高考物理一轮复习 第六章 碰撞与动量守恒 第1讲 动量 冲量 动量定理练习.doc

第1讲动量冲量动量定理1.(2018山东淄博一中质检)如图所示是一种弹射装置，弹丸的质量为m，底座的质量m3m，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以对地速度v向左发射出去后，底座反冲速度的大小为v，则摩擦力对底座的冲量为 ()a0bmv，方向向左c.mv，方向向右dmv，方向向左解析：选b.设向左为正方向，对弹丸，根据动量定理：imv；则弹丸对底座的作用力的冲量为mv，对底座根据动量定理：if(mv)3m得：if，正号表示正方向，向左；故选b.2.如图所示，pqs是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道，圆心o在s的正上方在o和p两点各有一质量为m的小物体a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑以下说法正确的是()aa比b先到达s，它们在s点的动量不相同ba与b同时到达s，它们在s点的动量不相同 ca比b先到达s，它们在s点的动量相同db比a先到达s，它们在s点的动量相同解析：选a.在物体下落的过程中，只有重力对物体做功，故机械能守恒，故有mghmv2，解得v，所以在相同的高度，两物体的速度大小相同，即速率相同由于a的路程小于b的路程，故tatb，即a比b先到达s，又因为到达s点时a的速度竖直向下，而b的速度水平向左，故两物体的动量不相同，a正确3在水平力f30 n的作用下，质量m5 kg的物体由静止开始沿水平面运动已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2，若f作用6 s后撤去，撤去f后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)解析：法一：用动量定理解，分段处理选物体为研究对象，对于撤去f前物体做匀加速运动的过程，受力情况如图甲所示，始态速度为零，终态速度为v，取水平力f的方向为正方向，根据动量定理有(fmg)t1mv0.对于撤去f后，物体做匀减速运动的过程，受力情况如图乙所示，始态速度为v，终态速度为零根据动量定理有mgt20mv.以上两式联立解得t2t16 s12 s.法二：用动量定理解，研究全过程选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零取水平力f的方向为正方向，根据动量定理得(fmg)t1(mg)t20解得t2t16 s12 s.答案：12 s4(2016高考北京卷)(1)动量定理可以表示为pft，其中动量p和力f都是矢量在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示碰撞过程中忽略小球所受重力a分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化px、py；b分析说明小球对木板的作用力的方向(2)激光束可以看做是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动激光照射到物体上，在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊子一样抓住细胞等微小颗粒一束激光经s点后被分成若干细光束，若不考虑光的反射和吸收，其中光束和穿过介质小球的光路如图2所示图中o点是介质小球的球心，入射时光束和与so的夹角均为，出射时光束均与so平行请在下面两种情况下，分析说明两光束因折射对小球产生的合力的方向a光束和强度相同；b光束比强度大解析：(1)a.x方向：动量变化为pxmvsinmvsin0y方向：动量变化为pymvcos(mvcos)2mvcos 方向沿y轴正方向b根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向(2)a.仅考虑光的折射，设t时间内每束光穿过小球的粒子数为n，每个粒子动量的大小为p.这些粒子进入小球前的总动量为p12npcos 从小球出射时的总动量为p22npp1、p2的方向均沿so向右根据动量定理得ftp2p12np(1cos )0可知，小球对这些粒子的作用力f的方向沿so向右；根据牛顿第三定律，两光束对小球的合力的方向沿so向左b建立如图所示的oxy直角坐标系x方向：根据(2)a同理可知，两光束对小球的作用力沿x轴负方向y方向：设t时间内，光束穿过小球的粒子数为n1，光束穿过小球的粒子数为n2，n1n2.这些粒子进入小球前的总动量为p1y(n1n2)psin从小球出射时的总动量为p2y0根据动量定理得fyt