高考物理动量定理技巧和方法完整版及练习题及解析.docx

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1、高考物理动量定理技巧和方法完整版及练习题及解析一、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l1m，左侧斜面的倾角37，右侧斜面的中间用阻值为R2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B10.5T，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B20.5T。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m0.2kg，ab棒的电阻为r12，cd棒的电阻为r24。已知t=0时刻起，cd棒在沿斜面向下的拉力

2、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37。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)3s内电阻R上产生的焦耳热为2.88J，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)1.6Ngs；(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：FTsinθBIlTcosθmg

3、解得：FmgtanθBIl1.50.5I由图乙可知：F1.50.2t则有：I0.4tcd棒上的电流为：Icd0.8t则cd棒运动的速度随时间变化的关系：v8t即cd棒在导轨上做匀加速度直线运动。(2)ab棒上的电流为：I0.4t则在2s内，平均电流为0.4A，通过的电荷量为0.8C1.6C，通过cd棒的电荷量为由动量定理得：IFmgsinθtBlItmv0解得：IF1.6Ngs(3)3s内电阻R上产生的的热量为Q2.88J，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28.8J，即3s内克服安培力做功为28.8J而重力做功为：WGmgsi

4、n43.2J对导体棒cd，由动能定理得：WFW克安WG1mv202由运动学公式可知导体棒的速度为24m/s解得：WF43.2J2．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动摩擦因数分别为,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=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

5、;(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：vB211=2ax；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vB=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=0.4s3．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v0=6.0m/s的初速度沿斜面上滑。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求

6、：（1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；（2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值；（3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。【答案】（1）6.0m/s2（2）18J（3）20N·s，方向竖直向下。【解析】【详解】（1）设物体运动的加速度为a，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为：F=mgsinθ根据牛顿第二定律有：F=ma；解得：a=6.0m/s2（2）物体沿斜面上滑到最高点时，克服重力做功达到最大值，设最大值为vm；对于物体沿斜面上滑过程，根据动能定理有：W01mvm22解得W=18J；（3）物体沿斜面上滑和下滑的总时间为：2v

7、026t2sa6重力的冲量：IGmgt20Ns方向竖直向下。4．用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别进行研究。如图所示，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为t，求木板对小球的平均作用力的大小和方向。【答案】F2mvcos，方向沿y轴正方向t【解析】【详解】小球在x方向的动量变化为pxmvsinmvsin0小球在y方向的动量变化为pymvcos(mvcos)2mvcos根据动量定理Ftpy2mv