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时间:2020-12-20
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1、高中物理动量定理技巧阅读训练策略及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.如图所示,静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时停。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞吋间很短,忽咯空气阻力,求:(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;(2)人给第一辆车水平冲量的大小。【答案】(1)-3kmgL;(2)m10kgL。【解析】【分析】【详解】(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W,则W=-
2、kmgL-2kmgL=-3kmgL即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL。(2)设第一辆车的初速度为v0,第一次碰前速度为v1,碰后共同速度为v2,则由动量守恒得mv1=2mv2kmgL1mv121mv0222k(2m)gL01(2m)v222由以上各式得v010kgL所以人给第一辆车水平冲量的大小Imv0m10kgL2.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
3、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,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粘在一起不分开,C的v-t图象如
4、图乙所示.求:(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C1AC2mv=(m+m)v解得C的质量Cm=2kg.(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能p11AC22=27JE=(m+m)v2(3)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·s4.质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/
5、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为p=p2-p1=2kgm/s·(2)由动量定理得(F-mg)t=p所以F
6、=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,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F1t0mv则F1mv0.54.0N
7、200Nt0.01由牛顿第三定律可知,铁锤钉钉子的平均作用力F1的大小也为200N,方向竖直向下。(2)考虑铁锤受的重力时,设铁锤受到钉子竖直向上的作用力为F2,取铁锤的速度v的方向为正方向,由动量定理得mgF2t0mv可得F2mv205Nmgt即考虑铁锤受的重力时,铁锤打打子的平均作用力为F2=205N,方向竖直向下。6.如图所示,质量的小车A静止在光滑水平地面上,其上表面光滑,左端有一固定挡板。可视为质点的小物块B置于A的最右端,B的质量。现对小车A施加一个水平向右的恒力
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