高考物理動量定理真題匯編（含答案）一、高考物理精講專題動量定理圖甲為光滑金屬導(dǎo)軌制成的斜面，導(dǎo)軌的間距為l=1m，左側(cè)斜面的傾角0=37。，右側(cè)斜面的中間用阻值為R二20的電阻連接。在左側(cè)斜面區(qū)域存在垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為=°.5T，右側(cè)斜面軌道及其右側(cè)區(qū)域中存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2二°?5T。在斜面的頂端e、f兩點(diǎn)分別用等長的輕質(zhì)柔軟細(xì)導(dǎo)線連接導(dǎo)體棒必，另一導(dǎo)體棒cd置于左側(cè)斜面軌道上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，ab棒和cd棒的質(zhì)量均為m=°.2kg，ab棒的電阻為［=20，cd棒的電阻為r2=40。已知t=0時(shí)刻起，cd棒在沿斜面向下的拉力作用下開始向下運(yùn)動（cd棒始終在左側(cè)斜面上運(yùn)動），而ab棒在水平拉力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，ab棒靜止時(shí)細(xì)導(dǎo)線與豎直方向的夾角0=37。。其中導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架。（1）請通過計(jì)算分析cd棒的運(yùn)動情況；⑵若t=0時(shí)刻起，求2s內(nèi)cd受到拉力的沖量；（3）3s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為2.88J，則此過程中拉力對cd棒做的功為多少?【答案】（l）cd棒在導(dǎo)軌上做勻加速度直線運(yùn)動；（2）1.6N?s；（3）43.2J【解析】【詳解】⑴設(shè)繩中總拉力為T，對導(dǎo)體棒ab分析，由平衡方程得：F二TsinO+BIlTcosO=mg解得：F=mgtanO+BIl=1.5+0.51由圖乙可知：F=1.5+0.2t則有：I=0.4tcd棒上的電流為:I=0.8tcd則cd棒運(yùn)動的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系：v=8t即cd棒在導(dǎo)軌上做勻加速度直線運(yùn)動。⑵ab棒上的電流為：I=0.4t則在2s內(nèi)，平均電流為0.4A,通過的電荷量為0.8C,通過cd棒的電荷量為1.6C由動量定理得：I+mgsinQ-BlI=mv-0Ft解得：I卩=1.6N?s(3)3s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的的熱量為Q=2.88J，則ab棒產(chǎn)生的熱量也為Q，cd棒上產(chǎn)生的熱量為8Q，則整個(gè)回路中產(chǎn)生的總熱量為28.8J，即3s內(nèi)克服安培力做功為28.8J而重力做功為：Wg=mgsin0=43.2J對導(dǎo)體棒cd，由動能定理得：W-W土W=—mv2-0F克安G2由運(yùn)動學(xué)公式可知導(dǎo)體棒的速度為24m/s解得：WF,=心乃如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的4光滑圓弧軌道AB與粗糙水平地面BC相切于B點(diǎn)。質(zhì)量m'=0.1kg的滑塊甲從最高點(diǎn)A由靜止釋放后沿軌道AB運(yùn)動，最終停在水平地面上的C點(diǎn)?，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.3kg的滑塊乙靜置于B點(diǎn),仍將滑塊甲從A點(diǎn)由靜止釋放結(jié)果甲在B點(diǎn)與乙碰撞后粘合在一起，最終停在D點(diǎn)。已知B、C兩點(diǎn)間的距離x'=2m,甲、乙與地面間的動摩擦因數(shù)分別為::1=0.4、=0.2,取g=10m/s,兩滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)。求：⑴圓弧軌道AB的半徑R;⑵甲與乙碰撞后運(yùn)動到D點(diǎn)的時(shí)間t【答案】(1)：「"(2)：八【解析】【詳解】(1)甲從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中做勻速直線運(yùn)動，有：vB2=2a1x1；根據(jù)牛頓第二定律可得:八1亭巾誡一對甲從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒：…解得vB=4m/s；R=0.8m；對甲乙碰撞過程，由動量守恒定律：：「門-■'；若甲與乙碰撞后運(yùn)動到D點(diǎn)，由動量定理：二：「：?！--V解得t=0.4s—質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，距離A點(diǎn)5m的位置B處是一面墻,如圖所示，物塊以町=9m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s，碰后以6m/s的速度反向運(yùn)動直至靜止.g取10m/s2-求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)“；⑵若碰撞時(shí)間為0.05s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F.【答案】(1)卩=0.32(2)F=130N【解析】試題分析：(1)對A到墻壁過程，運(yùn)用動能定理得：-'■■S-'.：■■'■'.■，代入數(shù)據(jù)解得：11=0.32.規(guī)定向左為正方向，對碰墻的過程運(yùn)用動量定理得：FAt=mv'-mv,代入數(shù)據(jù)解得：F=130N.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，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)"=0.4。質(zhì)量m°=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，g取10m/s2。求：物塊的最大速度W；木板的最大速度v2；物塊在木板上滑動的時(shí)間t.巾mm―【答案】(1)3m/s；(2)1m/s；(3)0.5s?！窘馕觥俊驹斀狻孔訌椛淙胛飰K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)動量守恒得：（m+m0）v1=（M+m+m0）v2。解得：v2=1m/s（3）對木板，根據(jù)動量定理得：卩（m+m0）gt=Mv2-0解得：t=0.5s5．一個(gè)質(zhì)量為60千克的蹦床運(yùn)動員從距離水平蹦床網(wǎng)面上3.2米的高處自由下落，觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5米高處.已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時(shí)候?yàn)?.2秒。求運(yùn)動員和網(wǎng)接觸的這段時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)對運(yùn)動員的平均作用力F（g取10m/s2）。【答案】1500N,方向豎直向上【解析】【詳解】設(shè)運(yùn)動員從久處下落，剛觸網(wǎng)的速度為vi=^^sh=8m/s（方向向下）運(yùn)動員反彈到達(dá)高度h2，離網(wǎng)時(shí)速度為v2=J2gh2=10m/s（方向向上）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?F—mg)t=mv—(-mv)21解得F=1500N，方向豎直向上。如圖所示，真空中有平行正對金屬板A、B,它們分別接在輸出電壓恒為U=91V的電源兩端，金屬板長U10cm、兩金屬板間的距離d=3.2cm.A、B兩板間的電場可以視為勻強(qiáng)電場?，F(xiàn)使一電子從兩金屬板左側(cè)中間以v0=2.0x1°7m/s的速度垂直于電場方向進(jìn)入電場，然后從兩金屬板右側(cè)射出。已知電子的質(zhì)量m=0.91x10-30kg，電荷量e=1.6x10-i9C，兩極板電場的邊緣效應(yīng)及電子所受的重力均可忽略不計(jì)（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），求：（1）電子在電場中運(yùn)動的加速度a的大小；（2）電子射出電場時(shí)在沿電場線方向上的側(cè)移量y；（3）從電子進(jìn)入電場到離開電場的過程中，其動量增量的大小。

【答案】(1)5.0x10i4m/s2；(2)0.63m；(3)2.3xl0-24kg-m/s。【解析】【詳解】(1)設(shè)金屬板A、B間的電場強(qiáng)度為E,則E二三，根據(jù)牛頓第二定律，有dEe=ma91x91x1.6x10-19a=Ee==m/s2=5.0x1014m/s2mdm3.2x10-2x0.91x10-30(2)電子以速度v0進(jìn)入金屬板A、B間，在垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，電子在電場中運(yùn)動的時(shí)間為L0.1t==s=5.0x10-9sv2.0x1070電子射出電場時(shí)在沿電場線方向的側(cè)移量y=—at22代入數(shù)據(jù)y二1x5.0x1014x(5.0x10-9)2cm二0.63cm2<從電子進(jìn)入電場到離開電場的過程中，由動量定理，有Eet-Ap其動量增量的大小eUL1.60x10-19x91x0.1nqmi/Ap==kg-m/s=2.3x10-24kg-m/sdv3.2x10-2x2.0x1070如圖，A、B、C三個(gè)木塊的質(zhì)量均為m,置于光滑的水平面上，B、C之間有一輕質(zhì)彈簧，彈簧的兩端分別與木塊B、C相連，彈簧處于原長狀態(tài).現(xiàn)A以初速％沿B、C的連線方向朝B運(yùn)動，與B相碰并粘合在一起，碰撞時(shí)間極短、大小為t.n叵mmfw(1)A、B碰撞過程中，求A對B的平均作用力大小F.⑵在以后的運(yùn)動過程中，求彈簧具有的最大彈性勢能E.pmv1【答案】⑴F=°⑵E=mv22tP120

【解析】【詳解】⑴設(shè)人、B碰撞后瞬間的速度為V]，碰撞過程人、B系統(tǒng)動量守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律有：mv0二2mv]]解得v二v]20設(shè)人、B碰撞時(shí)的平均作用力大小為F,對B有Ft=mv]-°mv解得F二寸(2)當(dāng)人、B、C具有共同速度v時(shí)，彈簧具有最大彈性勢能，設(shè)彈簧的最大彈性勢能為Ep，碰后至A、B、C速度相同的過程中，系統(tǒng)動量守恒，有mv°二3mv]]根據(jù)碰后系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得懇-2mv2二-3mv2+E2]2p解得：E解得：E二p]mv212°質(zhì)量為70kg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(shí)間為1s,取g=10m/s2.求緩沖過程人受到安全帶的平均拉力的大小.【答案】1260N【解析】【詳解】人下落3.2m時(shí)的速度大小為v=\：'2gh=8.°m/s在緩沖過程中，取向上為正方向，由動量定理可得(F-mg)t=°-(-mv)則緩沖過程人受到安全帶的平均拉力的大小mvF=一+mg=1260Nt質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛起來；已知彈性安全帶的緩沖時(shí)間是1.2s,安全帶長5m,(安全帶伸長量遠(yuǎn)小于其原長)不計(jì)空氣阻力影響，g取10m/s2。求：人向下減速過程中，安全帶對人的平均作用力的大小及方向。【答案】100N，方向：豎直向上【解析】【詳解】選取人為研究對象，人下落過程有：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：F=mV+mg=(+60xlO)N=1100Nt1.2則安全帶對人的平均作用力的大小為1100N,方向豎直向上。如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車人，質(zhì)量mA=4kg,上表面光滑，小車與地面間的摩擦力極小，可以忽略不計(jì)，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于人的上表面，B的質(zhì)量mB=2kg，現(xiàn)對A施加一個(gè)水平向右的恒力F=10N,A運(yùn)動一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下繼續(xù)運(yùn)動，碰撞后經(jīng)時(shí)間t=0.6s,二者的速度達(dá)到v=2m/s，求：A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大??；A、B碰撞前瞬間，A的速度vA的大小?！敬鸢浮?1)1m/s；(2)1.5m/s?！窘馕觥俊驹斀狻緼、B碰撞后共同運(yùn)動過程中，選向右的方向?yàn)檎蓜恿慷ɡ淼茫篎t=(mA+mB)vt-(mA+mB)v,代入數(shù)據(jù)解得：v=1m/s；碰撞過程系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：mAvA=(mA+mB)v，代入數(shù)據(jù)解得：vA=1.5m/s；一壘球手水平揮動球棒，迎面打擊一以速度"'水平飛來的壘球，壘球隨后在離打擊點(diǎn)水平距離為川的壘球場上落地。設(shè)壘球質(zhì)量為0.81kg，打擊點(diǎn)離地面高度為2.2m，球棒與壘球的作用時(shí)間為0.010s，重力加速度為，求球棒對壘球的平均作用力的大小?！敬鸢浮?00N【解析】【詳解】1由題意可知，壘球被擊后做平拋運(yùn)動，豎直方向：h」gt2輕2所以水平方向：x=vt30x_v—y—2-45m/j所以球被擊后的速度：：選取球被擊出后的速度方向?yàn)檎较?，貝y：v0=-5m/s設(shè)平均作用力為F,貝呱Ft0=mv-mv0代入數(shù)據(jù)得：F=900N【點(diǎn)睛】此題主要考查平拋運(yùn)動與動量定理的應(yīng)用，其中正確判斷出壘球被擊后做平拋運(yùn)動是解答的關(guān)鍵；應(yīng)用動量定理解題時(shí)注意正方向?—質(zhì)量為100g的小球從1.25m高處自由下落到一厚軟墊上.若小球從接觸軟墊到小球陷至最低點(diǎn)經(jīng)歷了0.02s，則這段時(shí)間內(nèi)軟墊對小球的平均作用力是多大？（不計(jì)空