高考物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析一.docx

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1、高考物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析(1)一、高考物理精讲专题动量定理1．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C从t＝0时以一定速度向右运动，在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，所示。求：C的v－t图象如图乙（1）C的质量mC；（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能Ep1，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I；（3）B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep

2、2。【答案】（1）2kg；（2）27J，36N·S；（3）9J【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mCv1＝(mA＋mC)v2解得C的质量mC＝2kg。（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能E＝(m＋m)v22=27Jp11AC2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·S（3）由题图可知，12s时B离开墙壁，此时A、C的速度大小v3＝3m/

3、s，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大(mA＋mC)v3＝(mA＋mB＋mC)v41(mA＋mC)v32＝1(mA＋mB＋mC)v42＋Ep222解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2＝9J。2．如图1所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向没有变化，与横坐标x的关系如图2所示，图线是双曲线（坐标是渐近线）；顶角=53°的光滑金属长导轨MON固定在水平面内，ON与

4、x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON始终保持与导轨良好接触，已知t=0时，导体棒位于顶角向右滑动，导体棒在滑动过程中O处；导体棒的质量为m=4kg；OM、ON接触处O点的接触电阻为R=0．5Ω，其余电阻不计，回路电动势E与时间t的关系如图3所示，图线是过原点的直线，求：（1）t=2s时流过导体棒的电流强度的大小；（2）在1~2s时间内导体棒所受安培力的冲量大小；（3）导体棒滑动过程中水平外力F（单位：N）与横坐标x（单位：m）的关系式．【答案】（1）8A（2）

5、8Ns（3）F6323x9【解析】【分析】【详解】（1）根据E-t图象中的图线是过原点的直线特点，可得到t=2s时金属棒产生的感应电动势为E4V由欧姆定律得I2E4A8AR0.5（2）由图2可知，Bx1(Tm)由图3可知，E与时间成正比，有E=2t（V）IE4tR因=53°，可知任意t时刻回路中导体棒有效切割长度4xL3又由F安BIL所以F安16t3即安培力跟时间成正比所以在1~2s时间内导体棒所受安培力的平均值1632F33N8N2故I安Ft8Ns（3）因为EBLv4Bxv3所以v1.5t(m/s)

6、可知导体棒的运动时匀加速直线运动，加速度a1.5m/s2又x1at2，联立解得2F6323x9【名师点睛】本题的关键首先要正确理解两个图象的数学意义，运用数学知识写出电流与时间的关系，要掌握牛顿运动定律、闭合电路殴姆定律，安培力公式、感应电动势公式．3．如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点离地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成30，由静止释放小球，经过时间t小球到达最低点，细绳刚好被拉断，小球水平抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g。(1)求细绳的最大承受力；(2)

7、求从小球释放到最低点的过程中，细绳对小球的冲量大小；(3)小明同学认为细绳的长度越长，小球抛的越远；小刚同学则认为细绳的长度越短，小球抛的越远。请通过计算，说明你的观点。2m2gL；（3）当LH【答案】（1）F=2mg；（2）IFmgt时小球抛的最远2【解析】【分析】【详解】(1)小球从释放到最低点的过程中，由动能定理得mgLsin301mv022小球在最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得Fmg解得：mv02LF=2mg(2)小球从释放到最低点的过程中，重力的冲量IG=mgt动量变化量pmv0由三

8、角形定则得，绳对小球的冲量IFmgt2m2gL(3)平抛的水平位移xv0t，竖直位移HL1gt22解得x2L(HL)当LH时小球抛的最远24．如图所示，足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上，物块B置于A的左端，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，已知A、B一起以v0的速度向右运动，滑块C向左运动，A、C碰后连成一体，最终A、B、C都静止，求：（i）C与A碰撞前的速度大小（ii）A、C碰撞过程中C对A到冲量的大小．【答案】（1）C与A碰撞前的速度