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时间:2020-12-20
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1、高考物理动量定理题20套(带答案)一、高考物理精讲专题动量定理1.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10m,C是半径=20m圆弧的最低点,质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速R度a=4.5m/s2,到达B点时速度vB=30m/s.取重力加速度g=10m/s2.(1)求长直助滑道AB的长度;L(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小;(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小.【答
2、案】(1)100m(2)1800Ns(3)3900N【解析】(1)已知AB段的初末速度,则利用运动学公式可以求解斜面的长度,即v2v022aL可解得:Lv2v02100m2a(2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以ImvB01800Ns(3)小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得:NmgmvC2R从B运动到C由动能定理可知:mgh1mv21mv2CB22解得;N3900N故本题答案是:(1)L100m(2)I1800Ns(3)N3900N点睛:本题考查了动能定理和圆周运动,会利用动能定理求解最低点的速度,并利用牛顿第二定律求解最低点受
3、到的支持力大小.2.如图所示,静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时停。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞吋间很短,忽咯空气阻力,求:(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;(2)人给第一辆车水平冲量的大小。【答案】(1)-3kmgL;(2)m10kgL。【解析】【分析】【详解】(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W,则W=-kmgL-2kmgL=-3kmgL即整个过
4、程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL。(2)设第一辆车的初速度为v0,第一次碰前速度为v1,碰后共同速度为v2,则由动量守恒得mv1=2mv2kmgL1mv121mv0222k(2m)gL01(2m)v222由以上各式得v010kgL所以人给第一辆车水平冲量的大小Imv0m10kgL3.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B0和T0均未知。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
5、子射入;在tl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
6、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v02qv0B0mR1解得R1l2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T0T,即T0l;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,
7、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t3n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl4.一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示,物块以为7m/s,碰后以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度6m/s的速度反向运动直至静止.g取10m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;(2)若碰
8、撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F.【答案】(1)0.
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