高考物理高考物理动量定理技巧和方法完整版及练习题.docx

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1、高考物理高考物理动量定理技巧和方法完整版及练习题一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端，有一质量m=1.0kg、可视为质点的物体，以v0=6.0m/s的初速度沿斜面上滑。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；（2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值；（3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。【答案】（1）6.0m/s2（2

2、）18J（3）20N·s，方向竖直向下。【解析】【详解】（1）设物体运动的加速度为a，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为：F=mgsinθ根据牛顿第二定律有：F=ma；解得：a=6.0m/s2（2）物体沿斜面上滑到最高点时，克服重力做功达到最大值，设最大值为沿斜面上滑过程，根据动能定理有：vm；对于物体W01mvm22解得W=18J；（3）物体沿斜面上滑和下滑的总时间为：2v026t2sa6重力的冲量：IGmgt20Ns方向竖直向下。2．一个质量为60千克的蹦床运动员从距离水平蹦床网面上3.2米

3、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，方向竖直向上。3．一

4、质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固3定斜面上，并立即沿反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的.求在碰撞过程4中斜面对小球的冲量的大小．【答案】7mv02【解析】【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v，由题意知v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为v0，由此得v＝2v0.碰撞过程中，小球速度由v变为反向的3v，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，设反弹速度的方向为正方4向，则斜面对小球的冲量为I＝m(3v)－m·(－

5、v)4解得I＝7mv0.24．在距地面20m高处，某人以20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体，不计空气阻力（g取10m/s2）。求（1）物体从抛出到落到地面过程重力的冲量；（2）落地时物体的动量。【答案】（1）20N?s，方向竖直向下（2）202kgm/s，与水平方向的夹角为45°【解析】【详解】（1）物体做平抛运动，则有：h1gt22解得：t=2s则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量I=mgt=1×10×2=20N?s方向竖直向下。（2）在竖直方向，根据动量定理得I=py-0。可得，物体落地时竖

6、直方向的分动量py=20kg?m/s物体落地时水平方向的分动量px=mv0=1×20=20kg?m/s故落地时物体的动量ppx2p2y202kgm/s设落地时动量与水平方向的夹角为θ，则pytan1pxθ=45°5．甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统，已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证，有望在2015年全面应用于我国航天器．离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势．离子推进器的工作

7、原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子．氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出．在加速氙离子的过程中飞船获得推力．已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q．（1）将该离子推进器固定在地面上进行试验．求氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小；（2）配有该离子推进器的飞船的总质量为M，现需要对飞船运行方向作一次微调，即通过推进器短暂工作让飞船在与原速

8、度垂直方向上获得一很小的速度Δv，此过程中可认为氙离子仍以第（1）中所求的速度通过栅电极B．推进器工作时飞船的总质量可视为不变．求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N．（3）可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况．通过计算说明采取哪些措施可以增大S，并对增大S的实际意义说出你的看法．【答案】（1）（2）（3）增大S可以通过减小q、U或增大m的方法．提高该比值意味