高考物理动量定理的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案).docx

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1、高考物理动量定理的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理1．如图甲所示，平面直角坐标系中，0≤x≤l、0≤y≤2l的矩形区域中存在交变匀强磁场，规定磁场垂直于纸面向里的方向为正方向，其变化规律如图乙所示，其中B00均未知。和T比荷为c的带正电的粒子在点（0，l）以初速度v0沿+x方向射入磁场，不计粒子重力。（1）若在t=0时刻，粒子射入；在t

2、。（3）若B0=2v0，T0l，在x>l的区域施加一个沿-x方向的匀强电场，在tT0时刻lcv04入射的粒子，最终从入射点沿-x方向离开磁场，求电场强度的大小。【答案】（1）B0v0；（2）T0l4v02cl；（3）En0,1,2L.v02n1cl【解析】【详解】设粒子的质量为m，电荷量为q，则由题意得cqm（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动半径为R，根据几何关系和牛顿第二定律得：Rlqv0B0mv02Rv0解得B0cl（2）设粒子运动的半径为R1，由牛顿第二定律得qv0B0mv02R1l解得R12临界情况为：粒子从t0时刻射入，并且

3、轨迹恰好过0,2l点，粒子才能从y轴射出，如图所示设粒子做圆周运动的周期为T，则T2mlqB0v0由几何关系可知，在tT0内，粒子轨迹转过的圆心角为2对应粒子的运动时间为t1T1T22分析可知，只要满足t1≥T0，就可以使粒子离开磁场时的位置都不在y轴上。2联立解得T0lT，即T0；v0（3）由题意可知，粒子的运动轨迹如图所示设粒子的运动周期为T，则T2mlqB0v0在磁场中，设粒子运动的时间为t2，则t21T1T44由题意可知，还有t2T0T044解得T0lT，即T0v0设电场强度的大小为E，在电场中，设往复一次所用的时间为t3，则根据动

4、量定理可得Eqt32mv0其中t3n1T0n0,1,2L24v02n0,1,2L解得E2n1cl2．一质量为m的小球，以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固3定斜面上，并立即沿反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的.求在碰撞过程4中斜面对小球的冲量的大小．【答案】7mv02【解析】【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚要碰撞斜面时小球速度为v，由题意知v的方向与竖直线的夹角为30°，且水平分量仍为v0，由此得v＝2v0.碰撞过程中，小球速度由v变为反向的3v，碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定理，设反弹速

5、度的方向为正方43向，则斜面对小球的冲量为I＝m(v)－m·(－v)4解得I＝7mv0.23．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

6、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，F1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tm，求此过程中物块2k所受合力对时间t的平均值．【答案】（1）F1=1.0NF2=0.8N2xv0v时，F1=F23）F2kA，；（）当vt2；（．【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

7、N1.0Nt2.0物块在加速运动过程中，应用动能定理有：F2gx1mvt22mvt21.02.020.8N解得：F222.5N2x(2)物块在运动过程中，应用动量定理有：Ft1mvmv0解得：F1m(vv0)t物块在运动过程中，应用动能定理有：F2x1mv21mv0222m(v2v02)解得：F22x当F1F2时，由上两式得：vxv0vt2(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：W1kAgA1kA222设物块的初速度为v0，由动能定理得：W01mv022解得：v0Akm设在t时间内物块所受平均力的大小为F，由动量定理得：

8、Ft0mv0由题已知条件：tm2k2kA解得：F4．如图所示,两个小球A和B质量分别是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面