2011-2018年高考物理试卷分类汇编023.动量和动量定理.pdf

第 23 节动量和动量定理1.2012 年天津卷9. （1）质量为 0.2kg 的小球竖直向下以6m/s 的速度落至水平地面，再以4m/s 的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为kg?m/s若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为N（g=10m/s2） 解析：取竖直向上为正方向则初动量为负末动量为正，动量变化为2)2.06(2.04pppkgm/s 12102.02.02mgtpFN 2.2014 年物理上海卷22A动能相等的两物体A、B 在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比vA vB =2: 1，则动量大小之比PAPB= ;两者碰后粘在一起运动，其总动量与A 原来动量大小之比 PPA= 答案】 12；11 【解析】动能221mvEk，由 vAvB=2: 1 ，可知两者质量之比14，所以动量的关系为：12；两者碰撞遵循动量守恒，其总动量与A 的动量等大反向，所以碰后的总动量与A 原来的动量之比为113.2017 年海南卷1光滑水平桌面上有P、Q 两个物块， Q 的质量是 P 的 n 倍将一轻弹簧置于P、Q 之间，用外力缓慢压P、Q。

撤去外力后， P、Q 开始运动， P 和 Q 的动量大小的比值为（ D ）A2nBnC1nD1 解析：由动量守恒定律得QPMvmv0，所以 P 和 Q 的动量大小的比值为1:1，D 正确4.2015 年理综重庆卷3高空作业须系安全带如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h （可视为自由落体运动）此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（ A ）A2mghmgtB2mghmgtCmghmgtDmghmgt解析：人下落h 高度为自由落体运动，由运动学公式22vgh，可知2vgh；缓冲过程（取向B h C A 上为正）由动量定理得()0()Fmg tmv，解得：2mghFmgt，故选 A5.2015 年理综北京卷18“ 蹦极 ” 运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（ A ）A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力解析：绳子从伸直到第一次下降至最低点的过程中，拉力逐渐增大，由牛顿第二定律mgTma可得，人先做加速度减小的加速运动，当mgT时加速度减小到0，人的速度最大，即动量最大，动能也最大。

此后人继续向下运动（Tmg） ，人做加速度增大的减速运动，动量一直减小到零，全程拉力向上，其冲量一直向上，选项A 正确、选项C 和 D 错误 B、拉力与运动方向相反，一直做负功，但动能先增大后减小，选项B 错误6.2018 年全国卷II、15高空坠物极易对行人造成伤害若一个50 g 的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（C）A10 N B102 N C103 N D104 N 解析：本题是一道估算题，要知道一层楼的高度大约3m，根据动能定理：221mvmgh得m/s10122431022ghv设向下为正，由受力分析，落地时鸡蛋受到重力和地面对鸡蛋的冲击力，由动量定理可得：mvNtmgt0联立方程解得N=103N 由牛顿第三定律可知该鸡蛋对地面产生的冲击力约为N=103N，选项 C 正确7.2018 年北京卷、 22 （16 分）2022 年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一 某滑道示意图如下，长直助滑道AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔接，滑道BC 高 h = 10 m，C 是半径 R = 20 m 圆弧的最低点。

质量 m = 60 kg 的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a = 4.5 m/s2，到达 B 点时速度vB = 30 m/s取重力加速度210 m/sg 1）求长直助滑道AB 的长度 L；（ 2）求运动员在AB 段所受合外力的冲量I 的大小；FNG 答图 2 （ 3）若不计 BC 段的阻力，画出运动员经过C 点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小解： （1）根据匀变速直线运动公式，有22100m2BALavv（ 2）根据动量定理，有1 8 0 0 NsBAImmvv（ 3）运动员经C 点时的受力分析如答图2 根据动能定理，运动员在BC 段运动的过程中，有：221122CBmghmmvv根据牛顿第二定律，有2NCFmgmRv得FN= 3900N 8.2013 年天津卷2我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m 接力三连冠观察发现，“ 接棒 ” 的运动员甲提前站在 “ 交捧 ” 的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功【答案】 B 【解析】本题主要考察能量（做功正负判断）、动量（动量定理、动量守恒）相关知识。

设甲乙两运动员的质量分别为m甲、m乙，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是v甲，v乙， 根据题意整个交接棒过程可以分为两部分： 完全非弹性碰撞过程“ 交棒 ” ；m甲v甲+m乙v乙=（m甲+m乙）v共 向前推出（人船模型）“ 接棒 ” （m甲+m乙）v共= m甲v甲+m乙v乙由上面两个方程联立可以解得：m甲 v甲= m乙 v乙，即 B 选项正确经历了中间的完全非弹性碰撞过程会有能量损失，C、D 选项错误9.2017 年新课标卷20一质量为2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动F 随时间 t 变化的图线如图所示，则At=1 s 时物块的速率为1 m/s Bt=2 s 时物块的动量大小为4 kg m/s Ct=3 s 时物块的动量大小为5 kg m/s Dt=4 s 时物块的速度为零0 t/sF/N 1 2 3 4 1 2 -1 答： AB 解析：由动量定理可得：Ft=mv ，解得mFtv， t=1 s 时物块的速率为m/s1212mFtv，故 A正确；在F-t 图中面积表示冲量，所以t=2 s 时物块的动量大小为m/s4kgm/s2kg2Ftp，t=3 s 时物块的动量大小为m/s3kgm/skg11-22）（p，t=4 s 时物块的动量大小为m/s2kgm/skg21-22）（p，所以 t=4 s 时物块的速度为1m/s，故 B 正确， C、D 错误。

10.2013 年天津卷10 （16 分）质量为m=4kg 的小物块静止于水平地面上的A 点，现用F=10N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B 点， A、B 两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数 =0.2，g 取 10m/s2，求：物块在力F 作用过程发生位移xl的大小：撤去力F 后物块继续滑动的时间t解析： （1）设物块受到的滑动摩擦力为F1，则 F1= mg 根据动能定理，对物块由A 到 B 整个过程，有F x1-F1x =0 代入数据，解得x1=16m （ 2）设刚撤去力F 时物块的速度为v，此后物块的加速度为a，滑动的位移为x2，则x2= x- x1 由牛顿第二定律得mFa1由匀变速直线运动公式得v2=2ax2 以物块运动方向为正方向，由动量定理，得-F1t=0-mv 代入数据，解得t=2s 11.2015 年理综天津卷10、 （16 分）某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v=1m/s 的恒定速度向右运动，现将一质量为m=2kg 的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数 =0.5，设皮带足够长，取g=10m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求（ 1）邮件滑动的时间t；（ 2）邮件对地的位移大小x；（ 3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W.答案： （1）0.2s；（2）0.1m； （3）-2J；解析： （1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则有：vmmgF取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有：0mvFt由式解得：s2.0t（2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有：0212mvFx由式并代入数据解得：m1 .0 x（3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则有：vts摩擦力对皮带做的功为：FsW由式代入相关数据解得：J2W12.2015 年理综安徽卷22 （14 分）一质量为0.5 kg 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=9 m/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7 m/s，碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止g 取 10 m/s2 1）求物块与地面间的动摩擦因数 ；（ 2）若碰撞时间为0.05 s，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）130 N； （3）9 J 解析： （1）由 A 到 B 做匀减速运动，2202BABvvax，由牛顿第二定律mgma， 联立得 =0.32（或根据动能定理2201122BABmvmvmgx，得 =0.32 ）（ 2）根据动量定理，取水平向左为正方向，有BBmvvmtF，代入数据，得130 NF（ 3）根据动能定理，2210BvmW，所以9 JW13.2016 年北京卷18.如图所示， 一颗人造卫星原来在椭圆轨道1 绕地球 E 运行，在 P 变轨后进入轨道 2 做匀速圆周运动下列说法正确的是A.不论在轨道1 还是在轨道2 运行，卫星在P 点的速度都相同B.不论在轨道1 还是在轨道2 运行，卫星在P 点的加速度都相同C.卫星在轨道1 的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2 的任何位置都具有相同动量【答案】 B A v0B P1 2 E【解析】从轨道1 变轨到轨道2，需要加速。

故v2pv1p；人造卫星在万有引力作用下绕地球运行，在任意位置2FFMaGmmr引合，无论在轨道1 还是轨道2，都是在P 点，与地球距离相等，加速度均相同，因此B 正确；在轨道1 不同的位置离地球距离不同，加速度大小不同，故C 不正确；动量是矢量，在轨道2 不同位置，卫星的速度方向不同，所以动量方向不同，则动量不相同，故D错误14.2016 年北京卷24 (20 分) （ 1） 动量定理可以表示为 p=F t，其中动量p 和力 F 都是矢量 在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y 两个方向上分别研究例如，质量为m 的小球斜射到木板上，入射的角度是 ，碰撞后弹出的角度也是 ，碰撞前后的速度大小都是v， 如图 1 所示碰撞过程中忽略小球所受重力a分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化 px、 py；b分析说明小球对木板的作用力的方向 2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒一束激光经S点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束和穿过介质小球的光路如图所示，图中O点是介质小球的球心，入射时光束和与SO 的夹角均为 ，出射时光束均与SO平行。

请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向a. 光束和强度相同；b. 光束比强度大答案】（ 1）a. 0 xP，2cosyPmv，方向沿y 轴正方。