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)含解析.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)含解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点离地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成30，由静止释放小球，经过时间t小球到达最低点，细绳刚好被拉断，小球水平抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g。(1)求细绳的最大承受力；(2)求从小球释放到最低点的过程中，细绳对小球的冲量大小；(3)小明同学认为细绳的长度越长，小球抛的越远；小刚同学则认为细绳的长度越短，小球抛的越远。请通过计算，说

2、明你的观点。【答案】（1）F=2mg；（22m2gL；（3）当LH）IFmgt时小球抛的最远2【解析】【分析】【详解】(1)小球从释放到最低点的过程中，由动能定理得mgLsin301mv220小球在最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得Fmgmv02L解得：F=2mg(2)小球从释放到最低点的过程中，重力的冲量IG=mgt动量变化量pmv0由三角形定则得，绳对小球的冲量IFmgt2m2gL(3)平抛的水平位移xv0t，竖直位移HL1gt22解得x2L(HL)当LH时小球抛的最远22．如图所示，一光滑

3、水平轨道上静止一质量为M＝3kg的小球B．一质量为m＝1kg的小球A以速度v0＝2m/s向右运动与B球发生弹性正碰，取重力加速度g＝10m/s2．求：（1）碰撞结束时A球的速度大小及方向；（2）碰撞过程A对B的冲量大小及方向．【答案】（1）－1m/s，方向水平向左（2）3N·s，方向水平向右【解析】【分析】A与B球发生弹性正碰，根据动量守恒及能量守恒求出碰撞结束时A球的速度大小及方向；碰撞过程对B应用动量定理求出碰撞过程A对B的冲量；解：（1）碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得：mv0mvAMvB1m

4、v021mvA21MvB2222联立可解得：vB1m/s，vA1m/s负号表示方向水平向左（2）碰撞过程对B应用动量定理可得：IMvB0可解得：I3Ns方向水平向右3．汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一．设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开．某次试验中，质量m=1600kg的试验车1以速度v1=36km/h正面撞击固定试验台，经时间t1=0.10s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开．忽略撞击过程中地面阻力的影响．（1）求此过程中试验车受到试验

5、台的冲量I的大小及F的大小；00（2）若试验车以速度v1撞击正前方另一质量2=1600kg、速度v2=18km/h同向行驶的m汽车，经时间t2=0.16s两车以相同的速度一起滑行．试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开．【答案】（1）I0=1.6×104N·s，1.6×105N；（2）见解析【解析】【详解】（1）v1=36km/h=10m/s，取速度v1的方向为正方向，由动量定理有－I0=0－m1v1①将已知数据代入①式得I0=1.6×410N·s②由冲量定义有I0=F0t1③将已知数据

6、代入③式得F0=1.6×510N④（2）设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v，由动量守恒定律有m1v1+m2v2=(m1+m2)v⑤对试验车，由动量定理有－Ft2=m1v－m1v1⑥将已知数据代入⑤⑥式得F=2.5×410N⑦可见F＜F0，故试验车的安全气囊不会爆开⑧4．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

7、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，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

8、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）F12xv0v122kA=1.0N，F=0.8N；（2）当vt2时，F=F；（3）F．【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：F1mvt1.02.0N1.0Nt2.0物块在加速运动过程中，应用动能定理有：F2gx1mvt22mvt21.02.02解得：F22N0.8N2x2.5(2)物块在运动过程中，应用动量定理有：Ftmvmv10m(vv0)解得：F1