(物理)物理動量定理試題類型及其解題技巧

(物理)物理動量定理試題種類及其解題技巧(物理)物理動量定理試題種類及其解題技巧7/7(物理)物理動量定理試題種類及其解題技巧（物理）物理動量定理試題種類及其解題技巧一、高考物理精講專題動量定理1．以以下圖，靜置于水平川面上的二輛手推車沿向來線擺列，質(zhì)量均為m，人在極短的時間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運動，當(dāng)車運動了距離L時與第二輛車相碰，兩車以共同速度連續(xù)運動了距離L時停。車運動時遇到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加快度為g，若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生互相作用，碰撞吋間很短，忽咯空氣阻力，求：(1)整個過程中摩擦阻力所做的總功；(2)人給第一輛車水平?jīng)_量的大小。【答案】(1)-3kmgL；(2)m10kgL?！痉治觥俊痉治觥俊驹斀狻?1)設(shè)運動過程中摩擦阻力做的總功為W，則W=-kmgL-2kmgL=-3kmgL即整個過程中摩擦阻力所做的總功為-3kmgL。(2)設(shè)第一輛車的初速度為v0，第一次碰前速度為v1，碰后共同速度為v2，則由動量守恒得mv1=2mv2kmgL1mv121mv0222k(2m)gL01(2m)v222由以上各式得v010kgL因此人給第一輛車水平?jīng)_量的大小Imv0m10kgL2．以以下圖，圓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v0＝12m/s的水平速度撞上靜止的滑塊B并粘在一同向左運動，與彈簧作用后原速率彈回，已知A、B的質(zhì)量分別為m1＝0.5kg、m2＝1.5kg。求：①A與B撞擊結(jié)束時的速度大小v；②在整個過程中，彈簧對A、B系統(tǒng)的沖量大小I?！敬鸢浮竣?m/s；②12N?s【分析】【詳解】①A、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m1v0=（m1+m2）v代入數(shù)據(jù)解得v=3m/s②以向左為正方向，A、B與彈簧作用過程由動量定理得I=（m1+m2）（-v）-（m1+m2）v代入數(shù)據(jù)解得I=-12N?s負(fù)號表示沖量方向向右。3．以以下圖，一質(zhì)量m1=0.45kg的平頂小車靜止在圓滑的水平軌道上．車頂右端放一質(zhì)量m=0.4kg的小物體，小物體可視為質(zhì)點．現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.05kg的子彈以水平速度v=100200m/s射中小車左端，并留在車中，已知子彈與車互相作用時間極短，小物體與車間的動摩擦因數(shù)為μ，最后小物體以5m/s的速度走開小車．g取10m/s2．求：1）子彈從射入小車到相對小車靜止的過程中對小車的沖量大?。?）小車的長度．【答案】（1）4.5Ns（2）【分析】①子彈進(jìn)入小車的過程中，子彈與小車構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，有：m0vo(m0m1)v1，可解得v110m/s；對子彈由動量定理有：Imv1mv0，s(或kgm/s)；②三物體構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律有：(m0m1)v1(m0m1)v2m2v；設(shè)小車長為L，由能量守恒有：m2gL1(m0m1)v121(m0m1)v221m2v2222聯(lián)立并代入數(shù)值得L＝；點睛：子彈擊中小車過程子彈與小車構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律能夠求出小車的速度，依據(jù)動量定理可求子彈對小車的沖量；對子彈、物塊、小車構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，對系統(tǒng)應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律能夠求出小車的長度．4．汽車碰撞試驗是綜合談?wù)撈嚢踩阅艿挠行Х椒ㄖ唬O(shè)汽車在碰撞過程中遇到的平均撞擊力達(dá)到某個臨界值F0時，安全氣囊爆開．某次試驗中，質(zhì)量m=1600kg的試驗車1以速度v1=36km/h正面撞擊固定試驗臺，經(jīng)時間t1=0.10s碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰巧爆開．忽視撞擊過程中地面阻力的影響．（1）求此過程中試驗車遇到試驗臺的沖量I0的大小及F0的大??；（2）若試驗車以速度v1撞擊正前面另一質(zhì)量2=1600kg、速度v2=18km/h同向行駛的m汽車，經(jīng)時間t2=0.16s兩車以同樣的速度一同滑行．試經(jīng)過計算分析這類狀況下試驗車的安全氣囊能否會爆開．【答案】（1）I0=1.6×104N·s，1.6×105N；（2）看法析【分析】【詳解】1）v1=36km/h=10m/s，取速度v1的方向為正方向，由動量定理有－I0=0－m1v1①將已知數(shù)據(jù)代入①式得I0×410N·s②由沖量定義有I0=F0t1③將已知數(shù)據(jù)代入③式得F0×510N④（2）設(shè)試驗車和汽車碰撞后獲取共同速度v，由動量守恒定律有mv+mv=(m+m)v⑤112212對試驗車，由動量定理有－Ft2=m1v－m1v1⑥將已知數(shù)據(jù)代入⑤⑥式得×410N⑦可見F＜F0，故試驗車的安全氣囊不會爆開⑧5．一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平川面上的A點，距離A點5m的地點B處是一面墻，以以下圖.物塊以v0＝8m/s的初速度從A點沿AB方向運動，在與墻壁碰撞前瞬時的速度為7m/s，碰后以5m/s的速度反向運動直至靜止.g取10m/s2.(1)求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)若碰撞時間為，求碰撞過程中墻面對物塊均勻作使勁的大小F；(3)求物塊在反向運動過程中戰(zhàn)勝摩擦力所做的功W.【答案】（1）（2）F130N（3）W9J【分析】（1）由動能定理，有：mgs1mv21mv02可得0.32．22（2）由動量定理，有Ftmv'mv可得F130N．（3）W1mv'29J．2【考點定位】此題察看動能定理、動量定理、做功等知識6．質(zhì)量為m=0.2kg的小球豎直向下以v1=6m/s的速度落至水平川面，再以v2=4m/s的速度反向彈回，小球與地面的作用時間，取豎直向上為正方向，（取g=10m/s2）．求1）小球與地面碰撞前后的動量變化？2）小球遇到地面的均勻作使勁是多大？【答案】（1）2kg?m/s，方向豎直向上；（2）12N．【分析】（1）取豎直向上為正方向，碰撞地眼前小球的動量

p1

mv1

1.2kg.m/s碰撞地面后小球的動量

p2

mv2

0.8kg.m/s小球與地面碰撞前后的動量變化

pp2

p1

2kg.m/s

方向豎直向上（2）小球與地面碰撞，小球遇到重力

G和地面對小球的作使勁

F，由動量定理

FGt

p得小球遇到地面的均勻作使勁是

F=12N7．以以下圖，質(zhì)量為m=0.5kg的木塊，以v0的速度滑上本來靜止在圓滑水平面上的足夠長的平板車，平板車的質(zhì)量。若木塊和平板車表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，重力加快度g=10m/s2，求：(1)平板車的最大速度；(2)平板車達(dá)到最大速度所用的時間.【答案】（1）（2）【分析】【詳解】（1）木塊與平板車構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：mv0=(M+m)v，解得（2）對平板車，由動量定律得：mgt=Mv解得8．質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，因為彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來；已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2s，安全帶長5m，（安全帶伸長量遠(yuǎn)小于其原長）不計空氣阻力影響，g取10m/s2。求：人向下減速過程中，安全帶對人的均勻作使勁的大小及方向?！敬鸢浮?00N，方向：豎直向上【分析】【詳解】采納人為研究對象，人著落過程有：v2=2gh，代入數(shù)據(jù)解得：v=10m/s，緩沖過程由動量定理有：（F-mg）t=mv，解得：Fmvmg（60106010）N1100Nt則安全帶對人的均勻作使勁的大小為1100N，方向豎直向上。9．高空作業(yè)須系安全帶．假如質(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)生作使勁祖先著落的距離為h（可視為自由落體運動）．今后經(jīng)歷時間t安全帶達(dá)到最大伸長，若在此過程中該作使勁向來豎直向上，求：1）整個過程中重力的沖量；2）該段時間安全帶對人的均勻作使勁大?。敬鸢浮浚?）（2）【分析】試題分析：對自由落體運動，有：h=解得：，則整個過程中重力的沖量I=mg（t+t1）=mg（t+）（2）規(guī)定向下為正方向，對運動的全程，依據(jù)動量定理，有：mg（t1+t）﹣Ft=0解得：F=10．以以下圖，小球A系在細(xì)線的一端，細(xì)線的另一端固定在0點，0點到水平面的距離為h.物塊B的質(zhì)量是小球A的2倍，置于粗拙的水平面上且位于0點的正下方，物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ現(xiàn).拉動小球使細(xì)線水平挺直，小球由靜止開始開釋，運動到最低點時與物塊發(fā)生彈性正碰.小球與物塊均視為質(zhì)點，不計空氣阻力，重力加快度為g.求：(1)碰撞后，小球A反彈瞬時的速度大小；(2)物塊B在水平面上滑行的時間t.【答案】（1）gh（2）2gh84g【分析】（1）設(shè)小球的質(zhì)量為m，運動到最低點與物塊碰撞前的速度大小為v1，碰后A、B速度分別為v1和v2，碰撞前后的動量和機械都守恒，則有：mgh1mv122mv1mv12mv21mv121mv1212mv22222解得：v12gh，v222gh，33因此碰后A反彈瞬時速度大小為2gh；3（2）物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小F2mg，設(shè)物塊在水平面上滑行的時間為t，依據(jù)動量定量，有：Ft02mv222gh解得：t．3g點睛：此題綜合察看動量守恒定律、機械能守恒定律及動量定理，要注意正確分析物理過程，選擇適合的物理規(guī)律求解，要明確碰撞的基本規(guī)律是系統(tǒng)的動量守恒．11．一質(zhì)量為100g的小球從1.25m高處自由著落到一厚軟墊上．若小球從接觸軟墊到小球陷至最低點經(jīng)歷了，則這段時間內(nèi)軟墊對小球的均勻作使勁是多大？（不計空氣阻力，g=10m/s2）【答案】26N【分析】設(shè)小球剛落到軟墊瞬時的速度為v．對小球自由著落的過程，由機械能守恒可得：mgh=1mv2；2有：v2gh2101.25m/s5m/s采納小球接觸軟墊的過程為研究過程，取向下為正方向．設(shè)軟墊對小球的均勻作使勁為F，由動量定理有：（mg-F）t=0-mv得：Fmgmv0.150.11026Nt點睛：此題是緩沖種類，常常依據(jù)動量定理求解作使勁，要注意研究過程的采納，此題也能夠采納小球從開始著落到最低點整個過程研究，比較簡單.12．有一水龍頭以每秒

800g

水的流量豎直注入盆中

,盆放在磅秤上

,以以下圖．盆中本來無水，盆的質(zhì)量500g，注至5s注入盆中的水流的速度約為多大

末時，磅秤的讀數(shù)為?

57N，重力加快