高中物理试卷物理动量定理题分类汇编

1、高中物理试卷物理动量定理题分类汇编一、高考物理精讲专题动量定理1 .观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s的发射时间，就能将质量为m=5kg的礼花弹竖直抛上180m的高空。(忽略发射底座高度，不计空气阻力，g取10m/s2)(1) “礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少？(已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力)(2)某次试射，当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块(爆炸时炸药质量忽略不计)，测得前后两块质量之比为1： 4,且炸裂时有大小为 E=9000J的化学能全部转化为了动能，则两块落地点间的距离是多少？【答案】 1550N; (

2、2)900m【解析】【分析】【详解】(1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F,设礼花弹上升时间为 t,则：,1.2h -gt解得t 6s对礼花弹从发射到抛到最高点，由动量定理Ft。mg(t t) 0其中t0 0.2s解得F 1550N(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m1、m2,对应的水平速度大小分别为V1、V2,则：在最高点爆炸，由动量守恒定律得m1V1 m2V2由能量守恒定律得1 212E m1Vl m2V22 2其中m11m24m m1 m2联立解得v1120m/sv2 30m/s之后两物块做平抛运动，则 竖直方向有h 2gt2水平方向有s Vit v2t由以上各式联立解得s=

3、900m2.如图甲所不，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vt图象如图乙所示。求：(1) C的质量me；(2) t= 8s时弹簧具有的弹性势能Epi, 472s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Ep2o【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vi=9m/s,碰后速度大

4、小为 V2=3m/s, C与A碰撞过 程动量守恒mevi = (mA+ me)V2解得C的质量me=2kgo(2) t=8s时弹簧具有的弹性势能L 1 一 、2Ep1= (mA+ mc)v2 =27J取水平向左为正方向，根据动量定理，472s内墙壁对物块B的冲量大小I=(mA+mc)v3-(mA+ me) (-v2)=36N S(mA+ mc)v3= (mA+ mB+ mc)v421(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2 (mA+ mc)V3 = 2 (m

5、A+ mB+ me)V4 + Ep2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 的=0.4、出=0.2，取g=10m/S2,两滑块均视为质点。求：(1)圆弧轨道AB的半径R；(2)甲与乙碰撞后运

6、动到 D点的时间t【答案】(1), (2)【解析】【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=2aixi；根据牛顿第二定律可得：解得 VB=4m/s； R=0.8m ；(2)对甲乙碰撞过程，由动量守恒定律：mi刃?=(执i+m力Y.若甲与乙碰撞后运动到D点，由动量定理：+=+解得t=0.4s4 .如图所示，质量 M=1.0kg的木板静止在光滑水平面上，质量 m=0.495kg的物块(可视为质点)放在的木板左端，物块与木板间的动摩擦因数m=0.4o质量mo=0.005kg的子弹以速度vo=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中(子弹与物块作用时间极短)，木板足够长，g

7、取 10m/s2。求：(1)物块的最大速度 V1；(2)木板的最大速度 V2；(3)物块在木板上滑动的时间t.% mm -Mo-7FT7TT7TT7TT7FT7T7TTT?TT7TT77TTTT?TTT7Tm7 r/ ZZj【答案】(1) 3m/s ； ( 2) 1m/s ； (3) 0.5s。【解析】【详解】(1)子弹射入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，取向右为正方向，根据 子弹和物块组成的系统动量守恒得：movo= ( m+mo) vi解得：vi=3m/s(2)当子弹、物块和木板三者速度相同时，木板的速度最大，根据三者组成的系统动量守 恒得：(m+mo) vi= (M+m+m

8、o) v2o解得：v2=1m/s(3)对木板，根据动量定理得：(m+mo) gt=Mv2-0解得：t=0.5s5 .如图所示，真空中有平行正对金属板A、B,它们分别接在输出电压恒为U=91V的电源两端，金属板长 L=10cm、两金属板间的距离 d=3.2cm, A、B两板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vo=2.O x 7m/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m=0.91 x 100kg,电荷量e=1.6 x 1配，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

9、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) 5,0 1014m/s2; (2) 0.63m； ( 3) 2,3 10 24kg m/s。【解析】(1)设金属板A、B间的电场强度为 E,则E U ,根据牛顿第二定律，有 dEe ma 电子在电场中运动的加速度 Ee Ue a m dm91 1.6 10 193.2 10 2 0.91 10 302142m/s 5.0 10 m/s(2)电子以速度v0进入金属板A、B间，在垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,电子在电场中运动的时间为

10、t 0.1 7 s 5.0 10 9sv02.0 107电子射出电场时在沿电场线方向的侧移量1.2y at2代入数据1一 一14_9 2_ _ _y -5.010(5.010 ) cm0.63cm2(3)从电子进入电场到离开电场的过程中，由动量定理，有EetAp其动量增量的大小人 eULAp =dv0_ 19_1.60 1091 0.13.2 10 2 2.0 107kg m/s=2.3 10 24kg m/s6 .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 m

11、二70kg、乙运动员质量 m2=60kg,求：小乙运动员的速度大小；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 m1v1 m2 v2m2v2得：v2 3m/s(2)甲运动员的动量变化：p m1v1-m1v1对甲运动员利用动量定理：p Ft 由式可得:F=420N7 .以初速度vo=10m/s水平抛出一个质量为 m=2kg的物体，若在抛出后 3s过程中，它未与地面及其它物体相碰，g取l0m/s2。求：(1)它在3s内所受重力的冲量大小；(2) 3s内物体动量的变化量的大小和方向；(3)第3秒末的动量大小

12、。【答案】(1) 60N s (2) 60kg m/s,竖直向下(3) 20Mkg m/s【解析】【详解】(1) 3s内重力的冲量：I=Ft =mgt =2x 10x 3N - s=60N - s(2) 3s内物体动量的变化量，根据动量定理： P=mgt =20x 3kg m/s=60kg m/s方向：竖直向下。(3)第3s末的动量：嗪=mv末=mJv(2v2 =2J102gt 2 20而kg m /s8 .用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别进行研究。如图所示，质量为 m的小球斜射到木板上，入射的角度是0,碰撞后弹出的角度也是 0,碰撞前后的速度大小都是 v。碰撞过

13、程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为t,求木板对小球的平均作用力的大小和方向。【答案】F 2mvcos ,方向沿y轴正方向 t【解析】【详解】小球在x方向的动量变化为pxmvsinmvsin0小球在y方向的动量变化为Pymvcos( mv cos)2mvcos根据动量定理F tpy解得F 2 mvcos ,方向沿y轴正方向 t9 .如图甲所示，蹦床是常见的儿童游乐项目之一，儿童从一定高度落到蹦床上，将蹦床压下后，又被弹回到空中，如此反复，达到锻炼和玩耍的目的.如图乙所示，蹦床可以简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力的大小为kx (x为床面下沉的距离，也叫形变量；k为常量)，蹦床的初始形变

14、量可视为0,忽略空气阻力的影响.(1)在一次玩耍中，某质量为 m的小孩，从距离蹦床床面高 H处由静止下落，将蹦床下 压到最低点后，再被弹回至空中.a.请在图丙中画出小孩接触蹦床后，所受蹦床的弹力F随形变量x变化的图线；b.求出小孩刚接触蹦床时的速度大小v;c.若已知该小孩与蹦床接触的时间为t,求接触蹦床过程中，蹦床对该小孩的冲量大小I.(2)借助F-x图，可确定弹力做功的规律.在某次玩耍中，质量不同的两个小孩(均可视为质点)，分别在两张相同的蹦床上弹跳，请判断：这两个小孩，在蹦床上以相同形变量由静止开始，上升的最大高度是否相同？并论证你的观点.mgt 2 mJ2gH (2)上升高度与质量m有关

15、，质量大的上升高度小【解析】【分析】(1) a、根据胡克定律求出劲度系数，抓住弹力与形变量成正比，作出弹力F随x变化的示意图.b、根据机械能守恒求出小孩刚接触蹦床时的速度大小；c、根据动量定理求出蹦床对该小孩的冲量大小.(2)根据图线围成的面积表示弹力做功，得出弹力做功的表达式，根据动能定理求出弹力 做功，从而求出xi的值.【详解】(1) a.根据胡克定律得:F kx ,所以F随x的变化示意图如图所示12b.小孩子有图度H下洛过程，由机械能守恒定律：mgH - mv2得到速度大小：v . 2gHc.以竖直向下为正方向，接触蹦床的过程中，根据动量守恒：mgt I mv mv其中v , 2gH可得

16、蹦床对小孩的冲量大小为：I mgt 2m,. 2gH(2)设蹦床的压缩量为x,小孩离开蹦床后上升了H.从最低点处到最高点，重力做功kx2从最低点处到最高点，根据动能定理:mg Hkx22mg x H ,根据F-x图象的面积可求出弹力做功:m有关，质量大的上升高度小.一,rkx2可得：H x ,可以判断上升高度与质量 2mg【点睛】解决本题的关键知道运动员在整个过程中的运动情况，结合运动学公式、动能定理等知识 进行求解.科=0.3若F作用8s后撤去F后物体还能向前运动多长时间才10.质量m=6Kg的物体静止在水平面上，在水平力F=40N的作用下，沿直线运动，已经物体与水平面间的动摩擦因数能停止？

17、 ( g=10m/s2)【答案】9.78s【解析】【分析】【详解】全过程应用动量定理有：F mg t1mg t2解得：t2mt1mg40 0.3 6 10 8s 9.78s.0.3 6 1011.质量为0.5 kg的小球从h=2.45m的高空自由下落至水平地面，与地面作用0.2 s后，再以5Ms的速度反向弹回，求小球与地面的碰撞过程中对地面的平均作用力.(不计空气阻2、力，g=ioms)【答案】35N【解析】小球自由下落过程中，由机械能守恒定律可知：1 2mgh= mv1 ;解得：vi= ,2gh2 10 2.45 7m/s,同理，回弹过程的速度为 5m/s,方向竖直向上, 设向下为正，则对碰

18、撞过程由动量定理可知： mgt-Ft=-mv-mv代入数据解得：F=35N由牛顿第三定律小球对地面的平均作用力大小为35N,方向竖直向下M (Mm)的12. 一位足球爱好者，做了一个有趣的实验：如图所示，将一个质量为m、半径为R的质量分布均匀的塑料弹性球框静止放在粗糙的足够大的水平台面上，质量为足球(可视为质点)以某一水平速度vo通过球框上的框口，正对球框中心射入框内，不计足球运动中的一切阻力。结果发现，当足球与球框发生第一次碰撞后到第二次碰撞前足球恰好不会从右端框口穿出。假设足球与球框内壁的碰撞为弹性碰撞，只考虑球框与台面之 间的摩擦，求：(1)人对足球做的功和冲量大小；(2)足球与球框发生第一次碰撞后，足球的速度大小;(3)球框在台面上通过的位移大小。【答案】(1)也；MV。2(2)M m v。M m(3)2M1 o【解析】(1)人对足球做的功 W=Mv22冲量：I = Mvo(2)足球的初速度为 V0,第一次碰撞后，设足球的速度为V1,球框的速度为 V2