高中物理試卷物理動量定理題分類匯編

1、高中物理試卷物理動量定理題分類匯編一、高考物理精講專題動量定理1 .觀賞“煙火”表演是某地每年“春節(jié)”慶?；顒拥膲狠S大餐。某型“禮花”底座僅0.2s的發(fā)射時間，就能將質(zhì)量為m=5kg的禮花彈豎直拋上180m的高空。(忽略發(fā)射底座高度，不計空氣阻力，g取10m/s2)(1) “禮花”發(fā)射時燃燒的火藥對禮花彈的平均作用力是多少？(已知該平均作用力遠大于禮花彈自身重力)(2)某次試射，當禮花彈到達最高點時爆炸成沿水平方向運動的兩塊(爆炸時炸藥質(zhì)量忽略不計)，測得前后兩塊質(zhì)量之比為1： 4,且炸裂時有大小為 E=9000J的化學能全部轉(zhuǎn)化為了動能，則兩塊落地點間的距離是多少？【答案】 1550N; (

2、2)900m【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)發(fā)射時燃燒的火藥對禮花彈的平均作用力為F,設(shè)禮花彈上升時間為 t,則：,1.2h -gt解得t 6s對禮花彈從發(fā)射到拋到最高點，由動量定理Ft。mg(t t) 0其中t0 0.2s解得F 1550N(2)設(shè)在最高點爆炸后兩塊質(zhì)量分別為m1、m2,對應(yīng)的水平速度大小分別為V1、V2,則：在最高點爆炸，由動量守恒定律得m1V1 m2V2由能量守恒定律得1 212E m1Vl m2V22 2其中m11m24m m1 m2聯(lián)立解得v1120m/sv2 30m/s之后兩物塊做平拋運動，則 豎直方向有h 2gt2水平方向有s Vit v2t由以上各式聯(lián)立解得s=

3、900m2.如圖甲所不，物塊 A、B的質(zhì)量分別是 mA= 4.0kg和mB= 3.0kg。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時以一定速度向右運動，在t= 4s時與物塊A相碰，并立即與 A粘在一起不再分開，C的vt圖象如圖乙所示。求：(1) C的質(zhì)量me；(2) t= 8s時彈簧具有的彈性勢能Epi, 472s內(nèi)墻壁對物塊 B的沖量大小I;(3) B離開墻后的運動過程中彈簧具有的最大彈性勢能Ep2o【答案】(1) 2kg； (2) 27J, 36N S; (3) 9J【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

4、小為 V2=3m/s, C與A碰撞過 程動量守恒mevi = (mA+ me)V2解得C的質(zhì)量me=2kgo(2) t=8s時彈簧具有的彈性勢能L 1 一 、2Ep1= (mA+ mc)v2 =27J取水平向左為正方向，根據(jù)動量定理，472s內(nèi)墻壁對物塊B的沖量大小I=(mA+mc)v3-(mA+ me) (-v2)=36N S(mA+ mc)v3= (mA+ mB+ mc)v421(3)由題圖可知，12s時B離開墻壁，此時 A、C的速度大小v3= 3m/s ,之后A、B、C及 彈簧組成的系統(tǒng)動量和機械能守恒，且當 A、C與B的速度相等時，彈簧彈性勢能最大2 (mA+ mc)V3 = 2 (m

5、A+ mB+ me)V4 + Ep2解得B離開墻后的運動過程中彈簧具有的最大彈性勢能Ep2 = 9J。3 .如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的 4光滑圓弧軌道 AB與粗糙水平地面 BC相切于B點。質(zhì) 量m-0.1kg的滑塊甲從最高點 A由靜止釋放后沿軌道 AB運動，最終停在水平地面上的 C 點?，F(xiàn)將質(zhì)量 m=0.3kg的滑塊乙靜置于 B點,仍將滑塊甲從 A點由靜止釋放結(jié)果甲在 B點 與乙碰撞后粘合在一起，最終停在D點。已知B、C兩點間的距離 x=2m,甲、乙與地面間的 動摩擦因數(shù)分別為 的=0.4、出=0.2，取g=10m/S2,兩滑塊均視為質(zhì)點。求：(1)圓弧軌道AB的半徑R；(2)甲與乙碰撞后運

6、動到 D點的時間t【答案】(1), (2)【解析】【詳解】(1)甲從B點運動到C點的過程中做勻速直線運動，有：VB2=2aixi；根據(jù)牛頓第二定律可得：解得 VB=4m/s； R=0.8m ；(2)對甲乙碰撞過程，由動量守恒定律：mi刃?=(執(zhí)i+m力Y.若甲與乙碰撞后運動到D點，由動量定理：+=+解得t=0.4s4 .如圖所示，質(zhì)量 M=1.0kg的木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量 m=0.495kg的物塊(可視為質(zhì)點)放在的木板左端，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)m=0.4o質(zhì)量mo=0.005kg的子彈以速度vo=300m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(子彈與物塊作用時間極短)，木板足夠長，g

7、取 10m/s2。求：(1)物塊的最大速度 V1；(2)木板的最大速度 V2；(3)物塊在木板上滑動的時間t.% mm -Mo-7FT7TT7TT7TT7FT7T7TTT?TT7TT77TTTT?TTT7Tm7 r/ ZZj【答案】(1) 3m/s ； ( 2) 1m/s ； (3) 0.5s?！窘馕觥俊驹斀狻?1)子彈射入物塊后一起向右滑行的初速度即為物塊的最大速度，取向右為正方向，根據(jù) 子彈和物塊組成的系統(tǒng)動量守恒得：movo= ( m+mo) vi解得：vi=3m/s(2)當子彈、物塊和木板三者速度相同時，木板的速度最大，根據(jù)三者組成的系統(tǒng)動量守 恒得：(m+mo) vi= (M+m+m

8、o) v2o解得：v2=1m/s(3)對木板，根據(jù)動量定理得：(m+mo) gt=Mv2-0解得：t=0.5s5 .如圖所示，真空中有平行正對金屬板A、B,它們分別接在輸出電壓恒為U=91V的電源兩端，金屬板長 L=10cm、兩金屬板間的距離 d=3.2cm, A、B兩板間的電場可以視為勻強電 場?，F(xiàn)使一電子從兩金屬板左側(cè)中間以vo=2.O x 7m/s的速度垂直于電場方向進入電場，然后從兩金屬板右側(cè)射出。已知電子的質(zhì)量m=0.91 x 100kg,電荷量e=1.6 x 1配，兩極板電場的邊緣效應(yīng)及電子所受的重力均可忽略不計(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，求：(1)電子在電場中運動的加速度 a的

9、大??；(2)電子射出電場時在沿電場線方向上的側(cè)移量y;(3)從電子進入電場到離開電場的過程中，其動量增量的大小。【答案】(1) 5,0 1014m/s2; (2) 0.63m； ( 3) 2,3 10 24kg m/s?！窘馕觥?1)設(shè)金屬板A、B間的電場強度為 E,則E U ,根據(jù)牛頓第二定律，有 dEe ma 電子在電場中運動的加速度 Ee Ue a m dm91 1.6 10 193.2 10 2 0.91 10 302142m/s 5.0 10 m/s(2)電子以速度v0進入金屬板A、B間，在垂直于電場方向做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動,電子在電場中運動的時間為

10、t 0.1 7 s 5.0 10 9sv02.0 107電子射出電場時在沿電場線方向的側(cè)移量1.2y at2代入數(shù)據(jù)1一 一14_9 2_ _ _y -5.010(5.010 ) cm0.63cm2(3)從電子進入電場到離開電場的過程中，由動量定理，有EetAp其動量增量的大小人 eULAp =dv0_ 19_1.60 1091 0.13.2 10 2 2.0 107kg m/s=2.3 10 24kg m/s6 .冬奧會短道速滑接力比賽中，在光滑的冰面上甲運動員靜止，以 10m/s運動的乙運動員從后去推甲運動員，甲運動員以6m/s向前滑行，已知甲、乙運動員相互作用時間為1s,甲運動員質(zhì)量 m

11、二70kg、乙運動員質(zhì)量 m2=60kg,求：小乙運動員的速度大??；甲、乙運動員間平均作用力的大小。【答案】(1)3m/s (2)F=420N【解析】【詳解】(1)甲乙運動員的動量守恒，由動量守恒定律公式 m1v1 m2 v2m2v2得：v2 3m/s(2)甲運動員的動量變化：p m1v1-m1v1對甲運動員利用動量定理：p Ft 由式可得:F=420N7 .以初速度vo=10m/s水平拋出一個質(zhì)量為 m=2kg的物體，若在拋出后 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)物體動量的變化量的大小和方向；(3)第3秒末的動量大小

12、?！敬鸢浮?1) 60N s (2) 60kg m/s,豎直向下(3) 20Mkg m/s【解析】【詳解】(1) 3s內(nèi)重力的沖量：I=Ft =mgt =2x 10x 3N - s=60N - s(2) 3s內(nèi)物體動量的變化量，根據(jù)動量定理： P=mgt =20x 3kg m/s=60kg m/s方向：豎直向下。(3)第3s末的動量：嗪=mv末=mJv(2v2 =2J102gt 2 20而kg m /s8 .用動量定理處理二維問題時，可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別進行研究。如圖所示，質(zhì)量為 m的小球斜射到木板上，入射的角度是0,碰撞后彈出的角度也是 0,碰撞前后的速度大小都是 v。碰撞過

13、程中忽略小球所受重力。若小球與木板的碰撞時間為t,求木板對小球的平均作用力的大小和方向。【答案】F 2mvcos ,方向沿y軸正方向 t【解析】【詳解】小球在x方向的動量變化為pxmvsinmvsin0小球在y方向的動量變化為Pymvcos( mv cos)2mvcos根據(jù)動量定理F tpy解得F 2 mvcos ,方向沿y軸正方向 t9 .如圖甲所示，蹦床是常見的兒童游樂項目之一，兒童從一定高度落到蹦床上，將蹦床壓下后，又被彈回到空中，如此反復(fù)，達到鍛煉和玩耍的目的.如圖乙所示，蹦床可以簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力的大小為kx (x為床面下沉的距離，也叫形變量；k為常量)，蹦床的初始形變

14、量可視為0,忽略空氣阻力的影響.(1)在一次玩耍中，某質(zhì)量為 m的小孩，從距離蹦床床面高 H處由靜止下落，將蹦床下 壓到最低點后，再被彈回至空中.a.請在圖丙中畫出小孩接觸蹦床后，所受蹦床的彈力F隨形變量x變化的圖線；b.求出小孩剛接觸蹦床時的速度大小v;c.若已知該小孩與蹦床接觸的時間為t,求接觸蹦床過程中，蹦床對該小孩的沖量大小I.(2)借助F-x圖，可確定彈力做功的規(guī)律.在某次玩耍中，質(zhì)量不同的兩個小孩(均可視為質(zhì)點)，分別在兩張相同的蹦床上彈跳，請判斷：這兩個小孩，在蹦床上以相同形變量由靜止開始，上升的最大高度是否相同？并論證你的觀點.mgt 2 mJ2gH (2)上升高度與質(zhì)量m有關(guān)

15、，質(zhì)量大的上升高度小【解析】【分析】(1) a、根據(jù)胡克定律求出勁度系數(shù)，抓住彈力與形變量成正比，作出彈力F隨x變化的示意圖.b、根據(jù)機械能守恒求出小孩剛接觸蹦床時的速度大?。籧、根據(jù)動量定理求出蹦床對該小孩的沖量大小.(2)根據(jù)圖線圍成的面積表示彈力做功，得出彈力做功的表達式，根據(jù)動能定理求出彈力 做功，從而求出xi的值.【詳解】(1) a.根據(jù)胡克定律得:F kx ,所以F隨x的變化示意圖如圖所示12b.小孩子有圖度H下洛過程，由機械能守恒定律：mgH - mv2得到速度大?。簐 . 2gHc.以豎直向下為正方向，接觸蹦床的過程中，根據(jù)動量守恒：mgt I mv mv其中v , 2gH可得

16、蹦床對小孩的沖量大小為：I mgt 2m,. 2gH(2)設(shè)蹦床的壓縮量為x,小孩離開蹦床后上升了H.從最低點處到最高點，重力做功kx2從最低點處到最高點，根據(jù)動能定理:mg Hkx22mg x H ,根據(jù)F-x圖象的面積可求出彈力做功:m有關(guān)，質(zhì)量大的上升高度小.一,rkx2可得：H x ,可以判斷上升高度與質(zhì)量 2mg【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道運動員在整個過程中的運動情況，結(jié)合運動學公式、動能定理等知識 進行求解.科=0.3若F作用8s后撤去F后物體還能向前運動多長時間才10.質(zhì)量m=6Kg的物體靜止在水平面上，在水平力F=40N的作用下，沿直線運動，已經(jīng)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)能停止？

17、 ( g=10m/s2)【答案】9.78s【解析】【分析】【詳解】全過程應(yīng)用動量定理有：F mg t1mg t2解得：t2mt1mg40 0.3 6 10 8s 9.78s.0.3 6 1011.質(zhì)量為0.5 kg的小球從h=2.45m的高空自由下落至水平地面，與地面作用0.2 s后，再以5Ms的速度反向彈回，求小球與地面的碰撞過程中對地面的平均作用力.(不計空氣阻2、力，g=ioms)【答案】35N【解析】小球自由下落過程中，由機械能守恒定律可知：1 2mgh= mv1 ;解得：vi= ,2gh2 10 2.45 7m/s,同理，回彈過程的速度為 5m/s,方向豎直向上, 設(shè)向下為正，則對碰

18、撞過程由動量定理可知： mgt-Ft=-mv-mv代入數(shù)據(jù)解得：F=35N由牛頓第三定律小球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Υ笮?5N,方向豎直向下M (Mm)的12. 一位足球愛好者，做了一個有趣的實驗：如圖所示，將一個質(zhì)量為m、半徑為R的質(zhì)量分布均勻的塑料彈性球框靜止放在粗糙的足夠大的水平臺面上，質(zhì)量為足球(可視為質(zhì)點)以某一水平速度vo通過球框上的框口，正對球框中心射入框內(nèi)，不計足球運動中的一切阻力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當足球與球框發(fā)生第一次碰撞后到第二次碰撞前足球恰好不會從右端框口穿出。假設(shè)足球與球框內(nèi)壁的碰撞為彈性碰撞，只考慮球框與臺面之 間的摩擦，求：(1)人對足球做的功和沖量大??；(2)足球與球框發(fā)生第一次碰撞后，足球的速度大小;(3)球框在臺面上通過的位移大小?！敬鸢浮?1)也；MV。2(2)M m v。M m(3)2M1 o【解析】(1)人對足球做的功 W=Mv22沖量：I = Mvo(2)足球的初速度為 V0,第一次碰撞后，設(shè)足球的速度為V1,球框的速度為 V2