高考物理動量定理試題經(jīng)典

1、高考物理動量定理試題經(jīng)典一、高考物理精講專題動量定理.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)“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(yuǎn)大于 禮花彈自身重力)(2)某次試射，當(dāng)禮花彈到達(dá)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(xué)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)900m【解析】

2、【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 3 gt解得t 6s對禮花彈從發(fā)射到拋到最高點，由動量定理Ft0 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vi、V2,則：在最高點爆炸，由動量守恒定律得m m2V2由能量守恒定律得 TOC o 1-5 h z 212E m1Vl m2V2 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 2其中m11m24m m1m2聯(lián)立解得v1120m/sv2 30m/s之后兩物塊做平

3、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=900m.如圖所示，光滑水平面上有一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端固定在墻壁上，滑塊 A以vo=i2 m/s 的水平速度撞上靜止的滑塊 B并粘在一起向左運動，與彈簧作用后原速率彈回，已知 A、B 的質(zhì)量分別為 mi = 0.5 kg、m2= 1.5 kg。求：A與B撞擊結(jié)束時的速度大小 v；在整個過程中，彈簧對 A、B系統(tǒng)的沖量大小I。r- I【答案】3m/s；12N?s【解析】 【詳解】A、B碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向左為正方向 由動量守恒定律得miv0= (mi+m2)v代入數(shù)據(jù)解得v=3m/s以向左為正方向，A、B與

4、彈簧作用過程 由動量定理得I= (mi+m2) (-v) - (mi+m2)v 代入數(shù)據(jù)解得I=-i2N?s 負(fù)號表示沖量方向向右。.汽車碰撞試驗是綜合評價汽車安全性能的有效方法之一.設(shè)汽車在碰撞過程中受到的平 均撞擊力達(dá)到某個臨界值F。時，安全氣囊爆開.某次試驗中，質(zhì)量m=i 600 kg的試驗車以速度vi = 36 km/h正面撞擊固定試驗臺，經(jīng)時間ti = 0.i0 s 碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰好爆開.忽略撞擊過程中地面阻力的影響.(i)求此過程中試驗車受到試驗臺的沖量I。的大小及F。的大小；(2)若試驗車以速度 vi撞擊正前方另一質(zhì)量 m =i 600 kg、速度v2

5、=i8 km/h同向行駛的 汽車，經(jīng)時間t2 =0.i6 s兩車以相同的速度一起滑行.試通過計算分析這種情況下試驗車的安全氣囊是否會爆開.【答案】(1) 10 = 1.6 X104N- s ,1.6X105M ( 2)見解析【解析】【詳解】(1) V1 = 36 km/h = 10 m/s ,取速度V1的方向為正方向，由動量定理有Io = 0 m1V1 將已知數(shù)據(jù)代入式得I0 = 1.6 X41NDs由沖量定義有I0= F0t1將已知數(shù)據(jù)代入式得F0= 1.6 x510(2)設(shè)試驗車和汽車碰撞后獲得共同速度V,由動量守恒定律有m1V1+ m2V2 = (m1+ m2)v 對試驗車，由動量定理有

6、 一Ft2= m1V m1V1將已知數(shù)據(jù)代入式得F= 2.5 X412可見Fv F0,故試驗車的安全氣囊不會爆開.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m0=0.005kg的子彈以速度V0=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 取 10m/s2。求：(1)物塊的最大速度 Vi;(2)木板的最大速度 V2；(3)物塊在木板上滑動的時間t.Vo mm -i_iM【答案】(1) 3m/s ; (2) 1m/s ; (3) 0.5s?！窘馕?/p>

7、】(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：m0V0= ( m+m。)vi解得:V1=3m/s(2)當(dāng)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+m0) V1= (M+m+mo) V2。解得:(3)對木板，根據(jù)動量定理得:解得:V(3)對木板，根據(jù)動量定理得:解得:V2=1m/s(m+m0)gt =Mv 2-0t=0.5s.如圖甲所示，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

8、=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粘在一起不分開，C的vt圖象如圖乙所 示.求：C的質(zhì)量me；t=8s時彈簧具有的彈性勢能Epi412s內(nèi)墻壁對物塊 B的沖量大小IIrAin,s 9I不印航財萬卜一甲乙【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V1=9m/s,碰后速度大小為 V2=3m/s, C與A碰撞過 程動量守恒mev1 = (mA+ me)V2解得e的質(zhì)量me= 2kg.t=8s時彈簧具有的彈性勢能Ep1= (mA+ mc)V22=27J2B的沖量大小(3)取水平向左為正方向，根據(jù)動量定理，412sB的沖

9、量大小I=(mA+ mc)V3-(mA+ me) (-V2)=36N s.如圖，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B,放在光滑的水平面上，某時刻物體A獲得一大小為口。的水平初速度開始向右運動。已知物體A的質(zhì)量為m,物體B的質(zhì)量為2m,求：(1)彈簧壓縮到最短時物體B的速度大小；(2)彈簧壓縮到最短時的彈性勢能；A的沖量大小。(3)從AA的沖量大小。【答案】【答案】(1)【解析】【詳解】(1)彈簧壓縮到最短時，A和B共速，設(shè)速度大小為 v,由動量守恒定律有 TOC o 1-5 h z 血為= (rn +1得廿二百珈 (2)對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，由功能關(guān)系有廠 11% 二/可.加】+ 2m*得與 二不

10、?】說(3)對A由動量定理得-fA = mv-mv.如圖所示，長為1m的長木板靜止在粗糙的水平面上，板的右端固定一個豎直的擋板，長木板與擋板白總質(zhì)量為M =lkg,板的上表面光滑，一個質(zhì)量為 m= 0.5kg的物塊以大小為t0=4m/s的初速度從長木板的左端滑上長木板，與擋板碰撞后最終從板的左端滑離，擋板對物塊的沖量大小為2. 5N ? s,已知板與水平面間的動摩擦因數(shù)為=0.5,重力加速度為g=10m/s2,不計物塊與擋板碰撞的時間，不計物塊的大小。求：(1)物塊與擋板碰撞后的一瞬間，長木板的速度大??；(2)物塊在長木板上滑行的時間。5【答案】(1) 2.5m/s (2)6【解析】【詳解】(

11、1)設(shè)物塊與擋板碰撞后的一瞬間速度大小為v1根據(jù)動量定理有：I mv0 mv1解得：v1 1m/s設(shè)碰撞后板的速度大小為 v2,碰撞過程動量守恒，則有:mv0 Mv2 mv1解得：v2 2.5m/s(2)碰撞前，物塊在平板車上運動的時間：t1 一V0碰撞后，長木板以V2做勻減速運動，加速度大?。?-s4(m M )g2a - 7.5m/s1-s4(m M )g2a - 7.5m/sMa 31 在此時間內(nèi)，物塊運動的距離：為 v1t2 1m3 TOC o 1-5 h z 一一一一、15木板運動的距離：x21V2t2m212由于X X2 L,假設(shè)成立，木板停下后，物塊在木板上滑行的時間：t3L t

12、3L 為 x2-s4 5因此物塊在板上滑行的總時間為： t 11t2 t3 s 123 6.質(zhì)量為60 kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來；已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2 s,安全帶長5 m,(安全帶伸長量遠(yuǎn)小于其原長)不計空氣阻力影響，g取10 m/s2。求：人向下減速過程中，安全帶對人的平均作用力的大小及 方向?！敬鸢浮?00N,方向：豎直向上【解析】【詳解】選取人為研究對象，人下落過程有：v2=2gh,代入數(shù)據(jù)解得：v=10 m/s,緩沖過程由動量定理有：(F-mg) t=mv,解得：F mv mg ( 60 10 60 10) N 1100Nt1.2則

13、安全帶對人的平均作用力的大小為1100N,方向豎直向上。.起跳摸高是學(xué)生常進(jìn)行的一項活動。某中學(xué)生身高 1.80m,質(zhì)量70kgo他站立舉臂，手指摸到的高度為2.10m.在一次摸高測試中，如果他下蹲，再用力瞪地向上跳起，同時舉臂，離地后手指摸到高度為2.55m。設(shè)他從蹬地到離開地面所用的時間為0.7s。不計空氣阻力，(g=10m/s2).求：(1)他跳起剛離地時的速度大小；(2)從蹬地到離開地面過程中重力的沖量的大??；(3)上跳過程中他對地面平均壓力的大小。【答案】(1) 3m/s (2) ONT 1000N【解析】【分析】人跳起后在空中運動時機(jī)械能守恒，由人的重心升高的高度利用機(jī)械能守恒可求

14、得人剛離地時的速度；人在與地接觸時，地對人的作用力與重力的合力使人獲得上升的速度，由動量定理可求得地面對他的支持力，再由牛頓第三定律可求得他對地面的平均壓力 ；【詳解】(1)跳起后重心升高 仁2.55m - 2.1 Om = 0.45m1 TOC o 1-5 h z 1rp?根據(jù)機(jī)械能守恒定律： 一 7 ，解得：叫045小/ = 3m/s ；(2)根據(jù)沖量公式可以得到從蹬地到離開地面過程中重力的沖量的大小為：10X0.7N-= 49辦方向豎直向下；(3)上跳過程過程中，取向上為正方向，由動量定理=mvF = + mgn即： f - ,將數(shù)據(jù)代入上式可得F = 1.0 X 10噥根據(jù)牛頓第三定律

15、可知：對地面的平均壓力F = L0 * 1MN?！军c睛】本題中要明確人運動的過程，找出人起跳的高度及人在空中運動的高度，從而正確選擇物理規(guī)律求解。.高空作業(yè)須系安全帶.如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h (可視為自由落體運動).此后經(jīng)歷時間 t安全帶達(dá)到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，求：(1)整個過程中重力的沖量；(2)該段時間安全帶對人的平均作用力大小. 小圖罕【答案】(1)(2)1【解析】試題分析：對自由落體運動，有： h=解得：卜，二，則整個過程中重力的沖量 I=mg (t+t1)=mg (t+年)(2)規(guī)定向下為正方向

16、，對運動的全程，根據(jù)動量定理，有：mg (t1+t) - Ft=0解得： F=.如圖所示，質(zhì)量為M=5.0kg的小車在光滑水平面上以 為2根/耳速度向右運動，一人背 靠豎直墻壁為避免小車撞向自己，拿起水槍以生=九7n的水平速度將一股水流自右向左 射向小車后壁，射到車壁的水全部流入車廂內(nèi)，忽略空氣阻力，已知水槍的水流流量恒為 Q = 5.0X10 5m3” （單位時間內(nèi)流過橫截面的水流體積），水的密度為 p=10 x 10%g/相。求：（1）經(jīng)多長時間可使小車速度減為零；（2）小車速度減為零之后，此人繼續(xù)持水槍沖擊小車，若要維持小車速度為零，需提供多 大的水平作用力?！敬鸢浮浚?） 50s （2

17、） 0.2N【解析】解：（1）取水平向右為正方向，力4m/s由于水平面光滑，經(jīng)t時間，流入車內(nèi)的水的質(zhì)量為 m,m = pQ對車和水流，在水平方向沒有外力，動量守恒 網(wǎng)內(nèi)+陰力=0|由可得t=50s設(shè)4時間內(nèi)，水的體積為叫質(zhì)量為則/m =設(shè)小車隊水流的水平作用力為，根據(jù)動量定理戊=0 - 4鞏.力）| 由可得根據(jù)牛頓第三定律，水流對小車的平均作用力為尸尸，由于小車勻速，根據(jù)平衡條件T = F=0,2N.柴油打樁機(jī)的重錘由氣缸、活塞等若干部件組成，氣虹與活塞間有柴油與空氣的混合物.在重錘與樁碰攤的過程中，通過壓縮使混合物燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，從而使樁向下運動，錘向上運動.現(xiàn)把柴油打樁機(jī)和打樁過

18、程簡化如下：柴油打樁機(jī)重錘的質(zhì)量為m ,錘在樁帽以上高度為 h處（如圖1）從靜止開始沿豎直軌道自由落下，打在質(zhì)量為M（包括樁帽）的鋼筋混凝土樁子上，同時，柴油燃燒，產(chǎn)生猛烈推力，錘和樁分離，這過程的時間極短.隨后，樁在泥土中向下移動一距離l .已知錘反跳后到達(dá)最高點時，錘與已停下的樁子之間的距離也為 h （如圖2）.已知_3._32m 1.0 10 kg , M 2.0 10 kg , h 2.0m , l 0.2m ,重力加速度 g 10 m/s ,混合物的質(zhì)量不計，設(shè)樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力F是恒力，求：(1)重錘m與樁子M發(fā)生碰撞之前的速度 v1大小;(2)重錘m與樁子M發(fā)生碰后即將分離瞬間，樁子的速度V大小;(3)樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力F的大小.【答案】(1) vi 2而m/s (2)見解析(3) F 2.1 105N【解析】(1)錘自由下落，設(shè)碰樁前速度大小為vi,由動能定理得：12mgh mv1化簡彳導(dǎo):v2gh 2.10m/s即錘與樁碰撞前