高中物理动量定理解析版汇编.docx

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1、高中物理动量定理解析版汇编一、高考物理精讲专题动量定理1．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B应用动量定理求

2、出碰撞过程A对B的冲量；解：（1mv0mvAMvB）碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得：1mv021mvA21MvB2222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2．如图所示，一质量m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m=0.4kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m=0.05kg的子弹以水平速度v=100200m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短

3、，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5m/s的速度离开小车．g取10m/s2．求：（1）子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小．（2）小车的长度．【答案】（1）4.5Ns（2）5.5m【解析】①子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：m0vo(m0m1)v1，可解得v110m/s；对子弹由动量定理有：Imv1mv0，I4.5Ns(或kgm/s)；②三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：(m0m1)v1(m0m1)v2m2v；设小车长为L，由能量守

4、恒有：m2gL1(m0m1)v121(m0m1)v221m2v2222联立并代入数值得L＝5.5m；点睛：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车的速度，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度．3．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．另有一物块右运动，在t＝4s时与物块A相碰，并立即

5、与A粘在一起不分开，示．求：C从t＝0时以一定速度向C的v－t图象如图乙所（1）C的质量mC；（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能Ep1（3）4—12s内墙壁对物块B的冲量大小I【答案】(1)2kg(2)27J(3)36N×s【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Ep1＝1(mA＋mC)v22=27J2（3）取水平向左为正方向，根据

6、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·s4．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.

7、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，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A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合

8、在一起，碰撞时间极短、大小为t．(1)A、B碰撞过程中，求A对B的平均作用力大小F．(2)在以后的运动过程中，求弹簧具有的最大弹性势能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A、B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