高中物理动量定理模拟试题及解析一.docx

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1、高中物理动量定理模拟试题及解析(1)一、高考物理精讲专题动量定理1．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理，求此力的大小和方向。（g取10m/s2）【答案】1.5×103N；方向向上【解析】【详解】设运动员从h1处下落，刚触网的速度为v12gh18m/s运动员反弹到达高度h2,，网时速度为v22gh210m/s在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F

2、和向下的重力mg，设向上方向为正，由动量定理有(Fmg)tmv2mv1得F=1.5×103N方向向上2．如图所示，光滑水平面上有一轻质弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，滑块A以v0＝12m/s的水平速度撞上静止的滑块B并粘在一起向左运动，与弹簧作用后原速率弹回，已知A、B的质量分别为m1＝0.5kg、m2＝1.5kg。求：①A与B撞击结束时的速度大小v；②在整个过程中，弹簧对A、B系统的冲量大小I。【答案】①3m/s；②12N?s【解析】【详解】①A、B碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向由动量守恒定律得m1v0=（m1+m2）v代入数据解得v=3m/s②以向左为正方向，A、B与弹簧作用过程由动量

3、定理得I=（m1+m2）（-v）-（m1+m2）v代入数据解得I=-12N?s负号表示冲量方向向右。3．如图甲所示，平面直角坐标系中，0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中存在交变匀强磁场，规定磁场垂直于纸面向里的方向为正方向，其变化规律如图乙所示，其中B0和T0均未知。比荷为c的带正电的粒子在点（0，l）以初速度v0沿+x方向射入磁场，不计粒子重力。（1）若在t=0时刻，粒子射入；在t

4、x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，在tT0时刻lcv04入射的粒子，最终从入射点沿-x方向离开磁场，求电场强度的大小。【答案】（1）B0v0；（2）T0l4v02cl；（3）En0,1,2L.v02n1cl【解析】【详解】设粒子的质量为m，电荷量为q，则由题意得cqm（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动半径为R，根据几何关系和牛顿第二定律得：Rlv02qv0B0mRv0解得B0cl（2）设粒子运动的半径为R1，由牛顿第二定律得qv0B0mv02R1l解得R12临界情况为：粒子从t0时刻射入，并且轨迹恰好过0,2l点，粒子才能从y轴射出，如图所示设粒子做圆周运动的周期为T，则T

5、2mlqB0v0由几何关系可知，在tT0内，粒子轨迹转过的圆心角为2对应粒子的运动时间为t1T1T22分析可知，只要满足t1≥T0，就可以使粒子离开磁场时的位置都不在y轴上。2联立解得T0lT，即T0；v0（3）由题意可知，粒子的运动轨迹如图所示设粒子的运动周期为T，则T2mlqB0v0在磁场中，设粒子运动的时间为t2，则t21T1T44由题意可知，还有t2T0T044解得T0lT，即T0v0设电场强度的大小为E，在电场中，设往复一次所用的时间为t3，则根据动量定理可得Eqt32mv0其中t3n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl4．如图所示,固定在竖直平面内的4光滑

6、圆弧轨道AB与粗糙水平地面BC相切于B点。质量m=0.1kg的滑块甲从最高点A由静止释放后沿轨道AB运动,最终停在水平地面上的C点。现将质量m=0.3kg的滑块乙静置于B点,仍将滑块甲从A点由静止释放结果甲在B点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D点。已知B、C两点间的距离x=2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,取g=10m/s,两滑块均视为质点。求:(1)圆弧轨道AB的半径R;(2)甲与乙碰撞后运动到D点的时间t【答案】(1)(2)【解析】【详解】（1）甲从B点运动到C点的过程中做匀速直线运动，有：vB211=2ax；根据牛顿第二定律可得：对甲

7、从A点运动到B点的过程，根据机械能守恒：解得vB=4m/s；R=0.8m；（2）对甲乙碰撞过程，由动量守恒定律：；若甲与乙碰撞后运动到D点，由动量定理：解得t=0.4s5．半径均为R52m的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R，让质量为1kg的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程中，合力对小球的冲量大小为5Ns，重力加速度