高中物理专题汇编物理动量定理(一)及解析.docx

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1、高中物理专题汇编物理动量定理(一)及解析一、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

2、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．半径均为R52m的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R，让质量为1kg的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程

3、中，合力对小球的冲量大小为5Ns，重力加速度g取10m/s2，求：（1）小球运动到圆弧轨道1最低端时，对轨道的压力大小;（2）小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。【答案】（1）5(22)N（2）62.5J2【解析】【详解】（1）设小球在圆弧轨道1最低点时速度大小为v0，根据动量定理有Imv0解得v05m/s在轨道最低端，根据牛顿第二定律，Fmgmv02R解得F522N2根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力大小为F522N2（2）设小球从轨道1抛出到达轨道2曲面经历的时间为t，水平位移：xv0t竖直位移：y1gt22由勾股定理：x2y2R2解得t

4、1s竖直速度：vygt10m/s可得小球的动能Ek1mv21mv02vy262.5J223．一个质量为60千克的蹦床运动员从距离水平蹦床网面上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

5、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。4．滑冰是青少年喜爱的一项体育运动。如图，两个穿滑冰鞋的男孩和女孩一起在滑冰场沿直线水平向右滑行，某时刻他们速度均为v0＝2m/s，后面的男孩伸手向前推女孩一下，作用时间极短，推完后男孩恰好停下，女孩继续沿原方向向前滑行。已知男孩、女孩质量均为m＝50kg，假设男孩在推女孩过程中消耗的体内能量全部转化为他们的机械能，求男孩推女孩过程中：(1)女孩受到的冲量大小；(2)男孩消耗了多少体内能量？【答案】(1)100N?s(2)200J【解析】【

6、详解】(1)男孩和女孩之间的作用力大小相等，作用时间相等，故女孩受到的冲量等于男孩受到的冲量，对男孩，由动量定理得：I＝△P＝0-mv0＝-50×2＝-100N?s，所以女孩受到的冲量大小为100N?s；(2)对女孩，由动量定理得100＝mv1-mv0，故作用后女孩的速度v1100502m/s4m/s50根据能量守恒知，男孩消耗的能量为E1mv1221mv0215016504200J；2225．如图所示，真空中有平行正对金属板ABU=91V的电源、，它们分别接在输出电压恒为两端，金属板长L=10cm、两金属板间的距离d=3.2cm，A、B两板

7、间的电场可以视为匀强电场。现使一电子从两金属板左侧中间以7v0=2.0×10m/s的速度垂直于电场方向进入电场，然后从两金属板右侧射出。已知电子的质量-30-19m=0.91×10kg，电荷量e=1.6×10C，两极板电场的边缘效应及电子所受的重力均可忽略不计（计算结果保留两位有效数字），求：（1）电子在电场中运动的加速度a的大小；（2）电子射出电场时在沿电场线方向上的侧移量y；（3）从电子进入电场到离开电场的过程中，其动量增量的大小。【答案】（1）5.01014m/s2；（2）0.63m；（3）2.31024kgm/s。【解析】【详解】（1

8、）设金属板A、B间的电场强度为E，则EU，根据牛顿第二定律，有dEema电子在电场中运动的加速度EeUe911.61019m/s214m/s2adm3.21020.