最新高考物理动量定理试题类型及其解题技巧.docx

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1、最新高考物理动量定理试题类型及其解题技巧一、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:⑴沙对小球的平均阻力F;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I.mg(t1t2)【答案】(1)(2)mgt1t2【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.⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t1+t2,而阻力作用时间仅为t2,以竖直向下为正方向,有:mg(t+t)-Ft=0,解得:方向竖直向上122⑵仍

2、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.如图甲所示,平面直角坐标系中,0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中存在交变匀强磁场,规定磁场垂直于纸面向里的方向为正方向,其变化规律如图乙所示,其中B00和T均未知。比荷为c的带正电的粒子在点(0,l)以初速度v0沿+x方向射入磁场,不计粒子重力。(1)若在t=0时刻,粒子射入;

3、在tl的区域施加一个沿-x方向的匀强电场,在T0时刻lcv0t4入射的粒子,最终从入射点沿-x方向离开磁场,求电场强度的大小。【答案】(1)B0v0;(2)T0l4v02.;(3)En0,1,2Lclv02n1cl【解析】【详解】设粒子的质量为m,电荷量为q,则由题意得cqm(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动

4、,设运动半径为R,根据几何关系和牛顿第二定律得:Rlqv0B0mv02Rv0解得B0cl(2)设粒子运动的半径为R1,由牛顿第二定律得解得R12qv0B0mv0R1l2临界情况为:粒子从t0时刻射入,并且轨迹恰好过0,2l点,粒子才能从y轴射出,如图所示设粒子做圆周运动的周期为T,则T2mlqB0v0由几何关系可知,在tT0内,粒子轨迹转过的圆心角为2对应粒子的运动时间为t11TT22分析可知,只要满足t1≥T0,就可以使粒子离开磁场时的位置都不在y轴上。2联立解得T0lT,即T0;v0(3)由题意可知,粒子的运动

5、轨迹如图所示设粒子的运动周期为T,则T在磁场中,设粒子运动的时间为t2,则2mlqB0v0t21T14T4由题意可知,还有T0T0t2解得T0lT,即T0v044设电场强度的大小为E,在电场中,设往复一次所用的时间为t3,则根据动量定理可得Eqt32mv0其中t3n1T0n0,1,2L24v2解得E0n0,1,2L2n1cl3.滑冰是青少年喜爱的一项体育运动。如图,两个穿滑冰鞋的男孩和女孩一起在滑冰场沿直线水平向右滑行,某时刻他们速度均为v0=2m/s,后面的男孩伸手向前推女孩一下,作用时间极短,推完后男孩恰好停下

6、,女孩继续沿原方向向前滑行。已知男孩、女孩质量均为m=50kg,假设男孩在推女孩过程中消耗的体内能量全部转化为他们的机械能,求男孩推女孩过程中:(1)女孩受到的冲量大小;(2)男孩消耗了多少体内能量?【答案】(1)100N?s(2)200J【解析】【详解】(1)男孩和女孩之间的作用力大小相等,作用时间相等,故女孩受到的冲量等于男孩受到的冲量,对男孩,由动量定理得:I=△P=0-mv0=-50×2=-100N?s,所以女孩受到的冲量大小为100N?s;(2)对女孩,由动量定理得100=mv1-mv0,故作用后女孩的速度v

7、1100502m/s4m/s50根据能量守恒知,男孩消耗的能量为E1mv1221mv0215016504200J;2224.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

8、求出平均力F和F的12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v01、v满足什么条件时,F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

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