高中物理动量定理练习题及答案及解析.docx

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1、高中物理动量定理练习题及答案及解析一、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的关系如图

2、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

3、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)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

4、AB方向运动，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．动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作

5、用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力F1是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力F2是合力指对位移的平均值．(1)质量为1.0kg的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s的时间内运动了2.5m的位移，速度达到了2.0m/s．分别应用动量定理和动能定理求出平均力F和F的12值．(2)如图1所示，质量为m的物块，在外力作用下沿直线运动，速度由v0变化到v时，经历的时间为t，发生的位移为x．分析说明物体的平均速度v与v01、v满足什么条件时，F和F

6、2是相等的．(3)质量为m的物块，在如图2所示的合力作用下，以某一初速度沿x轴运动，当由位置x=0运动至x=A处时，速度恰好为0，此过程中经历的时间为tm，求此过程中物块2k所受合力对时间t的平均值．xv0v时，F1=F2；（3）F2kA【答案】（1）F1=1.0N，F2=0.8N；（2）当v2．t【解析】【详解】解：(1)物块在加速运动过程中，应用动量定理有：F1gtmvt解得：F1mvt1.02.01.0NtN2.0物块在加速运动过程中，应用动能定理有：F2gx1mvt22解得：F2mvt21.02.02N0.8N2x22.5(2)物块在运动过程

7、中，应用动量定理有：Ft1mvmv0解得：F1m(vv0)t物块在运动过程中，应用动能定理有：F2x1mv21mv0222解得：F2m(v2v02)2x当F1F2时，由上两式得：xv0vv2t(3)由图2可求得物块由x0运动至xA过程中，外力所做的功为：W1kAgA1kA222设物块的初速度为v0，由动能定理得：W01mv022解得：v0Akm设在t时间内物块所受平均力的大小为F，由动量定理得：Ft0mv0由题已知条件：tm2k2kA解得：F4．如图所示，真空中有平行正对金属板A、B，它们分别接在输出电压恒为U=91V的电源两端，金属板长L=10cm

8、、两金属板间的距离d=3.2cm，A、B两板间的电场可以视为匀强电场。现使一电子从两金属板左侧中间以7v0=