高考物理动量定理练习题及解析.docx

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1、高考物理动量定理练习题及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里．求：⑴沙对小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I．【答案】(1)mg(t1t2t2)(2)mgt1【解析】试题分析：设刚开始下落的位置为A，刚好接触沙的位置为B，在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为t1+t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有：mg(t+t)-Ft=0,解得：方向竖直向上122⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在t1时间内只有重力的冲量，在t2时间内只

2、有总冲量（已包括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有：mgt1-I=0,∴I=mgt1方向竖直向上考点：冲量定理点评：本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法．2．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

3、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应用动量定理可得：IMvB0可解得：I3Ns方向水平向右3．如图所示，质量M=1.0kg的木板静止在光滑水平面上，质量m=0.495kg的物块（可视为质点）放在的木板左端，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4。质量m0=0.005kg的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（子弹与物块作用时间极短），木板足够长，g取10m/s2。求：（1）物块的最大速度v1；（2

4、）木板的最大速度v2；（3）物块在木板上滑动的时间t.【答案】（1）3m/s；（2）1m/s；（3）0.5s。【解析】【详解】（1）子弹射入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，取向右为正方向，根据子弹和物块组成的系统动量守恒得：m0v0=（m+m0）v1解得：v1=3m/s（2）当子弹、物块和木板三者速度相同时，木板的速度最大，根据三者组成的系统动量守恒得：（m+m0）v1=（M+m+m0）v2。解得：v2=1m/s（3）对木板，根据动量定理得：μ（m+m0）gt=Mv2-0解得：t=0.5s4．在距地面20m高处，某人以力（g取10m/s2）。求20m/s的速度水平抛出一质

5、量为1kg的物体，不计空气阻（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pyta

6、n1pxθ=45°5．如图，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端分别与木块B、C相连，弹簧处于原长状态．现方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起，碰撞时间极短、大小为A以初速t．v0沿B、C的连线(1)A、B碰撞过程中，求A对B的平均作用力大小(2)在以后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能F．Ep．【答案】(1)Fmv0(2)EP1mv022t12【解析】【详解】(1)设A、B碰撞后瞬间的速度为v1，碰撞过程AB系统动量守恒，取向右为正方向，由动、量守恒定律有：mv02mv1解得v11v02设AB碰撞时的平均作用力大小为F，对

7、B有Ftmv10、mv0解得F2t(2)当A、B、C具有共同速度v时，弹簧具有最大弹性势能，设弹簧的最大弹性势能为Ep，碰后至A、B、C速度相同的过程中，系统动量守恒，有mv03mv根据碰后系统的机械能守恒得12mv1213mv2Ep22解得：Ep1mv02126．如图，有一个光滑轨道，其水平部分MN段和圆形部分NPQ平滑连接，圆形轨道的半径R=0.5m；质量为m1=5kg的A球以v0=6m/s的速度沿轨道向右运动，与静