高考物理動(dòng)量定理題20套(帶答案)

高考物理動(dòng)量定理題20套(帶答案)一、高考物理精講專題動(dòng)量定理1．觀賞“煙火”表演是某地每年“春節(jié)”慶?；顒?dòng)的壓軸大餐。某型“禮花”底座僅0.2s的發(fā)射時(shí)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(jì)空氣阻力，g取10m/s2）(1)“禮花”發(fā)射時(shí)燃燒的火藥對(duì)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(diǎn)時(shí)爆炸成沿水平方向運(yùn)動(dòng)的兩塊（爆炸時(shí)炸藥質(zhì)量忽略不計(jì)），測(cè)得前后兩塊質(zhì)量之比為1：4，且炸裂時(shí)有大小為E=9000J的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能，則兩塊落地點(diǎn)間的距離是多少？【答案】(1)1550N；(2)900m【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)發(fā)射時(shí)燃燒的火藥對(duì)禮花彈的平均作用力為F，設(shè)禮花彈上升時(shí)間為t，則：解得對(duì)禮花彈從發(fā)射到拋到最高點(diǎn)，由動(dòng)量定理其中解得(2)設(shè)在最高點(diǎn)爆炸后兩塊質(zhì)量分別為m1、m2，對(duì)應(yīng)的水平速度大小分別為v1、v2，則：在最高點(diǎn)爆炸，由動(dòng)量守恒定律得由能量守恒定律得其中聯(lián)立解得之后兩物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，則豎直方向有水平方向有由以上各式聯(lián)立解得s=900m2．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(diǎn)）放在的木板左端，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。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(shí)間極短），木板足夠長(zhǎng)，g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(dòng)的時(shí)間t.【答案】（1）3m/s；（2）1m/s；（3）0.5s。【解析】【詳解】（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(dòng)量守恒得：m0v0=（m+m0）v1解得：v1=3m/s（2）當(dāng)子彈、物塊和木板三者速度相同時(shí)，木板的速度最大，根據(jù)三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：（m+m0）v1=（M+m+m0）v2。解得：v2=1m/s（3）對(duì)木板，根據(jù)動(dòng)量定理得：μ（m+m0）gt=Mv2-0解得：t=0.5s3．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體，初速度為v0，在水平合外力F（恒力）的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間t后，速度變?yōu)関t。(1)請(qǐng)根據(jù)上述情境，利用牛頓第二定律推導(dǎo)動(dòng)量定理，并寫出動(dòng)量定理表達(dá)式中等號(hào)兩邊物理量的物理意義。(2)快遞公司用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如圖所示。請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)分析說明這樣做的道理。【答案】詳情見解析【解析】【詳解】(1)根據(jù)牛頓第二定律,加速度定義解得即動(dòng)量定理,Ft表示物體所受合力的沖量，mvt-mv0表示物體動(dòng)量的變化(2)快遞物品在運(yùn)送途中難免出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，根據(jù)動(dòng)量定理在動(dòng)量變化相等的情況下，作用時(shí)間越長(zhǎng)，作用力越小。充滿氣體的塑料袋富有彈性，在碰撞時(shí)，容易發(fā)生形變，延緩作用過程，延長(zhǎng)作用時(shí)間，減小作用力，從而能更好的保護(hù)快遞物品。4．滑冰是青少年喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。如圖，兩個(gè)穿滑冰鞋的男孩和女孩一起在滑冰場(chǎng)沿直線水平向右滑行，某時(shí)刻他們速度均為v0＝2m/s，后面的男孩伸手向前推女孩一下，作用時(shí)間極短，推完后男孩恰好停下，女孩繼續(xù)沿原方向向前滑行。已知男孩、女孩質(zhì)量均為m＝50kg，假設(shè)男孩在推女孩過程中消耗的體內(nèi)能量全部轉(zhuǎn)化為他們的機(jī)械能，求男孩推女孩過程中：(1)女孩受到的沖量大?。?2)男孩消耗了多少體內(nèi)能量？【答案】(1)100N?s(2)200J【解析】【詳解】(1)男孩和女孩之間的作用力大小相等，作用時(shí)間相等，故女孩受到的沖量等于男孩受到的沖量，對(duì)男孩，由動(dòng)量定理得：I＝△P＝0-mv0＝-50×2＝-100N?s，所以女孩受到的沖量大小為100N?s；(2)對(duì)女孩，由動(dòng)量定理得100＝mv1-mv0，故作用后女孩的速度根據(jù)能量守恒知，男孩消耗的能量為；5．如圖所示，長(zhǎng)為1m的長(zhǎng)木板靜止在粗糙的水平面上，板的右端固定一個(gè)豎直的擋板，長(zhǎng)木板與擋板的總質(zhì)量為M=lkg，板的上表面光滑，一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的物塊以大小為t0=4m/s的初速度從長(zhǎng)木板的左端滑上長(zhǎng)木板，與擋板碰撞后最終從板的左端滑離，擋板對(duì)物塊的沖量大小為2.5N?s，已知板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5,重力加速度為g=10m/s2，不計(jì)物塊與擋板碰撞的時(shí)間，不計(jì)物塊的大小。求：（1）物塊與擋板碰撞后的一瞬間，長(zhǎng)木板的速度大??；（2）物塊在長(zhǎng)木板上滑行的時(shí)間。【答案】（1）2.5m/s（2）【解析】【詳解】(1)設(shè)物塊與擋板碰撞后的一瞬間速度大小為根據(jù)動(dòng)量定理有：解得：設(shè)碰撞后板的速度大小為，碰撞過程動(dòng)量守恒，則有：解得：(2)碰撞前，物塊在平板車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：碰撞后，長(zhǎng)木板以做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大?。涸O(shè)長(zhǎng)木板停下時(shí)，物塊還未滑離木板，木板停下所用時(shí)間：在此時(shí)間內(nèi)，物塊運(yùn)動(dòng)的距離：木板運(yùn)動(dòng)的距離：由于，假設(shè)成立，木板停下后，物塊在木板上滑行的時(shí)間：因此物塊在板上滑行的總時(shí)間為：6．在水平地面的右端B處有一面墻，一小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，質(zhì)量m＝0.5kg，AB間距離s＝5m，如圖所示．小物塊以初速度v0＝8m/s從A向B運(yùn)動(dòng)，剛要與墻壁碰撞時(shí)的速度v1＝7m/s，碰撞后以速度v2＝6m/s反向彈回．重力加速度g取10m/s2.求：(1)小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)若碰撞時(shí)間t＝0.05s，碰撞過程中墻面對(duì)小物塊平均作用力F的大?。敬鸢浮?1)0.15(2)130N【解析】【詳解】(1)從A到B過程，由動(dòng)能定理，有：－μmgs＝mv12－mv02可得：μ＝0.15.(2)對(duì)碰撞過程，規(guī)定向左為正方向，由動(dòng)量定理，有：Ft＝mv2－m(－v1)可得：F＝130N.7．用動(dòng)量定理處理二維問題時(shí)，可以在相互垂直的x、y兩個(gè)方向上分別進(jìn)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θ，碰撞后彈出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞過程中忽略小球所受重力。若小球與木板的碰撞時(shí)間為t，求木板對(duì)小球的平均作用力的大小和方向。【答案】，方向沿y軸正方向【解析】【詳解】小球在x方向的動(dòng)量變化為小球在y方向的動(dòng)量變化為根據(jù)動(dòng)量定理解得，方向沿y軸正方向8．如圖，質(zhì)量分別為m1＝10kg和m2＝2.0kg的彈性小球a、b用彈性輕繩緊緊的把它們捆在一起，使它們發(fā)生微小的形變，該系統(tǒng)以速度v0＝0.10m/s沿光滑水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻輕繩突然自動(dòng)斷開，斷開后，小球b停止運(yùn)動(dòng)，小球a繼續(xù)沿原方向直線運(yùn)動(dòng)。求：①剛分離時(shí)，小球a的速度大小v1；②兩球分開過程中，小球a受到的沖量I?！敬鸢浮竣?.12m/s；②【解析】【分析】根據(jù)“彈性小球a、b用彈性輕繩緊緊的把它們捆在一起，使它們發(fā)生微小的形變”、“光滑水平面”“某時(shí)刻輕繩突然自動(dòng)斷開”可知，本題考察類“碰撞”問題。據(jù)類“碰撞”問題的處理方法，運(yùn)用動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理等列式計(jì)算。【詳解】①兩小球組成的系統(tǒng)在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒，則：代入數(shù)據(jù)求得：②兩球分開過程中，對(duì)a，應(yīng)用動(dòng)量定理得：9．如圖所示，光滑水平面上放著質(zhì)量都為m的物塊A和B，A緊靠著固定的豎直擋板，A、B間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧（彈簧與A、B均不拴接），用手擋住B不動(dòng)，此時(shí)彈簧壓縮的彈性勢(shì)能為．在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩的長(zhǎng)略大于彈簧的自然長(zhǎng)度。放手后繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷，之后B繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后與向左勻速運(yùn)動(dòng)、速度為v0的物塊C發(fā)生碰撞，碰后B、C立刻形成粘合體并停止運(yùn)動(dòng)，C的質(zhì)量為2m。求：（1）B、C相撞前一瞬間B的速度大?。唬?）繩被拉斷過程中，繩對(duì)A的沖量I?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）由動(dòng)量守恒定律可知：得：（2）由能量守恒可得：得：動(dòng)量守恒：沖量：得：10．一個(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變化的圖像如圖2所示，已知物體在第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0.求：(1)前3s內(nèi)拉力F的沖量．(2)第2s末拉力F的功率．【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）由動(dòng)量定理有即前3s內(nèi)拉力F的沖量為（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，則在2s～6s內(nèi)，由動(dòng)量定理有設(shè)在1s～3s內(nèi)物體的加速度大小為a，則由牛頓第二定律有第2s末物體的速度為第2s末拉力F的功率為聯(lián)立以上方程可求出11．某汽車制造商研制開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率P=30kW的一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用型汽車，在某次性能測(cè)試中，汽車連同駕乘人員的總質(zhì)量m=2000kg，在平直路面上以額定功率由靜止啟動(dòng)，行駛過程中受到大小f=600N的恒定阻力.(1)求汽車的最大速度v；(2)若達(dá)到最大速度v后，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率立即改為P′=18kW，經(jīng)過一段時(shí)間后汽車開始以不變的速度行駛，求這段時(shí)間內(nèi)汽車所受合力的沖量I.【答案】（1）（2）方向與初速度的方向相反【解析】【詳解】（1）汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，有：F=f=600N根據(jù)

P=Fv

代入數(shù)據(jù)解得：v=50m/s(2)設(shè)功率改為

P′=18kW

時(shí)，則有：=30m/s根據(jù)動(dòng)量定理得：I=mv′?mv代入數(shù)據(jù)得：I=?4.0×104kg·m/s，負(fù)號(hào)表示方向與初速度的方向相反【點(diǎn)睛】（1）汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力等于阻力，根據(jù)P=Fv求解速度；（2）根據(jù)P=Fv求出功率改為P′=18kW的速度，然后根據(jù)動(dòng)量定理求出合外力的沖量．12．如圖所示，質(zhì)量為M=5.0kg的小車在光滑水平面上以速度向右運(yùn)動(dòng)，一人背靠豎直墻壁為避免小車撞向自己，拿起水槍以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（單位時(shí)間內(nèi)流過橫截面的水流體積），水的密度為。求：（1）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間可使小車速度減為零；（2）小車速度減為零之