2016物理高考題分類--動量

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)F單元 動量F1 動量 沖量 動量定理352016全國卷 物理選修35F1(2)某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中為計算方便起見，假設水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板(面積略大于S)；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開忽略空氣阻力已知水的密度為，重力加速度大小為g.求：(i)噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(ii)玩具在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度35.（2

2、）答案 (i)v0S(ii)eq f(veq oal(2,0),2g)eq f(M2g,22veq oal(2,0)S2)解析 (i)設t時間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為V，質(zhì)量為m，則mVVv0St由式得，單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為eq f(m,t)v0S(ii)設玩具懸停時其底面相對于噴口的高度為h，水從噴口噴出后到達玩具底面時的速度大小為v.對于t時間內(nèi)噴出的水，由能量守恒得eq f(1,2)(m)v2(m)gheq f(1,2)(m)veq oal(2,0)在h高度處，t時間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動量變化量的大小為p(m)v設水對玩具的作用力的大小為F，根據(jù)動量定理有Ft

3、p由于玩具在空中懸停，由力的平衡條件得FMg聯(lián)立式得heq f(veq oal(2,0),2g)eq f(M2g,22veq oal(2,0)S2)24F12016北京卷 (1)動量定理可以表示為pFt，其中動量p和力F都是矢量在運用動量定理處理二維問題時，可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別研究例如，質(zhì)量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后彈出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v，如圖1所示碰撞過程中忽略小球所受重力圖1a分別求出碰撞前后x、y方向小球的動量變化px、py；b分析說明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较?2)激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動激光照射到

4、物體上，在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時，也會對物體產(chǎn)生作用光鑷效應就是一個實例，激光束可以像鑷子一樣抓住細胞等微小顆粒一束激光經(jīng)S點后被分成若干細光束，若不考慮光的反射和吸收，其中光束和穿過介質(zhì)小球的光路如圖1所示，圖中O點是介質(zhì)小球的球心，入射時光束和與SO的夾角均為，出射時光束均與SO平行請在下面兩種情況下，分析說明兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向a光束和強度相同；b光束比的強度大. 圖124答案 (1)a.02mvcos b沿y軸負方向(2)a.沿SO向左b指向左上方解析 (1)a.x方向：動量變化為pxmvsin mvsin 0y方向：動量變化為pymvcos (mvcos )2m

5、vcos 方向沿y軸正方向b根據(jù)動量定理可知，木板對小球作用力的方向沿y軸正方向；根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)δ景遄饔昧Φ姆较蜓貀軸負方向(2)a.僅考慮光的折射，設t時間內(nèi)每束光穿過小球的粒子數(shù)為n，每個粒子動量的大小為p.這些粒子進入小球前的總動量為p12npcos 從小球出射時的總動量為p22npp1、p2的方向均沿SO向右根據(jù)動量定理Ftp2p12np(1cos )0可知，小球?qū)@些粒子的作用力F的方向沿SO向右；根據(jù)牛頓第三定律，兩光束對小球的合力的方向沿SO向左b建立如圖所示的Oxy直角坐標系x方向：根據(jù)(2)a同理可知，兩光束對小球的作用力沿x軸負方向y方向：設t時間內(nèi)，光束穿過

6、小球的粒子數(shù)為n1，光束穿過小球的粒子數(shù)為n2，n1n2.這些粒子進入小球前的總動量為p1y(n1n2)psin 從小球出射時的總動量為p2y0根據(jù)動量定理：Fytp2yp1y(n1n2)psin 可知，小球?qū)@些粒子的作用力Fy的方向沿y軸負方向，根據(jù)牛頓第三定律，兩光束對小球的作用力沿y軸正方向所以兩光束對小球的合力的方向指向左上方122016江蘇卷 C選修35F1 O1 (2)已知光速為c，普朗克常數(shù)為h，則頻率為的光子的動量為_用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為_12C（2）答案eq f(h,c)2eq f(h,c)解析因為光速c，

7、則eq f(c,)，所以光子的動量peq f(h,)eq f(h,c)，由于動量是矢量，因此若以射向平面鏡時光子的動量方向為正方向，即p1eq f(h,c)，反射后p2eq f(h,c)，動量的變化量pp2p1eq f(h,c)eq f(h,c)2eq f(h,c)，則光子在反射前后動量改變量的大小為2eq f(h,c).F2 動量守恒定律352016全國卷 物理選修35F2(2)如圖1所示，水平地面上有兩個靜止的小物塊a和b，其連線與墻垂直；a和b相距l(xiāng)，b與墻之間也相距l(xiāng)；a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為eq f(3,4)m.兩物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均相同，現(xiàn)使a以初速度v0向右滑動，此后a與b

8、發(fā)生彈性碰撞，但b沒有與墻發(fā)生碰撞重力加速度大小為g.求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)滿足的條件圖135（2）答案 eq f(32veq oal(2,0),113gl)mgl即eq f(veq oal(2,0),2gl)設在a、b發(fā)生彈性碰撞前的瞬間，a的速度大小為v1.由能量守恒有eq f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(1,2)mveq oal(2,1)mgl設在a、b碰撞后的瞬間，a、b的速度大小分別為v1、v2，由動量守恒和能量守恒有mv1mv1eq f(3m,4)v2eq f(1,2)mveq oal(2,1)eq f(1,2)mveq oal(2,1)eq f(1,2)eq

9、blc(rc)(avs4alco1(f(3m,4)veq oal(2,2)聯(lián)立式解得v2eq f(8,7)v1由題意，b沒有與墻發(fā)生碰撞，由功能關系可知eq f(1,2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(3m,4)veq oal(2,2)eq f(3m,4)gl聯(lián)立式，可得eq f(32veq oal(2,0),113gl)聯(lián)立式，a與b發(fā)生碰撞、但b沒有與墻發(fā)生碰撞的條件eq f(32veq oal(2,0),113gl)eq f(veq oal(2,0),2gl)22A.F22016上海卷 如圖1所示，粗糙水平面上，兩物體A、B以輕繩相連，在恒力F作用下做勻速運動某時刻輕繩斷開

10、，A在F牽引下繼續(xù)前進，B最后靜止則在B靜止前，A和B組成的系統(tǒng)動量_(選填“守恒”或“不守恒”)；在B靜止后，A和B組成的系統(tǒng)動量_(選填“守恒”或“不守恒”)圖122A.答案 守恒不守恒解析 B靜止前，系統(tǒng)受到的摩擦力等于拉力，合外力為零，滿足動量守恒條件；B靜止后，系統(tǒng)受到的摩擦力小于拉力，合外力不為零，不滿足動量守恒條件F3 動量綜合問題352016全國卷 物理選修35F3(2)如圖1所示，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上某時刻小孩將冰塊以相對冰面3 m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為

11、h0.3 m(h小于斜面體的高度)已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m130 kg，冰塊的質(zhì)量為m210 kg，小孩與滑板始終無相對運動取重力加速度的大小g10 m/s2.(i)求斜面體的質(zhì)量；(ii)通過計算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？圖135.（2）答案 (i)20 kg(ii)不能解析(i)規(guī)定向右為速度正方向冰塊在斜面體上運動到最大高度時兩者達到共同速度，設此共同速度為v，斜面體的質(zhì)量為m3.由水平方向動量守恒和機械能守恒定律得m2v20(m2m3)veq f(1,2)m2veq oal(2,20)eq f(1,2)(m2m3)v2m2gh式中v203 m/s為冰塊推出時的速度聯(lián)立式并

12、代入題給數(shù)據(jù)得m320 kg(ii)設小孩推出冰塊后的速度為v1，由動量守恒定律有m1v1m2v200代入數(shù)據(jù)得v11 m/s設冰塊與斜面體分離后的速度分別為v2和v3，由動量守恒和機械能守恒定律有m2v20m2v2m3v3eq f(1,2)m2veq oal(2,20)eq f(1,2)m2veq oal(2,2)eq f(1,2)m3veq oal(2,3)聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得v21 m/s由于冰塊與斜面體分離后的速度與小孩推出冰塊后的速度相同且處在后方，故冰塊不能追上小孩F4 力學觀點的綜合應用92016天津卷F4(1)如圖所示，方盒A靜止在光滑的水平面上，盒內(nèi)有一小滑塊B，盒的質(zhì)量是滑塊

13、的2倍，滑塊與盒內(nèi)水平面間的動摩擦因數(shù)為.若滑塊以速度v開始向左運動，與盒的左、右壁發(fā)生無機械能損失的碰撞，滑塊在盒中來回運動多次，最終相對于盒靜止，則此時盒的速度大小為_，滑塊相對于盒運動的路程為_圖1答案 eq f(v,3)eq f(v2,3g) 解析 設滑塊的質(zhì)量為m，則盒的質(zhì)量為2m.對整個過程，由動量守恒定律可得mv3mv共解得v共eq f(v,3)由能量關系可知mgxeq f(1,2)mv2eq f(1,2)3meq blc(rc)(avs4alco1(f(v,3)eq sup12(2)解得xeq f(v2,3g)F5 實驗：驗證碰撞中的動量守恒17 2016海南卷 選修35F5(

14、2)如圖1所示，物塊A通過一不可伸長的輕繩懸掛在天花板下，初始時靜止；從發(fā)射器(圖中未畫出)射出的物塊B沿水平方向與A相撞，碰撞后兩者粘連在一起運動；碰撞前B的速度的大小v及碰撞后A和B一起上升的高度h均可由傳感器(圖中未畫出)測得某同學以h為縱坐標，v2為橫坐標，利用實驗數(shù)據(jù)作直線擬合，求得該直線的斜率為k1.92 103 s2/m.已知物塊A和B的質(zhì)量分別為mA0.400 kg和mB0.100 kg，重力加速度大小g取9.80 m/s2.圖1(i)若碰撞時間極短且忽略空氣阻力，求hv2直線斜率的理論值k0；(ii)求k值的相對誤差(eq f(|kk0|,k0)100%，結果保留1位有效數(shù)字

15、)17(2) 答案 (i)2.04103 s2/m(ii)6%解析 (i)設物塊A和B碰撞后共同運動的速度為v，由動量守恒定律有mBv(mAmB)v在碰后A和B共同上升的過程中，由機械能守恒定律有eq f(1,2)(mAmB)v2(mAmB)gh聯(lián)立式得heq f(meq oal(2,B),2g（mAmB）2)v2由題意得k0eq f(meq oal(2,B),2g（mAmB）2)代入題給數(shù)據(jù)得k02.04103 s2/m(ii)按照定義eq f(|kk0|,k0)100%由式和題給條件得6%12016銀川一中第五次月考 如圖K491所示，可視為質(zhì)點的小物塊A、B的質(zhì)量分別為m和3m，靜止放在

16、光滑水平地面上，物塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質(zhì)量可以忽略不計)某時刻炸藥爆炸使物塊A、B脫離，然后物塊A與一質(zhì)量為2m且以速度v0向右滑動的物塊C發(fā)生碰撞，物塊A、C碰撞后，物塊A、B、C具有相同的速度若炸藥爆炸釋放的化學能全部轉化為物塊A、B的機械能，求炸藥爆炸時釋放的化學能圖K4911.eq f(2,3)mveq oal(2,0)解析 炸藥爆炸時，由動量守恒定律可得：3mvBmvAA、C碰撞過程中滿足動量守恒定律：2mv0mvA3mvB聯(lián)立解得：vAv0，vBeq f(1,3)v0根據(jù)能量守恒定律得爆炸釋放的化學能：Eeq f(1,2)mveq oal(2,A)eq f(1,2)3m

17、veq oal(2,B)解得：Eeq f(2,3)mveq oal(2,0).22016貴陽一中第三次月考 在光滑的冰面上放置一個截面為四分之一圓的半徑足夠大的光滑自由曲面體，一個坐在冰車上的小孩手扶一小球靜止在冰面上已知小孩和冰車的總質(zhì)量為m1，小球的質(zhì)量為m2，曲面體的質(zhì)量為m3.某時刻小孩將小球以v04 m/s的速度向曲面體推出(如圖K492所示)(1)求小球在圓弧面上能上升的最大高度；(2)若m140 kg，m22 kg，小孩將球推出后還能再接到小球，試求曲面質(zhì)量m3應滿足的條件圖K4922(1)eq f(m3veq oal(2,0),2（m2m3）g)(2)m3eq f(42,19)

18、 kg解析 (1)小球與曲面組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以向左為正方向，由動量守恒定律得m2v0(m2m3)v系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律得eq f(1,2)m2veq oal(2,0)eq f(1,2)(m2m3)v2m2gh解得：heq f(m3veq oal(2,0),2（m2m3）g).(2)小孩推出球的過程小孩與球組成的系統(tǒng)動量守恒，以向左為正方向，由動量守恒定律得m2v0m1v10，球與曲面組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以向左為正方向，由動量守恒定律得m2v0m2v2m3v3由機械能守恒定律得eq f(1,2)m2veq oal(2,0)eq f(1,2)m2veq oal(2,2)eq f(1,2)m3veq oal(2,3)解得：v2eq f(m3m2,m3m2)v0如果小孩將球