高考物理易错题专题三物理动量定理(含解析)及解析.docx

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1、高考物理易错题专题三物理动量定理(含解析)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点离地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成30，由静止释放小球，经过时间t小球到达最低点，细绳刚好被拉断，小球水平抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g。(1)求细绳的最大承受力；(2)求从小球释放到最低点的过程中，细绳对小球的冲量大小；(3)小明同学认为细绳的长度越长，小球抛的越远；小刚同学则认为细绳的长度越短，小球抛的越远。请通过计算，说明你的观点。【答案】（1）F=2mg；（22m2gL；（3）当LH）IFmgt时小球抛

2、的最远2【解析】【分析】【详解】(1)小球从释放到最低点的过程中，由动能定理得mgLsin301mv220小球在最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得Fmgmv02L解得：F=2mg(2)小球从释放到最低点的过程中，重力的冲量IG=mgt动量变化量pmv0由三角形定则得，绳对小球的冲量IFmgt2m2gL(3)平抛的水平位移xv0t，竖直位移HL1gt22解得x2L(HL)当LH时小球抛的最远22．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=1

3、00200m/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

4、：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出小车的长度．3．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

5、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F0的大小；（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mAv0＝（mA+mB）v1，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、.6×410N·s②由冲量定义有I001③=Ft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mv+mv=(m+m)v⑤112212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⑧4．如图所示，木块A和四分之一光滑圆轨道B静置于光滑水平面上，A、B质量mAB＝m＝2.0kg。现让A以v0＝4m/s的速度水平向右运动，之后与墙壁发生弹性碰撞（碰撞过程中无机械能损失），碰撞时间为t＝0.2s。取重力加速度g＝10m/s2．求：①A与

7、墙壁碰撞过程中，墙壁对木块平均作用力的大小；②A滑上圆轨道B后，到达最大高度时与B的共同速度大小.F80N(2)v1【答案】(1)＝＝2m/s【解析】【详解】①以水平向左为正方向，A与墙壁碰撞过程，无机械能能损失，则以原速率弹回，对A，由动量定理得：Ft＝mAv0﹣mA?（﹣v0），代入数据解得：F＝80N；②A滑上圆轨道B后到达最大高度时，AB速度相等，设A、B的共同速度为v，系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒得：代入数据解得：v1＝2m/s；5．冬奥会短道速滑接力比赛中，在光滑的冰面上甲运动员静止，以10m/s运动的乙