高考必刷题物理动量定理题及解析.docx

物理】高考必刷题物理动量定理题及解析一、高考物理精讲专题动量定理1． 如图所示，静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列，质量均为 m，人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离 L 时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离 L 时停车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的 k 倍，重力加速度为 g，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞吋间很短，忽咯空气阻力，求：(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功；(2)人给第一辆车水平冲量的大小答案】 (1)-3kmgL； (2) m 10kgL 解析】【分析】【详解】(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为 W，则W=-kmgL-2kmgL=-3kmgL即整个过程中摩擦阻力所做的总功为 -3kmgL2)设第一辆车的初速度为 v0，第一次碰前速度为 v1，碰后共同速度为 v2，则由动量守恒得mv1=2mv2kmgL1 mv121 mv0222k (2 m)gL01 (2 m)v222由以上各式得v0 10kgL所以人给第一辆车水平冲量的大小I mv0 m 10kgL2． 如图所示 ,固定在竖直平面内的 4 光滑圆弧轨道 AB 与粗糙水平地面 BC 相切于 B 点。

质量 m =0.1kg 的滑块甲从最高点A 由静止释放后沿轨道AB 运动 ,最终停在水平地面上的C点现将质量m =0.3kg 的滑块乙静置于B 点 ,仍将滑块甲从A 点由静止释放结果甲在B 点与乙碰撞后粘合在一起 ,最终停在 D 点已知 B、 C两点间的距离 x =2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为 =0.4、 =0.2,取 g=10m/s ,两滑块均视为质点求 :10m / s ；(1)圆弧轨道 AB 的半径 R;(2)甲与乙碰撞后运动到D 点的时间 t【答案】 (1)(2)【解析】【详解】（1）甲从 B 点运动到C 点的过程中做匀速直线运动，有：vB21 1=2a x ；根据牛顿第二定律可得：对甲从 A 点运动到 B 点的过程，根据机械能守恒：解得 vB =4m/s； R=0.8m ；（2）对甲乙碰撞过程，由动量守恒定律：若甲与乙碰撞后运动到 D 点，由动量定理：；解得t=0.4s3． 如图所示，一质量 m1=0.45kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2=0.4 kg 的小物体，小物体可视为质点．现有一质量 m0 =0.05 kg 的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为 μ=0.5，最终小物体以5 m/s的速度离开小车．g 取10 m/s 2．求：（ 1）子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小．（ 2）小车的长度．【答案】（ 1） 4.5N s （ 2） 5.5m【解析】① 子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有：m0 vo (m0 m1 )v1 ，可解得 v1对子弹由动量定理有：Imv1mv0 ， I 4.5Ns ( 或 kgm/s) ；② 三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有：(m0 m1 )v1 (m0m1 )v2m2 v ；设小车长为 L，由能量守恒有：m2 gL1 ( m0 m1 )v121 (m0 m1 )v221 m2v2222联立并代入数值得 L＝ 5.5m；点睛 ：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车的速度 ，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度．4． 在某次短道速滑接力赛中，质量为 50kg 的运动员甲以 6m/s 的速度在前面滑行，质量为60kg 的乙以 7m/s 的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出，完成接力过程．设推后乙的速度变为 4m/s，方向向前，若甲、乙接力前后在同一直线上运动，不计阻力，求：⑴接力后甲的速度大小；⑵若甲乙运动员的接触时间为 0.5s ，乙对甲平均作用力的大小．【答案】（ 1） 9.6m/s ；（ 2） 360N；【解析】【分析】【详解】（1）由动量守恒定律得 m甲v甲 +m乙v乙 =m甲v甲 +m乙 v乙v甲 =9.6 m / s ；（2）对甲应用动量定理得 Ft m甲v甲 -m甲v甲F =360 N5． 一质量为 0.5kg 的小物块放在水平地面上的 A 点，距离 A 点 5 m 的位置 B 处是一面墙，如图所示 .物块以 v0＝ 8m/s 的初速度从 A 点沿 AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为2(1)求物块与地面间的动摩擦因数 μ；(2)若碰撞时间为 0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小 F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W.【答案】（ 1）0.32（ 2） F130N （ 3） W 9J【解析】（1）由动能定理，有：mgs1 mv21 mv02 可得0.32 ．22（2）由动量定理，有Ft mv mv可得 F 130N．（3） W1 mv29J ．2【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识6． 动能定理和动量定理不仅适用于质点在恒力作用下的运动，也适用于质点在变力作用下的运动，这时两个定理表达式中的力均指平均力，但两个定理中的平均力的含义不同，在动量定理中的平均力 F1 是指合力对时间的平均值，动能定理中的平均力 F2 是合力指对位移的平均值．(1)质量为 1.0kg 的物块，受变力作用下由静止开始沿直线运动，在2.0s 的时间内运动了2.5m 的位移，速度达到了2.0m/s ．分别应用动量定理和动能定理求出平均力F1 和 F2 的值．(2)如图 1 所示，质量为m 的物块，在外力作用下沿直线运动，速度由v0 变化到 v 时，经历的时间为 t ，发生的位移为x．分析说明物体的平均速度v 与 v0、 v 满足什么条件时，1F和 F2 是相等的．(3)质量为 m 的物块，在如图2 所示的合力作用下，以某一初速度沿x 轴运动，当由位置x=0 运动至 x=A 处时，速度恰好为 0，此过程中经历的时间为t2m ，求此过程中物块k所受合力对时间 t 的平均值．【答案】（ 1） F1 =1.0N， F2=0.8N；（ 2）当 vxv0v时， F1=F2；（ 3） F2kAt2．【解析】【详解】解： (1)物块在加速运动过程中，应用动量定理有：F1gtmvt解得： F1mvt1.02.0 N 1.0Nt2.0物块在加速运动过程中，应用动能定理有：F2 gx1mvt22解得： F2mvt21.02.022 x2N 0.8N2.5(2)物块在运动过程中，应用动量定理有：Ft1mvmv0解得： F1m(v v0 )t物块在运动过程中，应用动能定理有：F2 x1 mv 21 mv0222m(v2v02 )解得： F22x当 F1F2 时，由上两式得：x v0 vv2t(3)由图 2可求得物块由x0 运动至 xA过程中，外力所做的功为：W1 kAgA1 kA222设物块的初速度为v0，由动能定理得：W 01 mv022解得： v0A km设在 t 时间内物块所受平均力的大小为F ，由动量定理得： Ft 0 mv0由题已知条件： tm2k2kA解得： F7． 如图所示，质量 的小车 A 静止在光滑水平地面上，其上表面光滑，左端有一固定挡板。

可视为质点的小物块 B 置于 A 的最右端， B 的质量 现对小车 A 施加一个水平向右的恒力 F=20N，作用 0.5s 后撤去外力，随后固定挡板与小物块 B 发生碰撞假设碰撞时间极短，碰后 A、 B 粘在一起，继续运动求：（ 1）碰撞前小车 A 的速度；（ 2）碰撞过程中小车 A 损失的机械能。