高考物理动量定理易错剖析.docx

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1、高考物理动量定理易错剖析一、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F

2、N的大小．【答案】（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

3、的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小．2．一质量为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）0.32（2）F=130N【解析】试题分析：（1）对A到墙壁过程，运用动能定理得：，代入数据解得：μ=0.3

4、2．（2）规定向左为正方向，对碰墙的过程运用动量定理得：F△t=mv′﹣mv，代入数据解得：F=130N．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0的大小；F（2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2=1600k

5、g、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I0=F0t1③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m1v1+m2v2=(m1+m

6、2)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⑧4．如图，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，某时刻物体A获得一大小为的水平初速度开始向右运动。已知物体A的质量为m，物体B的质量为2m，求：(1)弹簧压缩到最短时物体B的速度大小；(2)弹簧压缩到最短时的弹性势能；(3)从A开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，弹簧对A的冲量大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】(1)弹簧压缩到最短时，A和B共速，设速度大小为v，由动

7、量守恒定律有①得②(2)对A、B和弹簧组成的系统，由功能关系有③得④(3)对A由动量定理得⑤得⑥5．如图所示，质量的小车A静止在光滑水平地面上，其上表面光滑，左端有一固定挡板。可视为质点的小物块B置于A的最右端，B的质量。现对小车A施加一个水平向右的恒力F=20N，作用0.5s后撤去外力，随后固定挡板与小物块B发生碰撞。假设碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起，继续运动。求：（1）碰撞前小车A的速度；（2）碰撞过程中小车A损失的机械能。【答案】（1）1m/s（2）25/9J【解析】【详解】（1）A上表面光滑，在外力作用下，A运动，B静

8、止，对A，由动量定理得：，代入数据解得：m/s；（2）A、B碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，碰撞过程，A损失的机械能：，代入数据解得：；6．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/