高考物理动量定理解题技巧及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考物理动量定理解题技巧及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.1m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B，水平面上有一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞．设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（1）两小球碰前A的速度；（2）球碰撞后B,C的速度大小；（3）小球B运动到最高点C

2、时对轨道的压力；【答案】（1）2m/s（2）vA＝1m/s，vB＝3m/s（3）4N，方向竖直向上【解析】【分析】【详解】（1）选向右为正，碰前对小球A的运动由动量定理可得：–μMgt＝Mv–Mv0解得：v＝2m/s（2）对A、B两球组成系统碰撞前后动量守恒，动能守恒：MvMvAmvB1Mv21MvA21mvB2222解得：vA＝1m/svB＝3m/s（3）由于轨道光滑，B球在轨道由最低点运动到C点过程中机械能守恒：1mvB21mvC2mg2R22在最高点C对小球B受力分析，由牛顿第二定律有：mgFNmvC2R解

3、得：FN＝4N由牛顿第三定律知，FN'＝FN＝4N小球对轨道的压力的大小为3N，方向竖直向上．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F0的大小；（2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2

4、=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

5、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

6、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mC＝2kg．（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．北京将在2022年举办冬季奥运会，滑雪运动将速度与技巧完美地结

7、合在一起，一直深受广大观众的欢迎。一质量为60kg的运动员在高度为h80m，倾角为30的斜坡顶端，从静止开始沿直线滑到斜面底端。下滑过程运动员可以看作质点，收起滑雪杖，忽略摩擦阻力和空气阻力，g取10m/s2，问：（1）运动员到达斜坡底端时的速率v；（2）运动员刚到斜面底端时，重力的瞬时功率；（3）从坡顶滑到坡底的过程中，运动员受到的重力的沖量。【答案】（1）40m/s（2）1.2104W（3）4.8103Ns方向为竖直向下【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律或机械能守恒定律都可以求出到达底端的速度的大小；（2）

8、根据功率公式进行求解即可；（3）根据速度与时间关系求出时间，然后根据冲量公式进行求解即可；【详解】（1）滑雪者由斜面顶端滑到底端过程中，系统机械能守恒：mgh1mv22到达底端时的速率为：v40m/s；（2）滑雪者由滑到斜面底端时重力的瞬时功率为：PGmgvsin301.2104W；（3）滑雪者由斜面顶端滑到底端过程中，做匀加速直线运动根据牛顿第二定律mgs