2020年新高考名校物理模拟试题50热点15 动量定理的应用（解析word版）.docx

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1、热点15动量定理的应用高考真题1.（2019全国理综II卷25）一质量为m=2000kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方100m处有一警示牌。立即刹车。刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间变化可简化为图（a）中的图线。图（a）中，0~t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），t1=0.8s；t1~t2时间段为刹车系统的启动时间，t2=1.3s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从t2时刻开始，汽车第1s内的位移为24m，第4s内的

2、位移为1m。（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线；（2）求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；（3）求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1~t2时间内汽车克服阻力做的功；司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少（以t1~t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度）？【名师解析】：（1）v-t图像如图所示。（2）设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v1，则t1时刻的速度也为v1，t2时刻的速度也为v2，在t2时刻后汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，取Δt=1s，设汽车

3、在t2+n-1Δt内的位移为sn，n=1,2,3,…。若汽车在t2+3Δt~t2+4Δt时间内未停止，设它在t2+3Δt时刻的速度为v3，在t2+4Δt时刻的速度为v4，由运动学有①②③联立①②③式，代入已知数据解得④这说明在t2+4Δt时刻前，汽车已经停止。因此，①式不成立。由于在t2+3Δt~t2+4Δt内汽车停止，由运动学公式⑤⑥联立②⑤⑥，代入已知数据解得，v2=28m/s⑦或者，v2=29.76m/s（3）设汽车的刹车系统稳定工作时，汽车所受阻力的大小为f1，由牛顿定律有f1=ma在t1~t2时间内，阻力对汽车冲量的大小为由动量定理

4、有由动量定理，在t1~t2时间内，汽车克服阻力做的功为联立⑦⑨⑩式，代入已知数据解得v1=30m/s从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离s约为联立⑦，代入已知数据解得s=87.5m2．（2018全国III）(12分)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα＝.一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用．已知小球在C点所受合力的方向指向

5、圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g.求：(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；(2)小球到达A点时动量的大小；(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间．【名师解析】(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F，由力的合成法则有F0＝mgtanα＝mgF＝＝mg设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得F＝m解得v＝.(2)设小球到达A点时速度大小为v1，作CD⊥PA，交PA于D点，如图所示，由几何关系得DA＝RsinαCD＝R(1＋cosα)小球由A到C的过程中，由动能定理有－mg·CD－

6、F0·DA＝mv2－mv解得v1＝所以小球在A点的动量大小为p＝mv1＝.(3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度vy＝vsinα、加速度为g的匀加速直线运动，CD＝vyt＋gt2解得t＝.答案：(1)mg　　(2)　(3)最新模拟题1．（2019福建泉州5中高考适应性考试）如图，橡皮条一端固定在O'点，另一端系着中心有孔的小球，小球穿在固定的水平杆上，杆上O点在O'点正下方，橡皮条的自由长度等于OO'，将小球拉至A点后无初速释放，小球开始运动，由于球与杆之间有摩擦，球向右运动的最远处为杆上B点。在小球从A向B运动的过程中（　　）A．在O点，

7、小球的加速度为零B．在A、O之间的某点，小球的动量最大C．在O、B之间的某点，小球的动量最大D．小球和橡皮条系统的机械能逐渐减小【参考答案】BD【名师解析】小球在O点，水平方向受摩擦力，加速度向左，故A错误；小球从A开始做加速度减小的加速运动，当橡皮条的弹力的水平分力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大，此时小球应该位于AO之间，故在A、O之间的某点，小球的动量最大，故B正确，C错误；小球和橡皮条组成的系统，由于需要客服摩擦力做功，故系统的机械能逐渐减小，故D正确。2.23．(10分)如图所示，光滑的金属圆弧导轨与足够长的光滑水平直导轨平滑连接

8、，导轨间距为L，电阻不计，水平导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.导轨上放置两根长度均为L的金属棒，其中a棒放置于距水平导轨高h处的圆弧导轨上