动量定理典型例题

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高中物理动量定理题20套(带答案)含解析

高中物理动量定理题20套(带答案)含解析

【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
﹣μ(m0+m)gt=(m0+m)(v2﹣v1) 解得:物块相对于木板滑行的时间
t v2 v1 1s g
3.甲图是我国自主研制的 200mm 离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞 行试验验证,有望在 2015 年全面应用于我国航天器.离子电推进系统的核心部件为离子推 进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃 料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势.离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙 原子 P 喷注入腔室 C 后,被电子枪 G 射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子.氙离 子从腔室 C 中飘移过栅电极 A 的速度大小可忽略不计,在栅电极 A、B 之间的电场中加 速,并从栅电极 B 喷出.在加速氙离子的过程中飞船获得推力. 已知栅电极 A、B 之间的电压为 U,氙离子的质量为 m、电荷量为 q.
由动量定理 F Gt p
得小球受到地面的平均作用力是 F=12N
5.如图甲所示,足够长光滑金属导轨 MN、PQ 处在同一斜面内,斜面与水平面间的夹角 θ=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 Ω 的定值电阻。金属杆 ab 的电阻 r=0.1 Ω,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。

动量定理典型例题

动量定理典型例题

动量定理典型例题典型例题1——判断物体冲量变化甲、乙两个质量相同的物体在粗糙程度不同的水平面上以相同的初速度运动。

乙物体先停下来,甲物体经过较长时间才停下来。

正确的叙述是:甲物体受到的冲量与乙物体受到的冲量大小相等。

分析与解:在这个过程中,甲、乙两物体所受合外力均为摩擦力。

由动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于动量的增量。

由题可知,甲、乙两物体初、末状态的动量都相同,所以所受的冲量均相同。

因此,答案为B。

典型例题2——判断外力大小质量为0.1kg的小球以10m/s的速度水平撞击竖直放置的厚钢板,撞击后以7m/s的速度被反向弹回,撞击时间为0.01s。

取撞击前钢球速度的方向为正方向。

求钢球受到的平均作用力大小。

分析与解:在撞击过程中,小球的动量发生了变化,这个变化等于小球所受合外力的冲量。

这个合外力的大小等于钢板对钢球作用力的大小。

此时可忽略小球的重力。

根据动量定理可得F×t=m×(v2-v1)。

代入数据可得F=-170N。

因此,答案为D。

典型例题3——判断冲量方向和大小质量为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向上,m(v1+v2)。

分析与解:在小球碰撞到弹起的过程中,小球速度变化的方向是向上的,所以小球受到地面冲量的方向一定是向上的。

在忽略小球重力的情况下,地面对小球冲量的大小等于小球动量的变化。

因此,答案为D。

典型例题4——求小球下落到软垫时受到的平均作用力一个质量为0.1kg的小球在自由落体过程中,下落到软垫上,停止时间为0.02s。

求小球受到的平均作用力大小。

分析与解:在下落过程中,小球的速度会不断增加,直到触地瞬间速度达到最大值。

当小球落到软垫上时,受到的合外力是重力和软垫对小球的支持力。

由于小球在软垫上停留的时间极短,因此可以近似认为小球在软垫上的速度瞬间减为零。

根据动量定理可得F×t=mv,代入数据可得F=49N。

高考物理高考必备物理动量定理技巧全解及练习题(含答案)

高考物理高考必备物理动量定理技巧全解及练习题(含答案)

高考物理高考必备物理动量定理技巧全解及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理1.蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。

一个质量为60kg 的运动员,从离水平网面3.2m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m 高处。

已知运动员与网接触的时间为1.2s ,若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理,求此力的大小和方向。

(g 取10m/s 2) 【答案】1.5×103N ;方向向上 【解析】 【详解】设运动员从h 1处下落,刚触网的速度为1128m /s v gh ==运动员反弹到达高度h 2,,网时速度为22210m /s v gh ==在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F 和向下的重力mg ,设向上方向为正,由动量定理有()21()F mg t mv mv -=--得F =1.5×103N方向向上2.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v 0=2m/s 向右运动与B 球发生弹性正碰,取重力加速度g =10m/s 2.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; 解:(1)碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得:0A B mv mv Mv =+2220111222A B mv mv Mv =+ 联立可解得:1m/s B v =,1m/s A v =- 负号表示方向水平向左 (2)碰撞过程对B 应用动量定理可得:0B I Mv =- 可解得:3I N s =⋅ 方向水平向右3.如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端,有一质量m =1.0kg 、可视为质点的物体,以v 0=6.0m/s 的初速度沿斜面上滑。

最新物理动量定理题20套(带答案)

最新物理动量定理题20套(带答案)
历的时间为 t,发生的位移为 x.分析说明物体的平均速度 v 与 v0、v 满足什么条件时,F1
和 F2 是相等的. (3)质量为 m 的物块,在如图 2 所示的合力作用下,以某一初速度沿 x 轴运动,当由位置
x=0 运动至 x=A 处时,速度恰好为 0,此过程中经历的时间为 t 2
所受合力对时间 t 的平均值.
5.动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动,也适用于质点在变力作用下 的运动,这时两个定理表达式中的力均指平均力,但两个定理中的平均力的含义不同,在 动量定理中的平均力 F1 是指合力对时间的平均值,动能定理中的平均力 F2 是合力指对位移
的平均值. (1)质量为 1.0kg 的物块,受变力作用下由静止开始沿直线运动,在 2.0s 的时间内运动了 2.5m 的位移,速度达到了 2.0m/s.分别应用动量定理和动能定理求出平均力 F1 和 F2 的 值. (2)如图 1 所示,质量为 m 的物块,在外力作用下沿直线运动,速度由 v0 变化到 v 时,经
m/s2
5.0 1014 m/s2
(2)电子以速度 v0 进入金属板 A、B 间,在垂直于电场方向做匀速直线运动,沿电场方向
做初速度为零的匀加速直线运动,电子在电场中运动的时间为
t
L v0
0.1 2.0 107
s 5.0109 s
电子射出电场时在沿电场线方向的侧移量
代入数据
y 1 at2 2
y 1 5.01014 (5.0109)2 cm 0.63cm 2
IG=mgt 动量变化量
p mv0
由三角形定则得,绳对小球的冲量
IF mgt 2 m2 gL
(3)平抛的水平位移 x v0t ,竖直位移
H L 1 gt2 2

高考物理动量定理试题(有答案和解析)含解析

高考物理动量定理试题(有答案和解析)含解析

高考物理动量定理试题(有答案和解析)含解析一、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2202v v aL -=可解得:2201002v 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:221122C 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.2.蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。

一个质量为60kg 的运动员,从离水平网面3.2m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m 高处。

已知运动员与网接触的时间为1.2s ,若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理,求此力的大小和方向。

物理动量定理题20套(带答案)及解析

物理动量定理题20套(带答案)及解析

物理动量定理题20套(带答案)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/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)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2202v v aL -=可解得:2201002v 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:从B 运动到C 由动能定理可知:221122C B mgh mv mv =- 解得;3900N N =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. 图甲为光滑金属导轨制成的斜面, 导轨的间距为 , 左侧斜面的倾角 , 右侧斜面的中间用阻值为 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 , 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 。

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 , ab 棒的电阻为 , cd 棒的电阻为 。

动量定理的应用典型例题

动量定理的应用典型例题

1 动量定理的应用·典型习题1、动量定理F Δt =mv t -mv 0可以用一种更简洁的方式F Δt=ΔP 表达,式中左边表示物体受到的冲量,右边表示动量的增量(变化量)。

此式稍加变形就得0t mv mv p F t t-D ==D D 其含义是:物体所受外力(若物体同时受几个力作用,则为合外力)等于物体动量的变化率。

这一公式通常称为“牛顿第二定律的动量形式”。

这一形式更接近于牛顿自己对牛顿第二定律的表述。

应用这个表述我们在分析解决某些问题时会使思路更加清晰、简洁。

2、 物体动量的增量可以是物体质量不变,物体动量的增量可以是物体质量不变, 由速度变化形成:由速度变化形成:ΔP=mv 2I 一mv 1=m =m((V 2一v 1)=m Δv , 动量定理表达为F Δt=m Δv.v.也可以是速度不变,由质量变化形成:也可以是速度不变,由质量变化形成:ΔP =m 2v 一m l v=(m 2一m l )v =Δmv,mv,动量定理表达为动量定理表达为F Δt =ΔmV mV。

在分析问题时要注意第二种情况。

在分析问题时要注意第二种情况。

在分析问题时要注意第二种情况。

【例1】 500g 的足球从1.8m 的高处自由下落碰地后能弹回到1.25m 高,不计空气阻力,这一过程经历的时间为1.2s ,g 取10m/s 2,求足球对地面的作用力. 【例2】如图51-1所示,在光滑的水平面上有两块前后并排且靠在一起的木块A 和B ,它们的质量分别为m 1和m 2,今有一颗子弹水平射向A 木块,已知子弹依次穿过A 、B 所用的时间分别是Δt 1和Δt 2,设子弹所受木块的阻力恒为f ,试求子弹穿过两木块后,两木块的速度各为多少?【例3】 高压采煤水枪出水口的横截面积为s ,水的射出速度为v ,射到煤层上后,水的速度为零,设水的密度为ρ,求对煤层的冲力大小. 【例4】 自动步枪每分钟能射出600颗子弹,每颗子弹的质量为20g ,以500m/s 的速度射出枪口,求因射击而使人受到的反冲力的大小.⊕跟踪反馈2 1.某物体受到一个-6N ·s 的冲量作用,则 [ ] A .物体的动量增量一定与规定的正方向相反B .物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反C .物体的末动量方向一定与这个冲量的方向相反D .物体的动量一定在减小2.两个质量相同但大小不同的正方体木块A 、B ,靠在一起放在在光滑的水平面上,一水平射来的子弹先后穿透两木块后飞去,若木块对子弹的阻力恒定不变,子弹分别射穿两木块的时间相同,则子弹射穿两木块后A 、B 两木块的速度之比为[ ] A .1∶1 B .1∶2 C .1∶3 D 13.∶ 3.水流以10m/s 的速度由横截面积为4cm 2的喷口处垂直冲击墙,冲击后水流无初速地沿墙壁流下,则墙受到水流的冲击力为_______N ,水的密度为1×103kg/m 3. 4.一质量为100g 的小球从0.8m 高处自由下落到一厚软垫上,若小球从接触软垫到陷至最低点经历了0.2s ,求这段时间内小球受到软垫给它的弹力.⊕能力提升 1、如图所示,在粗糙水平面上放一三角本块a ,若物体b 在a 的斜面上静止,加速,匀速或减速下滑时.在四种情况下a 对平面的压力比a 、b 两重力之和大还是小?2、如图所示,等臂天平左端有一容器,内盛有水,水中有一密度小于水密度的木球.有一细绳一端系球,一端固定于烧杯底部,整个系统处于平衡状态,假设细绳突然断裂,小球相对于水向上加速运动,天平将如何?3 3、如图所示,在光滑水平面上,有A 、B 两辆小车.水平面左侧有一竖直墙.在小车B 上坐着一个小孩.小孩与车B 的总质量是车A 的10倍,两车从静止开始,小孩把车A 以对地速度v 推出,车A 与墙碰撞后仍以原速率返回,小孩接到车A 后,又把它以对地速度v 推出,车A 返回后,小孩再把它推出,每次推出,小车A 对地速度都是v ,方向向左,则小孩共把车A 推出多少次后,车A 返回小孩不能再接到?4、宇宙飞船进入一个宇宙尘埃区,每前进lm ,就有10个平均质量为2×10-7的微尘粒与飞船相撞,并附在飞船上。

高中物理动量定理题20套(带答案)含解析

高中物理动量定理题20套(带答案)含解析

高中物理动量定理题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;(3)小明同学认为细绳的长度越长,小球抛的越远;小刚同学则认为细绳的长度越短,小球抛的越远。

请通过计算,说明你的观点。

【答案】(1)F =2mg ;(2)()22F I mgt m gL =+;(3)当2HL =时小球抛的最远 【解析】 【分析】 【详解】(1)小球从释放到最低点的过程中,由动能定理得201sin 302mgL mv ︒=小球在最低点时,由牛顿第二定律和向心力公式得20mv F mg L-= 解得:F =2mg(2)小球从释放到最低点的过程中,重力的冲量I G =mgt动量变化量0p mv ∆=由三角形定则得,绳对小球的冲量()22F I mgt m gL =+(3)平抛的水平位移0x v t =,竖直位移212H L gt -=解得2()x L H L =-当2HL =时小球抛的最远2.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。

动量定理练习题含答案及解析

动量定理练习题含答案及解析

动量定理练习题含答案及解析一、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 =+222111222A 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:2211222B 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.2.半径均为52m R =的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定,两圆弧轨道的最低端切线水平,两圆心在同一竖直线上且相距R ,让质量为1kg 的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放,小球在圆弧轨道1上滚动过程中,合力对小球的冲量大小为5N s ⋅,重力加速度g 取210m /s ,求:(1)小球运动到圆弧轨道1最低端时,对轨道的压力大小;(2)小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。

(完整版)动量定理精选习题+答案

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动量定理精选习题一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)1.如图所示,质量相等的五个物块在光滑水平面上,间隔一定距离排成一条直线.具有初动能E0的物块1向其它4个静止的物块运动,依次发生碰撞,每次碰撞后不再分开.最后5个物块粘成一个整体.这个整体的动能等于()A. E0B. 45E0 C. 15E0 D. 125E02.如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆弧轨道的水平直径,现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为0.8ℎ,不计空气阻力.下列说法正确的是()A. 在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒B. 小球离开小车后做竖直上抛运动C. 小球离开小车后做斜上抛运动D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.6ℎ3.如图所示,半径为R、质量为M的14光滑圆槽置于光滑的水平地面上,一个质量为m的小木块从槽的顶端由静止滑下.则木块从槽口滑出时的速度大小为()A. √2gRB. √2gRMM+mC. √2gRmM+mD. √2gR(M−m)M4.如图所示,甲、乙两人各站在静止小车的左右两端,当他俩同时相向行走时,发现小车向右运动.下列说法不正确的是(车与地面之间无摩擦)()A. 乙的速度必定大于甲的速度B. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量C. 乙的动量必定大于甲的动量D. 甲、乙动量总和必定不为零5.质量为m的物体,沿半径为R的轨道以速率v做匀速圆周运动,如图所示,取v B方向为正方向,求物体由A至B过程所受的合外力在半周期内的冲量()A. 2mvB. −2mvC. mvD. −mv6.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,m A=1kg,m B=2kg,v A=6m/s,v B=2m/s.当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是()A. v A′=5m/s,v B′=2m/sB. v A′=2m/s,v B′=4m/sC. v A′=−4m/s,v B′=7m/sD. v A′=7m/s,v B′=1.5m/s7.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,甲同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,另外一位同学用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L.已知甲同学的质量为m,则渔船的质量为( )A. m(L+d)d B. m(L−d)dC. mLdD. m(L+d)L二、多选题(本大题共3小题,共12.0分)8.如图所示,在质量为M(含支架)的小车中用轻绳悬挂一小球,小球的质量为m0,小车和小球以恒定速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞的时间极短.在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的?()A. 在此过程中小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3B. 在此碰撞过程中,小球的速度不变,小车和木块的速度分别为v1和v2,满足(M+m0)v=Mv1+mv2C. 在此碰撞过程中,小球的速度不变,小车和木块的速度都变成u,满足Mv=(M+m)uD. 碰撞后小球摆到最高点时速度变为为v1,木块的速度变为v2,满足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv29.一静止的铝原子原子核 1327Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发状态的硅原子核 1428Si,下列说法正确的是()A. 核反应方程为p+ 1327Al→ 1428SiB. 核反应方程过程中系统动量守恒C. 核反应过程中系统能量不守恒D. 核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E. 硅原子核速度的数量级105m/s,方向与质子初速度方向一致10.如图所示,质量M=3kg的滑块套在水平固定着的轨道上并可在轨道上无摩擦滑动.质量m=2kg的小球(视为质点)通过长L=0.75m的轻杆与滑块上的光特轴O连接,开始时滑块静止、轻杆处于水平状态.现给小球一个v0=3m/s的竖直向下的初速度,取g=10m/s2则()A. 小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.3mB. 小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块对在水平轨道上向右移动了0.5mC. 小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.27mD. 小球m从初始位置到第一次到达最大高度的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.54m三、计算题(本大题共10小题,共100.0分)11.如图所示,质量为5kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为5kg,停在B的左端.质量为1kg的小球用长为0.45m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后反弹,反弹所能达到的最大高度为0.2m,物块与小球可视为质点,不计空气阻力.已知A、B间的动摩擦因数为0.1,为使A、B达到共同速度前A不滑离木板,重力加速度g=10m/s2,求:(1)碰撞后瞬间物块A的速度大小为多少;(2)木板B至少多长;(3)从小球释放到A、B达到共同速度的过程中,小球及A、B组成的系统损失的机械能.12.如图所示,宽为L=0.1m的MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接,M、P端连接定值电阻R,质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上,在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场,B=1T.现有质量m=1kg的ab金属杆,电阻为R o,R o=R=1Ω,它以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后,进入磁场并最终未滑出,cd 绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点,不计其它电阻和摩擦,ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好,取g=10m/s2,求:(1)碰后瞬间cd绝缘杆的速度大小v2与ab金属杆速度大小v1;(2)碰后ab金属杆进入磁场瞬间受到的安培力大小F ab;(3)ab金属杆进入磁场运动全过程中,电路产生的焦耳热Q.13.如图所示,在光滑的水平面上有一带半圆形光滑弧面的小车,质量为M,圆弧半径为R,从距车上表面高为H处静止释放一质量为m的小球,它刚好沿圆弧切线从A点落入小车,求(1)小球到达车底B点时小车的速度和此过程中小车的位移;(2)小球到达小车右边缘C点处,小球的速度.14.如图所示,质量为3m的木块静止放置在光滑水平面上,质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平v0,试求:向右射入木块,穿出木块时速度变为25①子弹穿出木块后,木块的速度大小;②子弹穿透木块的过程中产生的热量.15.在光滑水平面上静止有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,滑块CD上表面是光圆弧,他们紧靠在一起,如图所示.一个可视为质点的物块P,质量也为m,它从木板AB的右端滑的14以初速度v0滑上木板,过B点时速度为v0,然后又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高2点C处.若物体P与木板AB间的动摩擦因数为μ,求:(1)物块滑到B处时木板AB的速度v1的大小;(2)木板AB的长度L;(3)滑块CD最终速度v2的大小.16.质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m 的小球(大小不计).今将小球拉至悬线与竖直位置成60∘角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g.求:(1)小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大?(3)平板车P的长度为多少?(4)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少?17.如图所示,水平地面上竖直固定一个光滑的、半径R=0.45m的1圆弧轨道,A、B分别是圆弧的端点,4圆弧B点右侧是光滑的水平地面,地面上放着一块足够长的木板,木板的上表面与圆弧轨道的最低点B 等高,可视为质点的小滑块P1和P2的质量均为m=0.20kg,木板的质量M=4m,P1和P2与木板上表面的动摩擦因数分别为μ1=0.20和μ2=0.50,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力;开始时木板的左端紧靠着B,P2静止在木板的左端,P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿圆弧轨道自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在木板的左端,取g=10m/s2.求:(1)P1通过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力;(2)P2在木板上滑动时,木板的加速度为多大?(3)已知木板长L=2m,请通过计算说明P2会从木板上掉下吗?如能掉下,求时间?如不能,求共速?18.如图所示,质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计).今将小球拉至悬线与竖直位置成60∘角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g.求:(1)小物块Q离开平板车时速度为多大?(2)平板车P的长度为多少?(3)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少?19.如甲图所示,光滑导体轨道PMN和是两个完全一样轨道,是由半径为r的四分之一圆弧轨道和水平轨道组成,圆弧轨道与水平轨道在M和点相切,两轨道并列平行放置,MN和位于同一水平面上,两轨道之间的距离为L,之间有一个阻值为R的电阻,开关K是一个感应开关(开始时开关是断开的),是一个矩形区域内有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,水平轨道MN离水平地面的高度为h,其截面图如乙所示。

高中物理动量定理题20套(带答案)

高中物理动量定理题20套(带答案)

高中物理动量定理题20套(带答案)一、高考物理精讲专题动量定理1.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 222101122kmgL mv mv -=- 221(2)0(2)2k 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,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。

(完整版)动量定理精选习题+答案

(完整版)动量定理精选习题+答案
小球由静止摆到最低点的过程中绳子的拉力不做功只有重力做功机械能守恒即可由机械能守恒定律求出小球与q碰撞前瞬间的速度?到达最低点时与q的碰撞时间极短且无能量损失满足动量守恒的条件且能量守恒由两大守恒定律结合可求出碰撞后小球与q在平板车p上滑动的过程中系统的合外力为零总动量守恒即可由动量守恒定律求出小物块q离开平板车时速度
三、计算题(本大题共 10 小题,共 100.0 分)
M 在水平轨道上向右移动了 0.54 m
11. 如图所示,质量为 5kg 的木板 B 静止于光滑水平面上,物块 A 质量为 5kg,停在 B 的左端 .质量为 1kg
的小球用长为 0.45??的轻绳悬挂在固定点 O 上,将轻绳拉直至水平位置后, 由静止释放小球, 小球在最
m 的静
止木块发生碰撞,碰撞的时间极短 .在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可
能发生的? ( )
A. 在此过程中小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为
??1、 ??2 、 ?3?,满足 (?? + ??0 )??= ???1? +
???2? + ??0 ??3
B. 在此碰撞过程中, 小球的速度不变, 小车和木块的速度分别为 ?1?和 ?2?,满足 (?? + ??0)??= ???1?+ ???2?
4
B. 5 ??0
1
C. 5 ??0
1
D. 25 ??0
2. 如图所示,小车静止在光滑水平面上, AB 是小车内半圆弧轨道的水平直径,现 将一小球从距 A 点正上方 h 高处由静止释放,小球由 A 点沿切线方向经半圆轨 道后从 B 点冲出,在空中能上升的最大高度为 0.8? ,不计空气阻力 .下列说法正 确的是 ( )
1

(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

(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:v2=2a1x1;B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:=4m/s;R=0.8m;解得vB(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=0.4s2.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mC(2)t=8s 时弹簧具有的弹性势能 Ep1(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】【详解】(1)由题图乙知, C 与 A 碰前速度为 v 1=9m/s ,碰后速度大小为 v 2=3m/s ,C 与 A 碰撞过 程动量守恒m C v 1 =(m A +m C )v 2解得 C 的质量m C =2kg . (2)t =8s 时弹簧具有的弹性势能1E p1 = (m A +m C )v 22=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 )v 3-(m A +m C )(-v 2 )=36N·s3.一质量为 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3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4中斜面对小球的冲量的大小.【答案】 【解析】【详解】 7mv 02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3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4向,则斜面对小球的冲量为 I =m (v) -m · (-v)43 27解得I=mv 0.24.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 )。

动量定理的典型例题

动量定理的典型例题

动量定理的典型例题【例1】A、B、C三个质量相等的小球以相同的初速度v0分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出.若空气阻力不计,设落地时A、B、C三球的速度分别为v1、v2、v3,则 []A.经过时间t后,若小球均未落地,则三小球动量变化大小相等,方向相同B.A球从抛出到落地过程中动量变化的大小为mv1-mv0,方向竖直向下C.三个小球运动过程的动量变化率大小相等,方向相同D.三个小球从抛出到落地过程中A球所受的冲量最大【分析】A选项要判定三球的动量变化.若直接应用△p=p2-p1比较麻烦,因为动量是矢量,它们的方向并不是在同一直线上,不易求出矢量差.考虑到他们所受的合力均为重力,并都是相同的,由动量定理△p=F合t可知,A选项正确.B选项是判定A球从抛出到落地过程中动量变化.由△p=p2-p1,可得△p=mv1+mv0,方向竖直向下,故B选项是错误的.对C选项,由F合=△p/t知是正确的.因为竖直上抛的A球在空中持续时间最长,故A球受到的冲量mgt也是最大,因此D选项也是正确的.【答】ACD。

【例2】动量相等的甲、乙两车,刹车后沿两条水平路面滑行.若[]A.1:1B.1:2C.2:1D.1:4【分析】两车滑行时水平方向仅受阻力f作用,在这个力作用下使物体的动量发生变化.当规定以车行方向为正方向后,由牛顿第二定律的动量表述形式:所以两车滑行时间:当p、f相同时,滑行时间t相同.【答】A。

【说明】物体的动量反映了它克服阻力能运动多久.从这个意义上,根据p、f 相同,立即可判知t相同.若把题设条件改为“路面对两车的动摩擦因数相同”,则由f=μmg,得【例3】某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯屈的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m.在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为[]A.自身所受重力的2倍B.自身所受重力的5倍C.自身所受重力的8倍D.自身所受重力的10倍【分析】下落2m双脚刚着地时的速度触地后,速度从v降为v'=0的时间可以认为等于双腿弯屈又使重心下降△h=0.5m 所需的时间.在这段时间内,可把地面对他双脚的力简化为一个恒力,因而重心下降△h=0.5m的过程可以认为是一个匀减速过程,因此所需时间在触地过程中,设地面对双脚的平均作用力为N,取向上的方向为正方向,由动量定理【答】B.【说明】把消防队员双脚触地时双腿弯曲的过程简化为匀减速运动,即从实际现象中抽象为一个物理模型,是这道题所考察的很重要的一个能力,应予以领会.此外,本题与例4一样,必须注意应用动量定理列式时要先规定正方向,并找出合外力的冲量.【例4】质量为70kg的撑竿跳运动员,从5.60m高处落到海绵垫上,经时间1s 停下.(1)求海绵垫对运动员的平均作用力;(2)若身体与海绵垫的接触面积为0.20m2,求身体所受平均压强;(3)如不用海绵垫,落在普通沙坑中运动员以0.05m2的接触面积着地并历时0.1s 后停下,求沙坑对运动员的平均作用力和运动员所受庄强.(取g=10m/s2)【分析】以运动员为研究对象.从高h=5.6m处落至海绵或沙坑时后为始末两状态,则运动的初动量p1=mv,其方向竖直向下;末动量p2=mv'=0.在这始末两状态的过程中(即着地过程中),运动员除了受到向下的重力外,还受到竖直向上的支持力,在这两个力的合力冲量作用下,使运动员的动量发生了变化.【解】设始末两状态经历时间为△t,当规定竖直向上为正方向时,则合外力的冲量为(N—mg)△t。

高中物理动量定理的五种应用及例题详解

高中物理动量定理的五种应用及例题详解

高中物理动量定理的五种应用及例题详解动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,它的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系;它不仅适用于恒力情形,而且也适用于变力情形,尤其在解决作用时间短、作用力大小随时间变化的打击、碰撞等问题时,动量定理要比牛顿定律方便得多。

一、用动量定理解释生活中的现象【例1】竖立放置的粉笔压在纸条的一端.要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。

【解析】纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向。

不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变。

在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有:μmgt=mv。

如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。

如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。

二、用动量定理解曲线运动问题【例2】以速度v0水平抛出一个质量为1kg的物体,若在抛出后5s未落地且未与其它物体相碰,求它在5s内的动量的变化.(g=10m/s2)。

【解析】此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐.由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量.则Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m/s。

注:①运用Δp=mv-mv0求Δp时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp.②用I=F·t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。

【物理】物理动量定理练习题20篇

【物理】物理动量定理练习题20篇

【物理】物理动量定理练习题2 0 篇一、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t₁到达沙坑表面,又经过时间t₂停在沙坑里.求:(1)沙对小球的平均阻力F;(2)小球在沙坑里下落过程所受的总冲量1.【答案】(1) (2)mgt₁【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.(1)在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为ti+tz, 而阻力作用时间仅为t2,以竖直向下为正方向,有:mg(ti+t2)-Ft₂=0,解得:(2)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.2. 如图所示,光滑水平面上有一轻质弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,滑块A 以vo=12m/s 的水平速度撞上静止的滑块B 并粘在一起向左运动,与弹簧作用后原速率弹回,已知A、B 的质量分别为m₁=0.5 kg、m₂=1.5kg。

求:①A 与B 撞击结束时的速度大小v;②在整个过程中,弹簧对A 、B 系统的冲量大小1。

【答案】①3m/s; ②12N·s【解析】【详解】①A 、B 碰撞过程系统动量守恒,以向左为正方向由动量守恒定律得m₁Vo=(m₁+m₂)v 代入数据解得v=3m/s②以向左为正方向, A 、B 与弹簧作用过程由动量定理得l=(m₁+m₂) (-v)-(m₁+m₂)v代入数据解得l=-12N ·s负号表示冲量方向向右。

3. 汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一.设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值B 时,安全气囊爆开.某次试验中,质量m=1600 kg 的试验车以速度v₁= 36 km/h 正面撞击固定试验台,经时间t₁= 0.10 s 碰撞结束,车速减为零,此次碰撞安全气囊恰好爆开.忽略撞击过程中地面阻力的影响.(1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I 的大小及F 的大小;(2)若试验车以速度v 撞击正前方另一质量m=1600 kg、速度v₂=18 km/h 同向行驶的汽车,经时间t₂=0. 16s 两车以相同的速度一起滑行.试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开.【答案】(1)1。

物理动量定理题20套(带答案)

物理动量定理题20套(带答案)

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.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 222101122kmgL mv mv -=- 221(2)0(2)2k 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,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 =+222111222A 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:2211222B Cmv mv mg R '=+ 在最高点C 对小球B 受力分析,由牛顿第二定律有: 2CN 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.3.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′=mv2-(-mv1)其中t′=t-t1-t2=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;4.如图所示,质量的小车A静止在光滑水平地面上,其上表面光滑,左端有一固定挡板。

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动量定理典型例题
典型例题1——由动量定理判断物体的冲量变化
甲、乙两个质量相同的物体,以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动,乙物体先停下来,甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是( ).
A 、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量
B 、两个物体受到的冲量大小相等
C 、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量
D 、无法判断
分析与解:本题中甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量,而在这个过程中甲、乙两物体所受合外力均为摩察力,那么由动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于动量的增量,由题中可知,甲、乙两物体初、末状态的动量都相同,所以所受的冲量均相同.
答案:B .
典型例题2——由动量大小判断外力大小
质量为0.1kg 的小球,以10m /s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m /s 的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s ,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为( ).
A .30N
B .-30N
C .170N
D .-170N
分析与解:在撞击过程中小球的动量发生了变化,而这个变化等于小球所受合外力的冲量,这个合外力的大小就等于钢板对钢球作用力的大小.(此时可忽略小球的重力) N
170)
10(1.0)7(1.001.01
2-=---⨯=⋅-=⋅∆=F F mv mv t F p
I
答案:D .
典型例题3——由速度变化判断冲量
质量为m 的钢球自高处落下,以速率1v 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为2v ,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ).
A .向下,)(21v v m -
B .向下,)(21v v m +
C .向上,)(21v v m -
D .向上,)(21v v m +
分析与解:在小球碰撞到弹起的过程中,小球速度变化的方向是向上的,所以小球受到地面冲量的方向一定是向上的,在忽略小球重力的情况下,地面对小球冲量的大小等于小球动量的变化.
以竖直向上为正方向.
)
()
(1212v v m I v m mv I +=--=
答案:D .
典型例题4——小球下落到软垫时受到的平均作用力
一质量为100g 的小球从0.8m 高处自由下落到一个软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s ,则这段时间内软垫对小球的冲量为(g 取2
/10s m ,不计空气阻力) 解析:根据动量定理,设向上为正. )()(0mv t mg F --=- ①
gh v 20= ②
由①、②得到6.0=⋅t F N ·s
题目本身并没有什么难度,但一部分学生在学习中练习此类问题时却屡做屡错.原因是:
(1)对基本概念和基本规律没有引起重视;
(2)对动量定理等号左边I 的意义不理解;
(3)对此类问题中重力的取舍不清楚.
题目中所给的0.2s 并没有直接用上,但题目中的0.2s 告诉我们作用时间t 较长,重力作用不能忽略,我们可以进一步剖析此题.
由题目中所给的0.2s 时间,可以求出软垫对小球的冲力为:
32
.06.0==F N ,而重力为1=mg N .相差不了多少.重力不能忽略. 而假设作用的时间为0.002s 时,则:
300='F N ,与重力mg 相比,mg F >>',重力可以忽略.
点拔:在处理此类问题时,若作用时间极短,大约小于0.01s ,计算中可以忽略重力影响,若时间较长,则重力的影响是不能忽略的.
典型例题5——应用动量定理忽略中间过程
质量为m 的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为μ,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经1t 秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t . 解析:
解法一、见图.物体的运动可分为两个阶段,第一阶段受两个力F 、f 的作用,时间1t ,物体由A 运动到B 速度达到1v ;第二阶段物体只受f 的作用,时间为2t ,由B 运动到C ,
速度由1v 变为0.
设向右为正,据动量定理:
第一阶段:1011)(mv mv mv t f F =-=-①
第二阶段:1110mv mv t f -=-=⋅-②
两式相加:0)(211=+-⋅t t f t F
mg f μ= ,代入上式,可求出:
mg
t mg F t μμ12)(-= ∴mg Ft t t t μ121=
+=总 解法二:如果用P t F t F t F I n n ∆=∆∆+∆= 2211,把两个阶段当成一个过程来看: 作用1t 时间,mg μ则作用了总t 时间,动量变化0=∆P
01=-⋅总mgt t F μ
mg
t F t μ1⋅=总 点拨:物体动量的变化等于各个力在各段时间上积累总的效果,即: P t F t F t F n n ∆=∆∆+∆ 2211。

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