高考物理专题汇编动量定理(一)含解析.docx

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1、高考物理专题汇编动量定理(一)含解析一、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)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W，则W=-kmgL-2kmg

2、L=-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．如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0kg和mB＝3.0kg。用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触。另有一物块C从t＝0时以一定速度向右运动，在t＝4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，C的v－t图象如图乙所示。求：（

3、1）C的质量mC；（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能Ep1，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I；（3）B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2。【答案】（1）2kg；（2）27J，36N·S；（3）9J【解析】【详解】（1）由题图乙知，C与A碰前速度为v1＝9m/s，碰后速度大小为v2＝3m/s，C与A碰撞过程动量守恒mCv1＝(mA＋mC)v2解得C的质量mC＝2kg。（2）t＝8s时弹簧具有的弹性势能E＝(m＋m)v22=27Jp11AC2取水平向左为正方向，根据动量定理，4~12s内墙壁对物块B的冲量大小I=(m＋m)v-(m＋m)（-v）=36N·SAC3A

4、C2（3）由题图可知，12s时B离开墙壁，此时A、C的速度大小v3＝3m/s，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大(m＋m)v＝(m＋m＋m)v4AC3ABC1(mA＋mC)v32＝1(mA＋mB＋mC)v42＋Ep222解得B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2＝9J。3．如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB与粗糙水平地面BC相切于B点。质量m=0.1kg的滑块甲从最高点A由静止释放后沿轨道AB运动,最终停在水平地面上的C点。现将质量m=0.3kg的滑块乙静置于B点,仍将滑块甲从A点由静止释放结果甲

5、在B点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D点。已知B、C两点间的距离x=2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,取g=10m/s,两滑块均视为质点。求:(1)圆弧轨道AB的半径R;(2)甲与乙碰撞后运动到【答案】(1)(2)【解析】D点的时间t【详解】（1）甲从B点运动到C点的过程中做匀速直线运动，有：vB2=2a1x1；根据牛顿第二定律可得：对甲从A点运动到B点的过程，根据机械能守恒：解得vB=4m/s；R=0.8m；（2）对甲乙碰撞过程，由动量守恒定律：；若甲与乙碰撞后运动到D点，由动量定理：解得t=0.4s4．一个质量为60千克的蹦床运动员从距离水平蹦床

6、网面上3.2米的高处自由下落，触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5米高处.已知运动员与网接触的时候为1.2秒。求运动员和网接触的这段时间内，网对运动员的平均作用力F（g取10m/s2）。【答案】1500N，方向竖直向上【解析】【详解】设运动员从h1处下落，刚触网的速度为v12gh18ms(方向向下)运动员反弹到达高度h2，离网时速度为v22gh210ms(方向向上)在接触网的过程中，运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，设向上方向为正，由动量定理有Fmgtmv2mv1解得F=1500N，方向竖直向上。5．两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B=0.5T的匀强磁场与

7、导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计．导轨间的距离l=0.20m，两根质量均m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω．在t=0时刻，两杆都处于静止状态．现有一与导轨平行，大小0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动．经过T=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2，求此时两金属杆的速度各为多少？【答案】8.15m/s1.85m/s【解析】设任一时刻两金属杆甲、乙之间的距