高中物理动量定理专题训练答案及解析.docx

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1、高中物理动量定理专题训练答案及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h=10m，C是半径=20m圆弧的最低点，质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速R度a=4.5m/s2，到达B点时速度vB=30m/s．取重力加速度g=10m/s2．（1）求长直助滑道AB的长度；L（2）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持

2、力FN的大小．【答案】（1）100m（2）1800Ns（3）3900N【解析】（1）已知AB段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即v2v022aL可解得:Lv2v02100m2a（2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以ImvB01800Ns（3）小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得：NmgmvC2R从B运动到C由动能定理可知：mgh1mv21mv2CB22解得;N3900N故本题答案是：（1）L100m（2）I1800Ns（3）N3900N点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的

3、速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小．2．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端，有一质量m=1.0kg、可视为质点的物体，以v0=6.0m/s的初速度沿斜面上滑。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；（2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值；（3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。【答案】（1）6.0m/s2（2）18J（3）20N·s，方向竖直向下。【解析】【详解】

4、（1）设物体运动的加速度为a，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为：F=mgsinθ根据牛顿第二定律有：F=ma；解得：a=6.0m/s2（2）物体沿斜面上滑到最高点时，克服重力做功达到最大值，设最大值为沿斜面上滑过程，根据动能定理有：vm；对于物体W01mv22m解得W=18J；（3）物体沿斜面上滑和下滑的总时间为：2v026t2sa6重力的冲量：IGmgt20Ns方向竖直向下。3．2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在

5、月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。嫦娥四号探测器在靠近月球表面时先做圆周运动进行充分调整，最终到达离月球表面很近的着陆点。为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离处进行多次调整减速，离月面高h处开始悬停（相对月球速度为零），对障碍物和坡度进行识别，并自主避障。然后关闭发动机，仅在月球重力作用下竖直下落，探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度为v，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图所示。已知月球的半径R，探测器质量为m0

6、，引力常量为G。（1）求月球表面的重力加速度；（2）求月球的第一宇宙速度；（3）求月球对探测器的平均冲击力F的大小。【答案】（1v2（2）vvRm0v）g（3）Fm0g2h2ht【解析】【详解】(1)由自由落体规律可知：v22gh解得月球表面的重力加速度：v2g2h(2)做圆周运动向心力由月表重力提供，则有：mvmgR解得月球的第一宇宙速度：2Rvv2h(3)由动量定理可得：(Fm0g)t0(m0v)解得月球对探测器的平均冲击力的大小：m0vFm0gt4．在某次短道速滑接力赛中，质量为50kg的运动员甲以6m/s的速度在前面滑行，质量

7、为60kg的乙以7m/s的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出，完成接力过程．设推后乙的速度变为4m/s，方向向前，若甲、乙接力前后在同一直线上运动，不计阻力，求：⑴接力后甲的速度大小；⑵若甲乙运动员的接触时间为0.5s，乙对甲平均作用力的大小．【答案】（1）9.6m/s；（2）360N；【解析】【分析】【详解】（1）由动量守恒定律得m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲+m乙v乙v甲=9.6m/s；（2）对甲应用动量定理得Ftm甲v甲-m甲v甲F=360N5．两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B=0.5T的匀强磁场与导轨所在平面垂直

8、，导轨的电阻很小，可忽略不计．导轨间的距离l=0.20m，两根质量均m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω．在t=0时刻，两杆都