高中物理试卷分类汇编物理动量定理(及答案)及解析.docx

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1、高中物理试卷分类汇编物理动量定理(及答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．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均未知。和T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；在t

2、，在x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，在tT0时刻lcv04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）T0l4v02cl；（3）En0,1,2L.v02n1cl【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，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qv0B0mv02R1l解得R12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

3、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t1T1T22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，粒子的运动轨迹如图所示设粒子的运动周期为T，则T2mlqB0v0在磁场中，设粒子运动的时间为t2，则t21T1T44由题意可知，还有t2T0T044解得T0lT，即T0v0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t3n1T0n0,1,2L24v02n0,1

4、,2L解得E2n1cl2．一个质量为60千克的蹦床运动员从距离水平蹦床网面上3.2米的高处自由下落，触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5米高处.已知运动员与网接触的时候为1.2秒。求运动员和网接触的这段时间内，网对运动员的平均作用力F（g取10m/s2）。【答案】1500N，方向竖直向上【解析】【详解】设运动员从h1处下落，刚触网的速度为v12gh18ms(方向向下)运动员反弹到达高度h2，离网时速度为v22gh210ms(方向向上)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Fmgtmv2mv1解得F=1500N，方向竖直

5、向上。3．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Ftpy2mvcos，方向沿y轴正方向解得Ft4．如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量间的摩擦力极

6、小，可以忽略不计，可视为质点的物块mA＝4kg，上表面光滑，小车与地面B置于A的上表面，B的质量mB＝2kg，现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到v＝2m/s，求：B（1）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；（2）A、B碰撞前瞬间，A的速度vA的大小。【答案】（1）1m/s；（2）1.5m/s。【解析】mAvA＝（mA+mB）v，【详解】（1）A、B碰撞后共同运动过程中，选向右的方向为正，由动量定理得：Ft＝（

7、mA+mB）vt﹣（mA+mB）v，代入数据解得：v＝1m/s；（2）碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：代入数据解得：vA＝1.5m/s；5．如图所示，质量均为2kg的物块A和物块B静置于光滑水平血上，现让A以v0=6m/s的速度向右运动，之后与墙壁碰撞，碰后以v1=4m/s的速度反向运动，接着与物块B相碰并粘在一起。g取10m/s2.求:(1)物块A与B碰后共同速度大小v;(2)物块A对B的冲量大小IB;(3)已知物块A与墙壁碰撞时间为0.2s,求墙壁对物块A平均作用力大小F.【答案】（1）2m/s（2）4N·s（3）1

8、00N【解