高考物理動量定理解題技巧及練習(xí)題含解析一、高考物理精講專題動量定理mtt21．質(zhì)量為的小球，從沙坑上方自由下落，經(jīng)過時間到達(dá)沙坑表面，又經(jīng)過時間停1在沙坑里．求：⑴沙對小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落過mg(tt)2(2)mgt1I．總沖量程所受的【答案】(1)1t2【解析】AB試題分析：設(shè)剛開始下落的位置為，剛好接觸沙的位置為，在沙中到達(dá)的最低點(diǎn)為C.⑴在下落的全過程對小球用動量定理：t+t重力作用時間為，而阻力作用時間僅為，12t2以豎直向下為正方向，有：mg(t+t)-Ft=0,解得：方向豎直向上122⑵仍然在下落的全過程對小球以豎直向下為正方向，有：1方向豎直向上考點(diǎn)：沖量定理用動量定理：在tt2時間內(nèi)只有重力的沖量，在時間內(nèi)只有1總沖量（已包括重力沖量在內(nèi)），mgt1-I=0,∴I=mgt點(diǎn)評：本題考查了利用沖量定理計算物體所受力的方法．2．蹦床運(yùn)動是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項(xiàng)目。一個質(zhì)量為的60kg運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回離水3.2m5.0m平網(wǎng)面高1.2s若把這段時間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的作用處。已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時間為，力當(dāng)作恒力來處理，求此力的大小和方向。（g取10m/s2）【答案】1.5×103N；方向向上【解析】【詳解】設(shè)運(yùn)動員從h處下落，剛觸網(wǎng)的速度為1v2gh8m/s11h,運(yùn)動員反彈到達(dá)高度，網(wǎng)時速度為2v2gh10m/s22在接觸網(wǎng)的過程中,運(yùn)動員受到向上的彈力F和向下的重力mg，設(shè)向上方向?yàn)檎?，由動量定理?Fmg)tmvmv21得F=1.5×103N方向向上3．半徑均為R52m的四分之一圓弧軌道和如圖所示固定，兩圓弧軌道的最低端12R1kg1切線水平，兩圓心在同一豎直線上且相距，讓質(zhì)量為的小球從圓弧軌道的圓弧面5Ns1上某處由靜止釋放，小球在圓弧軌道上滾動過程中，合力對小球的沖量大小為，g重力加速度取10m/s2，求：11;（）小球運(yùn)動到圓弧軌道最低端時，對軌道的壓力大小22（）小球落到圓弧軌道上時的動能大小。15(22)N（）262.5J【答案】（）2【解析】【詳解】11（）設(shè)小球在圓弧軌道最低v點(diǎn)時速度大小為，根據(jù)動量定理有0Imv0v5m/s解得0在軌道最低端，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)mgmv02R2F52N解得22根據(jù)牛頓第三定律知，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮镕52N22（）1設(shè)小球從軌道拋出到達(dá)軌道2曲面經(jīng)歷的時t間為，水平位移：xvt0豎直位移：y12gt2由勾股定理：x2y2R2t1s解得豎直速度：vgt10m/sy可得小球的動能E1mv21mvv62.5J2222k0ym=0.45kg4．如圖所示，一質(zhì)量的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上．車頂右端放一質(zhì)量1m2=0.4kgm=0.05kgv=100的子彈以水平速度0的小物體，小物體可視為質(zhì)點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量0m/s射中小車左端，并留在車中，已知子彈與車相互作用時間極短，小物體與車間的動摩=0.55m/sg擦因數(shù)為μ，最終小物體以的速度離開小車．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．（2）小車的長度．4.5Ns【答案】（1）（2）5.5m【解析】①子彈進(jìn)入小車的過程中，子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，有：mv(mm)vv10m/s；，可解得0o0111Imvmv，4.5INs(或kgm/s)；對子彈由動量定理有：10②三物體組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律有：(mm)v(mm)vmv；0110122mgL1(mm)v21(mm)v21mv設(shè)小車長為，由能量守恒有：L222220110122L＝5.5m；聯(lián)立并代入數(shù)值得：點(diǎn)睛子彈擊中小車過程子彈與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可以求出小車，的速度根據(jù)動量定理可求子彈對小車的沖量；對子彈、物塊、小車組成的系統(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可以求出小車的長度．20225．北京將在年舉辦冬季奧運(yùn)，會滑雪運(yùn)動將速度與技巧完美地結(jié)合在一起，一直深3060kg受廣大觀眾的歡迎。始沿直線滑到阻力和空氣阻力，取g10m/s2，問：一質(zhì)量為的運(yùn)動員在高度為h80m，傾角為的斜坡頂端，從靜止開斜面底端。下運(yùn)動員可以看作質(zhì)點(diǎn)，收起滑雪杖，忽略滑過程摩擦（1）運(yùn)動員到達(dá)斜坡底端時的速率v；（2）運(yùn)動員剛到斜面底端時，重力的瞬時功率；（3）從坡頂滑到坡底的過程中，運(yùn)動員受到的重力的沖量?！敬鸢浮浚?）40m/s（2）1.2104W（3）4.8103Ns方向?yàn)樨Q直向下【解析】【分析】（1）根據(jù)牛頓第二定律或機(jī)械能守恒定律都可以求出到達(dá)底端的速度的大??；（2）根據(jù)功率公式進(jìn)行求解即可；（3）根據(jù)速度與時間關(guān)系求出時間，然后根據(jù)沖量公式進(jìn)行求解即可；【詳解】（1）滑雪者由斜面頂端滑到底端過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒：mgh12mv2到達(dá)底端時的速率為：v40m/s；（2）滑雪者由滑到斜面底端時重力的瞬時功率為：Pmgvsin301.2104W；G（3）滑雪者由斜面頂端滑到底端過程中，做勻加速直線運(yùn)動根據(jù)牛頓第二定律mgsin300ma，可以得到：agsin305m/s2v08sa根據(jù)速度與時間關(guān)系可以得到：t則重力的沖量為：Imgt4.8103Ns，方向?yàn)樨Q直向下。G【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解末速度，注意瞬時功率的求法。6．質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s回，取豎直向上為正方向，的速度反向彈（1）求小球與地面碰撞前后的動量變化；（2）若小球與地面的作用時間為0.2s，則小球受到地面的平均作用力大??？（取g=10m/s2）．【答案】（1）2kg?m/s；方向豎直向上；（2）12N；方向豎直向上；【解析】【分析】【詳解】p=m(v)=0.2×(－6)kg·m/s=－1.2kg·m/s（1）小球與地面碰撞前的動量為：1－1小球與地面碰撞后的動量為p2=mv2=0.2×4kg·m/s=0.8kg·m/sΔp=pp=2kg·m/s小球與地面碰撞前后動量的變化量為－21（2）由動量定理得－(Fmg)Δt=Δppt2N＋0.2×10N=12N，方向豎直向上．F=mg=所以＋0.270kg7．質(zhì)量為的人不慎從高空支架上跌落，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛在空中．已知人先自由下落3.2m，安全帶伸直到原長，接著拉伸安全帶緩沖到最低點(diǎn)，緩沖時間為1s，取g=10m/s2【答案】1260N【解析】．求緩沖過程人受到安全帶的平均拉力的大?。驹斀狻咳讼侣?.2m時的速度大小為v2gh8.0m/s在緩沖過程中，取向上為正方向，由動量定理可得(Fmg)t0(mv)則緩沖過程人受到安全帶的平均拉力的大小mvFmg1260Ntm=0.2kg8．質(zhì)量為的小球v=6m/s豎直向下以的速度落至水平地面v=4m/s，再以的速度12反向彈回，小球與地面的作用時間t=0.2s，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）小球受到地面的平均作用力是多大？【答案】（1）2kg?m/s，方向豎直向上；（2）12N．【解析】（1）取豎直向上為正方向，碰撞地面前小球的動量1pmv1.2kg.m/s1pmv0.8kg.m/s碰撞地面后小球的動量22ppp2kg.m/s小球與地面碰撞前后的動量變化方向豎直向上21（2）小球與地面碰撞對小球的作用力F，，小球受到重力G和地面由動量定理FGtpF=12N得小球受到地面的平均作用力是9．如圖所示，質(zhì)量為m=0.5kg的木塊，以v=3.0m/s的速度滑上原來靜止在光滑水平面上0的足夠長的平板車，平板車的質(zhì)量M=2.0kg面表間的動摩擦因數(shù)μ=0.3，重力加速度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.10.6m/s20.8s【答案】（）（）【解析】【詳解】1（）木塊與平板車組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：mv0=(M+m)v，:v=0.6m/s解得2（）對平板車，由動量定律得：μmgt=Mv解得:t=0.8s，10．如圖所示質(zhì)量為的物塊以速度沿粗糙水平面滑向靜止在水平m=1.0kgAv=4.0m/s0M=2.0kgB，AB，．面上質(zhì)量為的物塊物塊和物塊碰撞時間極短碰后兩物塊粘在一起已知物塊和物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)兩物塊間的距離為L=1.75m，兩物塊與水平面間的動摩，ABμ=0.20，擦因數(shù)均為重力加速度求：g=10m/s.2（1）（2）（3）AB，物塊和物塊碰撞前的瞬間物塊的速度的大??；AvA，物塊和物塊碰撞的過程中物塊對物塊的沖量BABI；A，物塊和物塊碰撞的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能BΔE.【答案】（1）3m/s（2）2N·s，方向水平向右（3）ABA【解析】試題分析：物塊運(yùn)動到和物塊碰撞前的瞬間，根據(jù)動能定理求得物塊的速AB度；以物塊和物塊為系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒求得碰后兩物塊速度，再根據(jù)動量定理求得ABA物塊對物塊的沖量．以物塊和物塊為系統(tǒng)，B根據(jù)能量守恒求得系統(tǒng)損失的機(jī)械能．（1）物塊A運(yùn)動到和物塊B碰撞前的瞬間，根據(jù)動能定理得，解得（2）以物塊A和物塊B為系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒得：，以物塊B為研究對象，根據(jù)動量定理得：，解得，方向水平向右（3）以物塊A和物塊B為系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒得解得：、、，111．電磁彈射在電磁炮航天器艦載機(jī)等需要超高速的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用圖所2示為電磁彈射的示意圖．為了研究問題的方便，將其簡化為如圖所示的模型（俯視圖）．發(fā)射軌道被簡化為兩個固定在水平面上、間距為L且相互平行的金屬導(dǎo)軌，整個裝置處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的B勻強(qiáng)磁場中．發(fā)射導(dǎo)軌的左端為充電電路，已知電源m、的電動勢為，電E容器的電容為，C子彈載體被簡化為一根質(zhì)量為長度也為的金屬導(dǎo)Lr體棒，其電阻為．金屬導(dǎo)體棒，其電r金屬導(dǎo)體棒垂直放置于平阻為．行金屬導(dǎo)軌上，忽略一切摩阻擦力以及導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻．（1）發(fā)射前，將a．求電容器結(jié)束時所帶的電荷量b．開關(guān)接a，先對電容器進(jìn)行充電．SQ；充電y充電過程中電容器兩極板間的電壓隨電容器所帶電荷量發(fā)q生變化．請在圖中3畫出E；u-q圖像；并借（2）電容器充電后，將體棒離開軌道時發(fā)射結(jié)束．電容器所體棒離開軌道時的動能與電容器所釋放能量的比值定義為能量時，電容器的電量減小為充電結(jié)束時的一半，不計放電電來的磁場影響，求這次發(fā)射助圖像求出穩(wěn)定后電容器儲存的能量0b結(jié)束開關(guān)，電容器釋放的能量不能完全轉(zhuǎn)化為金屬導(dǎo)體棒的轉(zhuǎn)化效率．若某次發(fā)射通過導(dǎo)體棒放電，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動，導(dǎo)動能，將導(dǎo)結(jié)束流帶．過程中的能量轉(zhuǎn)化效率1B2L2C3m【答案】（1）a．QCE；b．；E2CE2（2）0【解析】Q（1）a、根據(jù)電義容的定CUQCE容器所帶電荷量電容器充電結(jié)束時其兩端電壓U等于電動勢E，解得電b、根據(jù)以上電容的定義可知uqC，畫出q-u圖像如圖所示：12EQ，E有圖像可知，穩(wěn)定后電容器儲存的能量為圖中陰影部分的面積E0012CE將Q代入解得E02）設(shè)從電容器開始放電至導(dǎo)體棒離開軌道時的時間為，放電的電荷量為Q，平均電（2t流為，導(dǎo)體棒離開軌道時的速度為vImv），根以導(dǎo)體棒為研究對象，根據(jù)動量定理BLItmv0，（或BLit據(jù)電流定義可知ItQ（或it