高中物理动量定理解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析一.docx

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1、高中物理动量定理解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析(1)一、高考物理精讲专题动量定理1．质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里．求：⑴沙对小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I．【答案】(1)mg(t1t2t2)(2)mgt1【解析】试题分析：设刚开始下落的位置为A，刚好接触沙的位置为B，在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为t1+t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有：mg(t+t)-Ft=0,解得：方向竖直向上122⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在t1

2、时间内只有重力的冲量，在t2时间内只有总冲量（已包括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有：mgt1-I=0,∴I=mgt1方向竖直向上考点：冲量定理点评：本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法．2．如图，一轻质弹簧两端连着物体A和B，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A获得一大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。123【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

3、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⑥3．冬奥会短道速滑接力比赛中，在光滑的冰面上甲运动员静止，以10m/s运动的乙运动员从后去推甲运动员，甲运动员以6m/s向前滑行，已知甲、乙运动员相互作用时间为1s，甲运动员质量m1=70kg、乙运动员质量m2=60kg，求：⑴乙运动员的速度大小；⑵甲、乙运动员间平均作用力的大小。【答案】(1)3m/s(2)F=420N【解析】【详解】（1）甲乙运动员的动量守恒，由动量守恒定律公式m1v1m2v2m1v1'm2v2'得：v2'3m/s（2）甲运动员的动量变化：pm1v1'-m1v1①对

4、甲运动员利用动量定理：pFt②由①②式可得：F=420N4．如图所示，质量为m=0.5kg的木块，以v0=3.0m/s的速度滑上原来静止在光滑水平面上的足够长的平板车，平板车的质量M=2.0kg。若木块和平板车表面间的动摩擦因数μ=0.3，重力加速度g=10m/s2，求：(1)平板车的最大速度；(2)平板车达到最大速度所用的时间.【答案】（1）0.6m/s（2）0.8s【解析】【详解】（1）木块与平板车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=(M+m)v，解得:v=0.6m/s（2）对平板车，由动量定律得：μmgt=Mv解得:t=0.8s5．质量为60kg的建筑

5、工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，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）N1100Nmg（60t1.2则安全带对人的平均作用力的大小为1100N，方向竖直向上。6．电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，图1所

6、示为电磁弹射的示意图．为了研究问题的方便，将其简化为如图2所示的模型（俯视图）．发射轨道被简化为两个固定在水平面上、间距为L且相互平行的金属导轨，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．发射导轨的左端为充电电路，已知电源的电动势为E，电容器的电容为C，子弹载体被简化为一根质量为m、长度也为L的金属导体棒，其电阻为r．金属导体棒，其电阻为r．金属导体棒垂直放置于平行金属导轨上，忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻．（1）发射前，将开关S接a，先对电容器进行充电．a．求电容器充电结束时所带的电荷量Q；b．充电过程中电容器两极板间的电压y随电容器所带电荷量q发生变化．请在图3中画

7、出u-q图像；并借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0；（2）电容器充电结束后，将开关b，电容器通过导体棒放电，导体棒由静止开始运动，导体棒离开轨道时发射结束．电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能，将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率．若某次发射结束时，电容器的电量减小为充电结束时的一半，不计放电电流带来的磁场影响，求这次发射过程中的能量转化效率．【答案】（1）a．QCE；b．12（2）B2L2C；E0CE3m2【