物理试卷物理动量定理题分类汇编及解析.docx

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1、物理试卷物理动量定理题分类汇编及解析一、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=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

2、，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）8Ns（3）F6323x9【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E4V由欧姆定律得I2E4A8AR0.5（2）由图2可知，Bx1(Tm)由图3可知，E与时间成正比，有E=2t（V）IE4tR因=53°，可知任意t时刻回路中导体棒有效切割长度4xL3又由F安BIL所以F安

3、16t3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1632F33N8N2故I安Ft8Ns（3）因为EBLv4Bxv3所以v1.5t(m/s)可知导体棒的运动时匀加速直线运动，加速度a1.5m/s2又x1at2，联立解得2F6323x9【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，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

4、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。2m2gL；（3）当LH【答案】（1）F=2mg；（2）IFmgt时小球抛的最远2【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mgLsin301mv022小球在最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得2mv0FmgL解得：F=2mg(2)小球从释放到

5、最低点的过程中，重力的冲量IG=mgt动量变化量pmv0由三角形定则得，绳对小球的冲量IFmgt2m2gL(3)平抛的水平位移xv0t，竖直位移HL1gt22解得x2L(HL)当LH时小球抛的最远23．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v0＝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＝0.5kg、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I。【答案】①3m/s；②12N?s【解析】【详解】①A、B碰撞过程系统动

6、量守恒，以向左为正方向由动量守恒定律得m1v0=（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I=（m1+m2）（-v）-（m1+m2）v代入数据解得I=-12N?s负号表示冲量方向向右。4．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F0时，安全气囊爆开．某次试验中，质量m1=1600kg的试验车以速度v1=36km/h正面撞击固定试验台，经时间t1=0.10s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

7、受到试验台的冲量I0的大小及0的大小；F（2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2=1600kg、速度v2=18km/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）I0=1.6×104N·s，1.6×105N；（2）见解析【解析】【详解】（1）v1=36km/h=10m/s，取速度v1的方向为正方向，由动量定理有－I0=0－m1v1①将已知数据代入①式得I0=1.6×410N·s②由冲量定义有I0=F0t1③将已知数据代入③式得F0=1.6×510N④（2）设试验车和汽

8、车碰撞后获得共同速度v，由动量守恒定律有m1v1+m