欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:60822646
大小:102.11 KB
页数:10页
时间:2020-12-20
《动量定理练习_物理考试_外语学习含解析.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、(物理)动量定理练习_物理考试_外语学习含解析一、高考物理精讲专题动量定理1.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B00均未知。和T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t2、v0,T0l,在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:Rlqv0B0mv02Rv0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3、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T2mlqB0v0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t34、n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl2.在距地面20m高处,某人以力(g取10m/s2)。求20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体,不计空气阻(1)物体从抛出到落到地面过程重力的冲量;(2)落地时物体的动量。【答案】(1)20Ns22kgm/s,与水平方向的夹角为45°?,方向竖直向下()20【解析】【详解】(1)物体做平抛运动,则有:h1gt22解得:t=2s则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量I=mgt=1×10×2=20N?s方向竖直向下。(2)在竖直方向,根据动量定理得I=py-0。可得,物体落地时竖直方5、向的分动量py=20kg?m/s物体落地时水平方向的分动量px=mv0=1×20=20kg?m/s故落地时物体的动量ppx2p2y202kgm/s设落地时动量与水平方向的夹角为θ,则pytan1pxθ=45°3.动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动,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6、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v0、v满足什么条件时,1F和F2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t2m,求此过程中物块k所受合力对时间t的平均值.【答案】(1)F12xv0v122kA=1.0N,F=0.8N;(2)当vt2时,F=F;(3)F.【解7、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:F1mvt1.02.0N1.0Nt2.0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)物块在运动过程中,应用动量定理有:Ftmvmv10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:vxv0vt2(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8、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
2、v0,T0l,在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:Rlqv0B0mv02Rv0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
3、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T2mlqB0v0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t3
4、n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl2.在距地面20m高处,某人以力(g取10m/s2)。求20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体,不计空气阻(1)物体从抛出到落到地面过程重力的冲量;(2)落地时物体的动量。【答案】(1)20Ns22kgm/s,与水平方向的夹角为45°?,方向竖直向下()20【解析】【详解】(1)物体做平抛运动,则有:h1gt22解得:t=2s则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量I=mgt=1×10×2=20N?s方向竖直向下。(2)在竖直方向,根据动量定理得I=py-0。可得,物体落地时竖直方
5、向的分动量py=20kg?m/s物体落地时水平方向的分动量px=mv0=1×20=20kg?m/s故落地时物体的动量ppx2p2y202kgm/s设落地时动量与水平方向的夹角为θ,则pytan1pxθ=45°3.动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动,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
6、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v0、v满足什么条件时,1F和F2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t2m,求此过程中物块k所受合力对时间t的平均值.【答案】(1)F12xv0v122kA=1.0N,F=0.8N;(2)当vt2时,F=F;(3)F.【解
7、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:F1mvt1.02.0N1.0Nt2.0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)物块在运动过程中,应用动量定理有:Ftmvmv10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:vxv0vt2(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
8、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
此文档下载收益归作者所有