高中物理動(dòng)量定理技巧(很有用)及練習(xí)題

1、高中物理動(dòng)量定理技巧(很有用)及練習(xí)題一、高考物理精講專題動(dòng)量定理1.如下圖,一質(zhì)量mi=0.45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上.車頂右端放一質(zhì)量m2=0.4kg的小物體,小物體可視為質(zhì)點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量mo=0.05kg的子彈以水平速度vo=100m/s射中小車左端,并留在車中,子彈與車相互作用時(shí)間極短,小物體與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為后0.5,最終小物體以5m/s的速度離開小車.g取10m/s2.求：斗.八E一I(1)子彈從射入小車到相對(duì)小車靜止的過程中對(duì)小車的沖量大小.(2)小車的長(zhǎng)度.【答案】(1)4.5Ns(2)5.5m【解析】 子彈進(jìn)入小車的過程中,子彈與小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有：m

2、0Vo(m0mjv1,可解得10m/s；對(duì)子彈由動(dòng)量定理有：Imv1mV.,|4.5Ns(或kgm/s)； 三物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律有：(m0mJ"(m0mjv2nv；1 11919設(shè)小車長(zhǎng)為L(zhǎng),由能重寸恒有：m2gL(m0mJ4(m0m1)v|m2v2 22聯(lián)立并代入數(shù)值得L=5.5m;點(diǎn)睛：子彈擊中小車過程子彈與小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律可以求出小車的速度,根據(jù)動(dòng)量定理可求子彈對(duì)小車的沖量；對(duì)子彈、物塊、小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律可以求出小車的長(zhǎng)度.2.如圖甲所不,物塊A、B的質(zhì)量分別是mA=4.0kg和mB=3.0k

3、g.用輕彈簧拴接,放在光滑的水平地面上,物塊B右側(cè)與豎直墻壁相接觸.另有一物塊C從t=0時(shí)以一定速度向右運(yùn)動(dòng),在t=4s時(shí)與物塊A相碰,并立即與A粘在一起不分開,C的vt圖象如圖乙所示.求：(1) C的質(zhì)量me；(2) t=8s時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能Ep1(3)412s內(nèi)墻壁對(duì)物塊B的沖量大小I【答案】(1)2kg(2)27J36N關(guān)【解析】【詳解】(1)由題圖乙知,C與A碰前速度為Vi=9m/s,碰后速度大小為V2=3m/s,C與A碰撞過程動(dòng)量守恒mcvi=(mA+mc)V2解得C的質(zhì)量mc=2kg.(3) t=8s時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能1 2.Epi=(mA+mc)v2=27J(3)取水平向左

4、為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理,472s內(nèi)墻壁對(duì)物塊B的沖量大小I=(mA+mc)v3-(mA+mc)(-V2)=36Ns3 .在某次短道速滑接力賽中,質(zhì)量為50kg的運(yùn)發(fā)動(dòng)甲以6m/s的速度在前面滑行,質(zhì)量為60kg的乙以7m/s的速度從后面追上,并迅速將甲向前推出,完成接力過程.設(shè)推后乙的速度變?yōu)?m/s,方向向前,假設(shè)甲、乙接力前后在同一直線上運(yùn)動(dòng),不計(jì)阻力,求：接力后甲的速度大??；假設(shè)甲乙運(yùn)發(fā)動(dòng)的接觸時(shí)間為0.5s,乙對(duì)甲平均作用力的大小.【答案】(1)9.6m/s；(2)360N；【解析】【分析】【詳解】(1)由動(dòng)量守恒定律得m?v甲+m乙v乙=斤1甲v甲+mfcv乙v甲=9.6m/s；(2

5、)對(duì)甲應(yīng)用動(dòng)量定理得Ftm甲v甲-叫v甲F=360N4 .質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向彈回,取豎直向上為正方向,(1)求小球與地面碰撞前后的動(dòng)量變化；(2)假設(shè)小球與地面的作用時(shí)間為0.2s,那么小球受到地面的平均作用力大?。?取g=10m/s2).【答案】(1)2kg?m/s；方向豎直向上；(2)12N;方向豎直向上；【解析】【分析】【詳解】(1)小球與地面碰撞前的動(dòng)量為：Pi=m(vi)=0,2x(6)kgm/s=-1.2kgm/s小球與地面碰撞后的動(dòng)量為P2=mv2=0.2x4kgm/s=0.8kgm/s小球與地面碰撞前后動(dòng)量的變化量

6、為a=P2p1=2kgm/s(2)由動(dòng)量定理得(F-mg)A=Zp所以F=+mg=-N+0.2X10N=12N,方向豎直向上.5 .質(zhì)量為70kg的人不慎從高空支架上跌落,由于彈性平安帶的保護(hù),使他懸掛在空中.人先自由下落3.2m,平安帶伸直到原長(zhǎng),接著拉伸平安帶緩沖到最低點(diǎn),緩沖時(shí)間為1s,取g=10m/s2.求緩沖過程人受到平安帶的平均拉力的大小.【答案】1260N【解析】【詳解】人下落3.2m時(shí)的速度大小為v2gh8.0m/s在緩沖過程中,取向上為正方向,由動(dòng)量定理可得(Fmg)t0(mv)那么緩沖過程人受到平安帶的平均拉力的大小mvF工-mg1260N6 .以初速度v0=10m/s水平

7、拋出一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的物體,假設(shè)在拋出后3s過程中,它未與地面及其它物體相碰,g取l0m/s2.求：(1)它在3s內(nèi)所受重力的沖量大??；(2)3s內(nèi)物體動(dòng)量的變化量的大小和方向；(3)第3秒末的動(dòng)量大小.【答案】(1)60N-s(2)60kgm/s,豎直向下(3)20j10kgm/s【解析】【詳解】(1) 3s內(nèi)重力的沖量：I=Ft=mgt=2X10X3Ns=60N-s(2) 3s內(nèi)物體動(dòng)量的變化量,根據(jù)動(dòng)量定理：P=mgt=20x3kgm/s=60kgm/s方向：豎直向下.(3)第3s末的動(dòng)量:P=mv末=m.v：vj=2102gt220.10kgm/s7.質(zhì)量m=0.60kg的籃球從距

8、地板H=0.80m高處由靜止釋放,與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度h=0.45m,從釋放到彈跳至h高處經(jīng)歷的時(shí)間t=1.1s,忽略空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2,求：(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機(jī)械能AE;(2)籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅Φ拇笮?【答案】(1)2.1J(2)16.5N,方向向下【解析】【詳解】(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機(jī)械能為EmgHmgh0.610(0.80.45)J=2,1J(2)設(shè)籃球從H高處下落到地板所用時(shí)間為t1,剛接觸地板時(shí)的速度為V1；反彈離地時(shí)的速度為V2,下落過程解得上升過程解得籃球與地板接觸時(shí)間為設(shè)地板對(duì)籃球的平均撞擊力為間為t2,由動(dòng)能定理

9、和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式12mgH5mMv14m/sv1-t1-0.4sg12mgh0-mv2v23m/sv2t2-20.3sgttt1t20.4s取向上為正方向,由動(dòng)量定理得(Fmg)tmv2(mv1)解得F根據(jù)牛頓第三定律,籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅?6.5NFF16.5N,方向向下.點(diǎn)睛：此題主要考查了自由落體運(yùn)動(dòng)的根本規(guī)律,在與地面接觸的過程中,合外力對(duì)物體的沖量等于物體動(dòng)量的變化量,從而求出地板對(duì)籃球的作用力.8.蹦床是運(yùn)發(fā)動(dòng)在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)工程.一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)發(fā)動(dòng)從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面高5m處,運(yùn)發(fā)動(dòng)與網(wǎng)接觸的

10、時(shí)間為1.2s.g取10m/s2求：1運(yùn)發(fā)動(dòng)自由下落到接觸網(wǎng)時(shí)的瞬時(shí)速度.2假設(shè)把網(wǎng)對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的作用力當(dāng)做恒力處理,此力的大小是多少.【答案】18m/s,方向向下；2網(wǎng)對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的作用力大小為1500N.【解析】【分析】1根據(jù)題意可以把運(yùn)發(fā)動(dòng)看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來處理,下落過程是自由落體運(yùn)動(dòng),由位移-速度公式即可求出運(yùn)發(fā)動(dòng)著網(wǎng)前瞬間的速度大?。?上升過程是豎直上拋運(yùn)動(dòng),我們可以算出自豎直上拋運(yùn)動(dòng)的初速度,算出速度的變化量,由動(dòng)量定理求出網(wǎng)對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的作用力大小.【詳解】,、-2_.1從h1=3.2m自由落體到床的速度為v1,那么：V12gh1代入數(shù)據(jù)可得：V1=8m/s,方向向下；2離網(wǎng)的速度為V2,那么：

11、V2J2gh210m/s,方向豎直向上,規(guī)定向下為正方向,由動(dòng)量定理得：mgt-Ft=mv2-mv1可得：Fmgmv2mv1=1500N所以網(wǎng)對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的作用力為1500N.此題關(guān)鍵是對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)情況分析清楚,然后結(jié)合機(jī)械能守恒定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)量定理列式后聯(lián)立求解.9.一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平桌面上,如圖1所示,現(xiàn)在對(duì)物體施加一個(gè)水平向右的拉力F,拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖2所示,物體在第1s內(nèi)保持靜止?fàn)顟B(tài),第2s初開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),第3s末撤去拉力,第5s末物體速度減小為“求：一I1T1口前3s內(nèi)拉力F的沖量.第2s末拉力F的功率.【答案】1尸石Nq【解析】【詳解】沖量

12、為：.=八門+廣必=5乂1+】ox2=25N,s即前3s內(nèi)拉力F的沖量為2,*Y(2)設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受滑動(dòng)摩擦力大小為f,那么在2S65內(nèi),由動(dòng)量定理有:產(chǎn)血一/02+tJ)=fl設(shè)在|1£3s內(nèi)物體的加速度大小為a,那么由牛頓第二定律有：-/=ma第2s末物體的速度為：v=at2第2s末拉力F的功率為：P=F?v聯(lián)立以上方程代入數(shù)據(jù)可求出F的功率為：P=50W10 .高空作業(yè)須系平安帶.如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到平安帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng)).此后經(jīng)歷時(shí)間t平安帶到達(dá)最大伸長(zhǎng),假設(shè)在此過程中該作用力始終豎直向上,求：(1)

13、整個(gè)過程中重力的沖量；(2)該段時(shí)間平安帶對(duì)人的平均作用力大小.【答案】(1)、(2)f【解析】試題分析：對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng),有：h=l；,解得：除F,那么整個(gè)過程中重力的沖量I=mg(t+ti)=mg(t+ff)(2)規(guī)定向下為正方向,對(duì)運(yùn)動(dòng)的全程,根據(jù)動(dòng)量定理,有：mg(ti+t)-Ft=0解得：5=畢;11 .把戲滑冰賽場(chǎng)上,男女運(yùn)發(fā)動(dòng)一起以速度vo=2m/s沿直線勻速滑行,不計(jì)冰面的摩擦,某時(shí)刻男運(yùn)發(fā)動(dòng)將女運(yùn)發(fā)動(dòng)以v1=6m/s的速度向前推出,男運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量為M=60kg,女運(yùn)發(fā)動(dòng)的質(zhì)量為m=40kg,求：(1)將女運(yùn)發(fā)動(dòng)推出后,男運(yùn)發(fā)動(dòng)的速度；(2)在此過程中,男運(yùn)發(fā)動(dòng)推力的沖量大??；2,【答案】(1)V2m/s；(2)I=160N-s3【詳解】設(shè)推出女運(yùn)發(fā)動(dòng)后,男運(yùn)發(fā)動(dòng)的速度為V2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律Mmv0mvMv2-2解得V2-m/s,("表示男運(yùn)發(fā)動(dòng)受到方向與其初速度方向相反.3在此過程中,對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)有：1 mv1mv0解得I=160Ns12.質(zhì)量是40kg的鐵錘從5m的高處自由落下,打在一高度可忽略的水泥樁上沒有反彈,與水泥樁撞擊的時(shí)間是