高考物理动量定理常见题型及答题技巧及练习题含答案

1、高考物理动量定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理.如图所示，光滑水平面上有一轻质弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，滑块A以V0 = 12 m/s的水平速度撞上静止的滑块 B并粘在一起向左运动，与弹簧作用后原速率弹回，已知 A、B 的质量分别为 mi = 0.5 kg、m2= 1.5 kg。求：A与B撞击结束时的速度大小 v;在整个过程中，弹簧对 A、B系统的冲量大小I。r- I【答案】3m/s；12N?s【解析】 【详解】A、B碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向由动量守恒定律得m1V0= (m1+m2)v代入数据解得v=3m/s以向左为正方向，A、B与弹簧作用过程

2、由动量定理得I= (m1+m2) (-v) - (m1+m2)v代入数据解得I=-12N?s负号表示冲量方向向右。. 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

3、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。2【答案】(1) g 2h2hv(3) F(1)由自由落体规律可知:2gh解得月球表面的重力加速度:2v2h(2)做圆周运动向心力由月表重力提供，则有:mg2mvR解得月球的第一宇宙速度:v2：(3)由动量定理可得:(F mg)t解得月球对探测器的平均冲击力的大小：mv)

4、movt3.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】【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：P= 0-mv0=-

5、50X2= - 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-mv。，故作用后女孩的速度 v1 W_? m/s 4m/s50根据能量守恒知，男孩消耗的能量为 TOC o 1-5 h z 12121Emv；2-mv(250 16 50 4 200J-2224. 一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图所示.物块以vO=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 7m/s ,碰后以5m/s的速度反向运动直至静止 .g取10 m/s2.(1)求物块与地面间的动摩擦因数百(2)若

6、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) F 130N (3) W 9J【解析】 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 212(1)由动能th理，有： mgs mv mv0 可得0.32.2(2)由动量定理，有 F t mv mv可得F 130N . HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 12(3) W mv 9J .2【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识.如图，一轻质弹簧两端连着物体A

7、和B,放在光滑的水平面上，某时刻物体A获得一大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2m,求：氏 II(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。11 I 2【答案】(1)/三言网 2 2) % = mvjj (3)八二【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,由动量守恒定律有血的= (rn +1得廿二百% (2)对A、B和弹簧组成的系统，由功能关系有I I 1% =严可.加1 + 2mM 得“=严呜(3)对A由动量定理得.如图所示，用0.5k

8、g的铁睡把钉子钉进木头里去，打击时铁锤的速度v=4.0m/s,如果打击后铁锤的速度变为0,打击的作用时间是 0.01s (取g=10m/s2),那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力多大？(2)考虑铁锤的重力，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？【答案】(1) 200N,方向竖直向下；(2) 205N,方向竖直向下【解析】F1 ,取铁锤的速度【详解】(1)不计铁锤受的重力时，设铁锤受到钉子竖直向上的平均作用力为v的方向为正方向，以铁锤为研究对象，由动量定理得F1t 0 mvmvFi0.5 4.0N 200N0.01由牛顿第三定律可知，铁锤钉钉子的平均作用力F1的大小也为 200N ,

9、方向竖直向下。F2,取铁锤的速度v的(2)考虑铁锤受的重力时，设铁锤受到钉子竖直向上的作用力为 方向为正方向，由动量定理得mg F2 t 0 mv可得- mv - F2 mg 205N即考虑铁锤受的重力时，铁锤打打子的平均作用力为F2 =205N,方向竖直向下。7.如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4kg,上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计，可视为质点的物块B置于A的上表面，B的质量mB=2kg,现对A施加一个水平向右的恒力 F= 10N, A运动一段时间后，小车左端固定的挡板 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后 A、B粘合在一起，共同在 F的作用下继续运动，碰撞后

10、经时间t=0.6s,二者的速度达到 v= 2m/s,求：A、B碰撞后瞬间的共同速度 v的大小；A、B碰撞前瞬间，A的速度va的大小。【答案】(1) 1m/s； (2) 1.5m/s。【解析】【详解】(1) A、B碰撞后共同运动过程中，选向右的方向为正，由动量定理得： Ft= ( mA+mB)vt - ( mA+mB)v,代入数据解得：v=1m/s；(2)碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAvA= (mA+mB) v,代入数据解得：va= 1.5m/s ;8.如图，质量分别为 m=10kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b用弹性轻绳紧紧的把它们捆 在一

11、起，使它们发生微小的形变，该系统以速度v=0.10m/s沿光滑水平面向右做直线运动，某时刻轻绳突然自动断开，断开后，小球b停止运动，小球 a继续沿原方向直线运动。求：刚分离时，小球a的速度大小vi； 两球分开过程中，小球a受到的冲量I。【答案】0.12m/s ;02N S【解析】【分析】根据“弹性小球a、b用弹性轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变”、“光 滑水平面” “某时刻轻绳突然自动断开”可知，本题考察类“碰撞”问题。据类“碰撞” 问题的处理方法，运用动量守恒定律、动量定理等列式计算。【详解】两小球组成的系统在光滑水平面上运动，系统所受合外力为零，动量守恒，则：(mi + 航。

12、以)=0 + mjvi代入数据求得：两球分开过程中，对 a,应用动量定理得：I -4P| = mivi - mii*o = 10 X 0.02N s - 020N - s|.小物块电量为+q,质量为m,从倾角为。的光滑斜面上由静止开始下滑，斜面高度为h,空间中充满了垂直斜面匀强电场，强度为E,重力加速度为g,求小物块从斜面顶端滑到底端的过程中：(1)电场的冲量.(2)小物块动量的变化量.【解析】(2) mJ2gh方向沿斜面向下gsinv at gsin t(1)小物块沿斜面下滑，根据牛顿第二定律可知：mgsin ma,则：ah11 2h根据位移与时间关系可以得到： gsint2,则：t Jsi

13、n2sin g g则电场的冲量为：I Eqt -Eq-J型,方向垂直于斜面向下 sin g(2)根据速度与时间的关系，小物块到达斜面底端的速度为:则小物块动量的变化量为:p mv mg sin t mg sin mJ2gh ,方向沿斜面向下.sin g点睛：本题需要注意冲量以及动量变化量的矢量性的问题，同时需要掌握牛顿第二定律以 及运动学公式的运用.如图所示，小球 A系在细线的一端，细线的另一端固定在0点，0点到水平面的距离为h.物块B的质量是小球 A的2倍，置于粗糙的水平面上且位于0点的正下方，物块与水平面之间的动摩擦因数为科现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块

14、发生弹性正碰 .小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g.求:(1)碰撞后，小球 A反弹瞬间的速度大小;(2)物块B在水平面上滑行的时间t.【解析】(1)设小球的质量为 m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为Vi,碰后A、B速度分别为V1和v2，碰撞前后的动量和机械都守恒，则有:2mgh mv1 TOC o 1-5 h z mv1mv12mv212121c2mvi mvi2mv2222解得： 且，v2且， 33所以碰后A反弹瞬间速度大小为2gh3(2)物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小F 2 mg ,设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定量，有：Ft 0 2mv2：2gh解得：

15、t.g点睛：本题综合考查动量守恒定律、机械能守恒定律及动量定理，要注意正确分析物理过 程，选择合适的物理规律求解，要明确碰撞的基本规律是系统的动量守恒.11.质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s,重力加速度g=10m/s2 (不计空气阻力)(1)撞击水泥桩前铁锤的速度为多少？(2)撞击时，桩对铁锤的平均冲击力的大小是多少？【答案】 (1) 10m/s(2) 8400N【解析】试题分析：根据匀变速直线运动的速度位移公式求出铁锤与桩碰撞前的速度，结 合动量定理求出桩对锤的作用力，从而根据牛顿第三定律求出撞击过程中铁锤对水泥桩的 平均冲击力.1-mv2 =

16、 mah(1)撞击前，铁锤只受重力作用，机械能守恒，因此 2可以求出撞击水泥桩前铁锤的速度 廿二丫即=# 乂 1。x 5m =设桩对铁锤的冲击力大小为 F,取竖直向下为正方向，根据动量定理，有(mg -= 0 - mv解出二R400N12.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个 质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，g=10m/s2”求：(1)运动员着网前瞬间的速度大小(2)网对运动员的作用力大小 .【答案】(1) 8m/s,方向向下(2)