物理动量定理题20套(带答案)及解析.docx

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1、物理动量定理题20套(带答案)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

2、求其所受支持力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

3、用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小．2．图甲为光滑金属导轨制成的斜面，导轨的间距为l1m，左侧斜面的倾角37，右侧斜面的中间用阻值为R2的电阻连接。在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B10.5T，右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B20.5T。在斜面的顶端e、f两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab，另一导体棒cd置于左侧斜面轨道上，与导轨垂直且接触良好，ab棒和cd棒的质量均为m0.2kg，ab棒的电阻为r12，cd棒的电阻为r2

4、4。已知t=0时刻起，cd棒在沿斜面向下的拉力作用下开始向下运动(cd棒始终在左侧斜面上运动)，而ab棒在水平拉力F作用下始终处于静止状态，F随时间变化的关系如图乙所示，ab棒静止时细导线与竖直方向的夹角37。其中导轨的电阻不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。(1)请通过计算分析cd棒的运动情况；(2)若t=0时刻起，求2s内cd受到拉力的冲量；(3)3s内电阻R上产生的焦耳热为2.88J，则此过程中拉力对cd棒做的功为多少?【答案】(1)cd棒在导轨上做匀加速度直线运动；(2)1.6Ngs；(3)43.2J【解析】【详

5、解】(1)设绳中总拉力为T，对导体棒ab分析，由平衡方程得：FTsinθBIlTcosθmg解得：FmgtanθBIl1.50.5I由图乙可知：F1.50.2t则有：I0.4tcd棒上的电流为：Icd0.8t则cd棒运动的速度随时间变化的关系：v8t即cd棒在导轨上做匀加速度直线运动。(2)ab棒上的电流为：I0.4t则在2s内，平均电流为0.4A，通过的电荷量为0.8C1.6C，通过cd棒的电荷量为由动量定理得：IFmgsinθtBlItmv0解得：IF1.6Ngs(3)3s内电阻R上产生的的热量为Q2.88J，则ab棒产生

6、的热量也为Q，cd棒上产生的热量为8Q，则整个回路中产生的总热量为28.8J3s内克服安培力做功为28.8J，即而重力做功为：WGmgsin43.2J对导体棒cd，由动能定理得：WFW克安WG1mv202由运动学公式可知导体棒的速度为24m/s解得：WF43.2J3．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

7、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】（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W01mvm22解得W=18J；（3）物体沿斜面上滑和下

8、滑的总时间为：t2v0262sa6重力的冲量：IGmgt20Ns方向竖直向下。4．如图所示，一个质量为过一段时间t后，速度变为m的物体，初速度为vt。v0，在水平合外力F（恒力）的作用下，经(1)请根据上述情境，利用牛顿第二定律推导动量定理，并写出动量定理表达式中等号两