高考物理高考物理动量定理解题技巧(超强)及练习题(含答案).docx

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1、高考物理高考物理动量定理解题技巧(超强)及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，一质量m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m=0.4kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m=0.05kg的子弹以水平速度v=100200m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5m/s的速度离开小车．g取10m/s2．求：（1）子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小．（2）小车的长度．【答案】（1）4.5Ns（2）5.5m【解析】①子弹进入小

2、车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：m0vo(m0m1)v1，可解得v110m/s；对子弹由动量定理有：Imv1mv0，I4.5Ns(或kgm/s)；②三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：(m0m1)v1(m0m1)v2m2v；设小车长为L，由能量守恒有：m2gL1(m0m1)v121(m0m1)v221m2v2222联立并代入数值得L＝5.5m；点睛：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车的速度，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求

3、出小车的长度．2．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

4、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）设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v，由动量守恒定律有m1v1+m2v2=(m1+m2)v⑤对试验车，由动量定理有－Ft2=m1v－m1v1⑥将已知数据代入⑤⑥式得F=2.5×410N⑦可见F＜F0，故试验车的安全气囊不会爆开⑧3．如图甲所

5、示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和mB＝3.0kg．用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触．另有一物块右运动，在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不分开，C从t＝0时以一定速度向C的v－t图象如图乙所示．求：（1）C的质量mC；（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能Ep1（3）4—12s内墙壁对物块B的冲量大小I【答案】(1)2kg(2)27J(3)36N×s【解析】【详解】（1）由题图乙知，C与A碰前速度为v1＝9m/s，碰后速度大小为v2＝3m/s，C与A碰撞过程动量守恒C1AC2mv＝(m＋m)v解得C的质量Cm＝2

6、kg．（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能12Ep1＝(mA＋mC)v2=27J2（3）取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I=(mA＋mC)v3-(mA＋mC)（-v2）=36N·s4．2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。嫦娥四号探测器在靠近月球表面时先做圆周运动进行充分调整，最终到达离月球表面很近的着陆点。为了尽可能减小着陆过程中月

7、球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离处进行多次调整减速，离月面高h处开始悬停（相对月球速度为零），对障碍物和坡度进行识别，并自主避障。然后关闭发动机，仅在月球重力作用下竖直下落，探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度为v，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图所示。已知月球的半径R，探测器质量为m0，引力常量为G。（1）求月球表面的重力加速度；（2）求月球的第一宇宙速度；（3）求月球对探测器的平均冲击力F的大小。v2vRm0v【答案】（1）g（2）v（3）Fm0g2h2ht【解析】【详解】(1)由自由落体规律可知：v22

8、gh解得月球表面的重力加