互作用为斥力,A受到的力与其运动方向相同,B受到的力与其运动方向相反,相互作用力对A做正功,对B做负功。
A、B靠近的过程中,B的路程大于A的路程,由于作用力大小相等,作用力对B做功的绝对值大于对A做功的绝对值,因此相互作用力做功之和为负,相互作用能增加。
所以,当A、B最接近时相互作用能最大,此时两者速度相等,设为v’。
有..页脚.律和能量守恒定律。
二.2011年高考题1(2011·全国理综卷)质量为M 、壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m 的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。
初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。
现给小物块一水平向右的初速度v ,小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间,井与箱子保持相对静止。
设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为A .212mvB . 212mM v m M +C .12N mgL μD .N mgL μ答案:BD解析:小物块与箱子碰撞过程系统动量守恒,由动量守恒定律,mv=(m+M )v’,解得v’= mv/(m+M )v ;小物块与箱子碰撞N 次,相对于箱子滑动路程为NL ,由功能关系,系统损失的动能为μmgNL=12mv 2-12(m+M)v’2=12mMm M + v 2,所以选项BD 正确。
2(20分)(2011·理综卷)如图所示,质量M =2kg 的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m =1kg 的小球通过长L =0.5m 的轻质细杆与滑块上的光滑轴O 连接,小球和轻杆可在竖直平面绕O 轴自由转动,开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度v 0=4 m/s ,g 取10 m/s 2。
(1)若锁定滑块,试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向。
(2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速度大小。
(3)在满足(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。
竖直向上。
(2)解除锁定后,设小球通过最高点P时的速度为v2,此时滑块的速度为V。
在上升过程中,因系统水平方向不受外力,水平方向的动量守恒。
以水平向右的方向为正方向,有m v2+MV=0在上升过程中,因只有重力做功,系统的机械能守恒,则有1 2m v22+12MV2+mgL=12m v2,联立解得v2= 2m/s。
3.(2011·全国理综)装甲车和战舰采用剁成钢板笔采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的设计。
..页脚.通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因。
质量为2m 、厚度为2d 的钢板精致在水平光滑的桌面上。
质量为m 的子弹以某一速度垂直射向该钢板,刚好能将钢板射穿。
现把钢板分成厚度均为d 、质量为m 的相同的两块,间隔一段距离平行放置,如图所示。
若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板,穿出后在射向第二块钢板,求子弹摄入第二块钢板的深度。
设子弹在钢板中受到的阻力为恒力,且两块钢板不会发生碰撞。
不计重力影响。
.解:设子弹初速度为v 0,射入厚度为2d 的钢板后,最终钢板和子弹的共同速度为V ,由动量守恒定律得,(2m+m )V=m v 0解得V= v 0 /3。
①此过程中动能损失为△E =12m v 02-12·3m V 02解得△E =13m v 02 ②2mV 2= mv 1⑥4.(2011理综卷第24题)如题24图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为m ,人在极端的时间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 时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离L 时停止。