高考物理动量定理解题技巧分析及练习题(含答案)及解析.docx

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1、高考物理动量定理解题技巧分析及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，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】【

2、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Imv0m10kgL2．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

3、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＝

4、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：解得：FN＝4NmgFNmvC2R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．3．如图所示，一光滑水平轨道上静止一质量为M＝3kg的小球B．一质量为m＝1kg的小球A以速度v0＝2m/s向右运

5、动与B球发生弹性正碰，取重力加速度g＝10m/s2．求：（1）碰撞结束时A球的速度大小及方向；（2）碰撞过程A对B的冲量大小及方向．【答案】（1）－1m/s，方向水平向左（2）3N·s，方向水平向右【解析】【分析】A与B球发生弹性正碰，根据动量守恒及能量守恒求出碰撞结束时A球的速度大小及方向；碰撞过程对B应用动量定理求出碰撞过程A对B的冲量；解：（1）碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得：mv0mvAMvB1mv021mvA21MvB2222联立可解得：vB1m/s，vA1m/s负号表示方向水平向左（2）碰撞过程对B应

6、用动量定理可得：IMvB0可解得：I3Ns方向水平向右4．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m=1600kg的试验车1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2=1600kg、速度v2=18km/h同向行驶的m

7、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，由动量守恒定律有mv+mv=(m+m)v⑤112212对试验车，由

8、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⑧5．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。