高考物理动量定理抓分训练.docx

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1、高考物理动量定理抓分精品训练一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列，质量均为m，人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L时停。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞吋间很短，忽咯空气阻力，求：(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功；(2)人给第一辆车水平冲量的大小。【答案】(1)-3kmgL；(2)m10kgL。【解析】【分析】【详解】(1)

2、设运动过程中摩擦阻力做的总功为W，则W=-kmgL-2kmgL=-3kmgL即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL。(2)设第一辆车的初速度为v0，第一次碰前速度为v1，碰后共同速度为v2，则由动量守恒得mv1=2mv2kmgL1mv121mv0222k(2m)gL01(2m)v222由以上各式得v010kgL所以人给第一辆车水平冲量的大小Imv0m10kgL2．如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R=0.1m，半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1kg的小球B，水平面上有

3、一个质量为M=0.3kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞．设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（1）两小球碰前A的速度；（2）球碰撞后B,C的速度大小；（3）小球B运动到最高点C时对轨道的压力；【答案】（1）2m/s（2）vA＝1m/s，vB＝3m/s（3）4N，方向竖直向上【解析】【分析】【详解】（1）选向右为正，碰前对小球A的运动由动量定理可得：–μMgt＝Mv–Mv0解得：v＝2m/s（2

4、）对A、B两球组成系统碰撞前后动量守恒，动能守恒：MvMvAmvB1Mv21MvA21mvB2222解得：vA＝1m/svB＝3m/s（3）由于轨道光滑，B球在轨道由最低点运动到C点过程中机械能守恒：1mvB21mvC2mg2R22在最高点C对小球B受力分析，由牛顿第二定律有：解得：FN＝4NmgFNmvC2R由牛顿第三定律知，FN'＝FN＝4N小球对轨道的压力的大小为3N，方向竖直向上．3．如图所示，光滑水平面上有一轻质弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，滑块A以v0＝12m/s的水平速度撞上静止的滑块B并粘在一起

5、向左运动，与弹簧作用后原速率弹回，已知A、B的质量分别为m1＝0.5kg、m2＝1.5kg。求：①A与B撞击结束时的速度大小v；②在整个过程中，弹簧对A、B系统的冲量大小I。【答案】①3m/s；②12N?s【解析】【详解】①A、B碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向由动量守恒定律得m1v0=（m1+m2）v代入数据解得v=3m/s②以向左为正方向，A、B与弹簧作用过程由动量定理得I=（m1+m2）（-v）-（m1+m2）v代入数据解得I=-12N?s负号表示冲量方向向右。4．如图，一轻质弹簧两端连着物体A和BA

6、获得一大，放在光滑的水平面上，某时刻物体小为的水平初速度开始向右运动。已知物体A的质量为m，物体B的质量为2m，求：(1)弹簧压缩到最短时物体B的速度大小；(2)弹簧压缩到最短时的弹性势能；(3)从A开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，弹簧对A的冲量大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】(1)弹簧压缩到最短时，A和B共速，设速度大小为v，由动量守恒定律有①得②(2)对A、B和弹簧组成的系统，由功能关系有③得④(3)对A由动量定理得⑤得⑥5．用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x

7、、y两个方向上分别进行研究。如图所示，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θθ，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为t，求木板对小球的平均作用力的大小和方向。【答案】F2mvcos，方向沿y轴正方向t【解析】【详解】小球在x方向的动量变化为pxmvsinmvsin0小球在y方向的动量变化为pymvcos(mvcos)2mvcos根据动量定理Ftpy2mvcos，方向沿y轴正方向解得Ft6．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带

8、的保护，使他悬挂起来；已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，（安全带伸长量远小于其原长）不计空气阻力影响，g取10m/s2。求：人向下减速过程中，安全带对人的平均作用力的大小及方向。【答案】100N，方向：竖直向上【解析】【详解】选取人为研究对象，人下落过程有：v2=2gh，代入数据解得：v=10m/s，缓冲过程由动量定理有：（F-mg）t=mv，解得：Fmv601010）