高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案).docx

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1、高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理1．如图甲所示，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，所示。求：C的v－t图象如图乙（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

2、）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=(mA＋mC)v3-(mA＋mC)（-v2）=36N·S（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

3、A＋mC)v3＝(mA＋mB＋mC)v41(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。2．2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。嫦娥四号探测器在靠近月球表面时先做圆周运动进行充分调整，最终到达离月球表面很近的着陆点。为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月

4、面非常近的距离处进行多次调整减速，离月面高h处开始悬停（相对月球速度为零），对障碍物和坡度进行识别，并自主避障。然后关闭发动机，仅在月球重力作用下竖直下落，探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度为v，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图所示。已知月球的半径R，探测器质量为m0，引力常量为G。（1）求月球表面的重力加速度；（2）求月球的第一宇宙速度；（3）求月球对探测器的平均冲击力F的大小。v2vR（3）Fm0v【答案】（1）g（2）v2hm0g2ht【解析】【详解】(1)由自由落体规律可知：v22gh解得月球

5、表面的重力加速度：v2g2h(2)做圆周运动向心力由月表重力提供，则有：mvmgR解得月球的第一宇宙速度：2Rvv2h(3)由动量定理可得：(Fm0g)t0(m0v)解得月球对探测器的平均冲击力的大小：m0vFm0gt3．如图所示，质量为m=245g的木块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入木块并留在其中（时间极短），子弹射入后，g取10m/s2，求：(1)子弹进入木块后子弹和木块一起向右滑行的最大速

6、度v1(2)木板向右滑行的最大速度v2(3)木块在木板滑行的时间t【答案】(1)v1=6m/s(2)v2=2m/s(3)t=1s【解析】【详解】(1)子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：m0v0=(m0+m)v1解得：v1=6m/s(2)木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：(m0+m)v1=(m0+m+M)v2解得：v2=2m/s(3)对子弹木块整体，由动量定理得：﹣μ(m0+m)gt=(m0+m)(v2﹣v1)解得：物块相对于木板滑行的时间v2v11stg4．一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面

7、墙，如图所示.物块以v0＝8m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为2(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.【答案】（1）0.32（2）F130N（3）W9J【解析】（1）由动能定理，有：mgs1mv21mv02可得0.32．22（2）由动量定理，有Ftmv'mv可得F130N．（3）W1mv'29J．2【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识5．如图所示，长为1m的长木板静止在粗糙的水平面上，

8、板的右端固定一个竖直的挡板，长木板与挡板的总质量为M=lkg，板的上表面光滑，一个质量为m=0.5kg的物块以大小为t0=4m/s的初速度从长木板的左