高中物理动量定理试题(有答案和解析)及解析.docx

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1、高中物理动量定理试题(有答案和解析)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．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向右滑动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，已知t=0时，导体棒位于顶角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

2、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）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BI

3、L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)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．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v0＝8m/s的初速度从A点沿AB方向运

4、动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以5m/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；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.【答案】（1）0.32（2）F130N（3）W9J【解析】（1）由动能定理，有：mgs1mv21mv02可得0.32．22（2）由动量定理，有Ftmv'mv可得F130N．（3）W1mv'29J．2【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识3．质量0.2kg的球,从5.0m高处自由下落到水平钢板上又

5、被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为4.05m.如果球从开始下落到弹起达最大高度所用时间为1.95s,不考虑空气阻力,g取10m/s2.求小球对钢板的作用力.【答案】78N【解析】【详解】自由落体过程v12＝2gh1，得v1=10m/s；v=gt得t=1s111小球弹起后达到最大高度过程0-v22＝-2gh2，得v2=9m/s0-v=-gt2得t=0.9s22小球与钢板作用过程设向上为正方向，由动量定理：Ft′-mgt′=mv2-（-mv1）其中t′=t-t1-t2=0.05s得F=78N由牛顿第三定律得F′=-F，所以小球对钢板的作用力大小为78N，方向竖

6、直向下；4．质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，（1）求小球与地面碰撞前后的动量变化；（2）若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小？（取g=10m/s2）．【答案】（1）2kg?m/s；方向竖直向上；（2）12N；方向竖直向上；【解析】【分析】【详解】（1）小球与地面碰撞前的动量为：p1=m(－v1)=0.2×(－6)kgm/s=·－1.2kgm/s·小球与地面碰撞后的动量为p2=mv2=0.2×4kgm/s=0·.8kgm/s·小球与地面碰撞前后动量的变化量

7、为p=p2－p1=2kgm/s·（2）由动量定理得(F－mg)t=p所以F=p＋mg=2N＋0.2×10N=12N，方向竖直向上．t0.25．如图所示，用0.5kg的铁睡把钉子钉进木头里去，打击时铁锤的速度v=4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s（取g=10m/s2），那么：（1）不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力多大？（2）考虑铁锤的重力，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？【答案】（1）200N，方向竖直向下；（2）205N，方向竖直向下【解析】【详解】（1）不计铁锤受的重力时，设铁锤受到钉子竖直向上的平均作用力为F1

8、，取铁锤的速度v的方向为正方向，以铁锤为研究对象，由动量定理得F1