高考物理動量定理專項訓(xùn)練100附答案

1、局考物理動量定理專項訓(xùn)練100(附答案)一、高考物理精講專題動量定理1.如圖1所示，水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分布，方向垂直于水平面向下， 磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒有變化，與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如圖2所示，圖線是雙曲線(坐標(biāo)是漸近線)；頂角=53。的光滑金屬長導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，ON與x軸重合，一根與ON垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，已知t=0時，導(dǎo)體棒位于頂角 O處；導(dǎo)體棒的質(zhì)量為 m=4kg；OM、ON接觸處O點(diǎn)的接觸電阻為 R=0. 5Q,其余電阻不計，回路電動勢E與時間t的關(guān)系如圖3所示，圖線是過原點(diǎn)的直線

2、，求：(2)在12s時間內(nèi)導(dǎo)體棒所受安培力的沖量大小;(3)導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F (單位：N)與橫坐標(biāo)x (單位：m)的關(guān)系式.32 【答案】(1) 8A (2) 8N S (3) F 6 V3x9【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)E-t圖象中的圖線是過原點(diǎn)的直線特點(diǎn)，可得到t=2s時金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E 4V由歐姆定律得12 A 8AR 0.5(2)由圖2可知，Bx 1(T m)由圖3可知，E與時間成正比，有E=2t (V)I - 4tR TOC o 1-5 h z 一 . 4x因二53 ,可知任意t時刻回路中導(dǎo)體棒有效切割長度L 又由F安BIL所以即安培力跟時間成正比所以在12

3、s時間內(nèi)導(dǎo)體棒所受安培力的平均值16 32F 3_3 N 8N2故I安 F t 8N s(3)因為vE BLv 4Bx -3所以v 1.5t(m/s)可知導(dǎo)體棒的運(yùn)動時勻加速直線運(yùn)動，加速度a 1.5m/s22 一又x -at ,聯(lián)立解得F 6 32 萬9【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵首先要正確理解兩個圖象的數(shù)學(xué)意義，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識寫出電流與時間的關(guān)系, 要掌握牛頓運(yùn)動定律、閉合電路毆姆定律，安培力公式、感應(yīng)電動勢公式.2.如圖所示，一光滑水平軌道上靜止一質(zhì)量為M = 3kg的小球B. 一質(zhì)量為m=1kg的小球A以速度vo= 2m/s向右運(yùn)動與B球發(fā)生彈性正碰，取重力加速度g=10m/s2.求：(1)碰

4、撞結(jié)束時A球的速度大小及方向；(2)碰撞過程A對B的沖量大小及方向.【答案】(1) 1m/s ,方向水平向左(2) 3N3,方向水平向右【解析】【分析】A與B球發(fā)生彈性正碰，根據(jù)動量守恒及能量守恒求出碰撞結(jié)束時A球的速度大小及方向；碰撞過程對B應(yīng)用動量定理求出碰撞過程 A對B的沖量；解：(1)碰撞過程根據(jù)動量守恒及能量守恒得：mv0 mvA MvB1 2 mv02聯(lián)立可解得：vb 1m/s, Va1m/s負(fù)號表示方向水平向左(2)碰撞過程對 B應(yīng)用動量定理可得：I MVb 0可解得：I 3N s 方向水平向右.如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的 4光滑圓弧軌道 AB與粗糙水平地面 BC相切于B點(diǎn)。質(zhì)

5、 量m=0.1kg的滑塊甲從最高點(diǎn) A由靜止釋放后沿軌道 AB運(yùn)動，最終停在水平地面上的 C 點(diǎn)?，F(xiàn)將質(zhì)量 m=0.3kg的滑塊乙靜置于 B點(diǎn),仍將滑塊甲從 A點(diǎn)由靜止釋放結(jié)果甲在 B點(diǎn) 與乙碰撞后粘合在一起，最終停在D點(diǎn)。已知B、C兩點(diǎn)間的距離 x=2m,甲、乙與地面間的 動摩擦因數(shù)分別為 川=0.4、如=0.2，取g=10m/S2,兩滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)。求：(1)圓弧軌道AB的半徑R;(2)甲與乙碰撞后運(yùn)動到 D點(diǎn)的時間t【答案】(1)1 (2)【解析】【詳解】(1)甲從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中做勻速直線運(yùn)動，有：VB2=2a1X1；根據(jù)牛頓第二定律可得：P =2”解得 VB=4m/s； R=0

6、.8m ；(2)對甲乙碰撞過程，由動量守恒定律：=.若甲與乙碰撞后運(yùn)動到D點(diǎn)，由動量定理：.3|初四+也而次/ = 0_(巾+m/步解得t=0.4s.半徑均為R 5J2m的四分之一圓弧軌道 1和2如圖所示固定，兩圓弧軌道的最低端切線水平，兩圓心在同一豎直線上且相距 R,讓質(zhì)量為1kg的小球從圓弧軌道1的圓弧面 上某處由靜止釋放，小球在圓弧軌道 1上滾動過程中，合力對小球的沖量大小為 5N s, 重力加速度g取10m/s2,求：(1)小球運(yùn)動到圓弧軌道 1最低端時，對軌道的壓力大小 ；(2)小球落到圓弧軌道 2上時的動能大小。2【答案】(1) 5(2 )N (2) 62.5J(1)設(shè)小球在圓弧軌

7、道 1最低點(diǎn)時速度大小為 V0,根據(jù)動量定理有I mv0解得v0 5m /s在軌道最低端，根據(jù)牛頓第二定律,F mg2 v0 m R解得F 5 2 -2 N 2根據(jù)牛頓第三定律知,小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?2)設(shè)小球從軌道 水平位移：1拋出到達(dá)軌道2曲面經(jīng)歷的時間為t,X Vot豎直位移:1.22 gt由勾股定理:R2解得t 1s豎直速度：vygt10m / s可得小球的動能Ek 1 mv2222V0vy62.5J.如圖所示，質(zhì)量 M=1.0kg的木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量 m=0.495kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在的木板左端，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)m=0.4o質(zhì)量m0=0.005kg的子彈

8、以速度v=300m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(子彈與物塊作用時間極短)，木板足夠長，g 取 10m/s2。求：(1)物塊的最大速度 v1；(2)木板的最大速度 v2；(3)物塊在木板上滑動的時間t.m _MFfrjfrri 7mmTmTTmTTrnmTmTrmTTmmTw j r*【答案】(1) 3m/s ; (2) 1m/s ; (3) 0.5s?！窘馕觥俊驹斀狻?1)子彈射入物塊后一起向右滑行的初速度即為物塊的最大速度，取向右為正方向，根據(jù) 子彈和物塊組成的系統(tǒng)動量守恒得：m0V0= ( m+mo) vi解得：vi=3m/s(2)當(dāng)子彈、物塊和木板三者速度相同時，木板的速度最大，根據(jù)

9、三者組成的系統(tǒng)動量守 恒得：(m+mo) vi= (M+m+mo) V2。解得：V2=1m/s(3)對木板，根據(jù)動量定理得：(m+mo) gt=Mv2-0解得：t=0.5s.如圖甲所示，物塊 A、B的質(zhì)量分別是 mA= 4.0kg和mB= 3.0kg.用輕彈簧拴接，放在C從t=0時以一定速度向C的vt圖象如圖乙所光滑的水平地面上，物塊 B右側(cè)與豎直墻壁相接觸.另有一物塊右運(yùn)動，在t= 4s時與物塊A相碰，并立即與 A粘在一起不分開, 示.求：C的質(zhì)量mC；t=8s時彈簧具有的彈性勢能 Ep1412s內(nèi)墻壁對物塊 B的沖量大小I乙【答案】(1) 2kg (2) 27J (3)36N 關(guān)【解析】【

10、詳解】v2=3m/s, C與A碰撞過(1)由題圖乙知，C與A碰前速度為v1=9m/s,碰后速度大小為 程動量守恒mCv1 = (mA+ mC)v2解得C的質(zhì)量mc= 2kg.(2) t=8s時彈簧具有的彈性勢能Epi= (mA+ mc)V22=27J2(3)取水平向左為正方向，根據(jù)動量定理，472s內(nèi)墻壁對物塊B的沖量大小I=(mA+ mc)v3-(mA+ mc) (-V2)=36N s7.北京將在2022年舉辦冬季奧運(yùn)會，滑雪運(yùn)動將速度與技巧完美地結(jié)合在一起，一直深受廣大觀眾的歡迎。一質(zhì)量為60kg的運(yùn)動員在高度為h 80m,傾角為 30的斜坡頂端，從靜止開始沿直線滑到斜面底端。下滑過程運(yùn)動

11、員可以看作質(zhì)點(diǎn)，收起滑雪杖，忽略摩擦阻力和空氣阻力，g取10m/ s2，問：(1)運(yùn)動員到達(dá)斜坡底端時的速率v；(2)運(yùn)動員剛到斜面底端時，重力的瞬時功率；(3)從坡頂滑到坡底的過程中，運(yùn)動員受到的重力的沖量。【答案】(1) 40m/s (2) 1.2 104W (3) 4.8 103N s 方向為豎直向下【解析】【分析】(1)根據(jù)牛頓第二定律或機(jī)械能守恒定律都可以求出到達(dá)底端的速度的大?。?2)根據(jù)功率公式進(jìn)行求解即可；(3)根據(jù)速度與時間關(guān)系求出時間，然后根據(jù)沖量公式進(jìn)行求解即可；【詳解】(1)滑雪者由斜面頂端滑到底端過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒：mgh -mv22到達(dá)底端時的速率為：v 40m

12、 / s ;(2)滑雪者由滑到斜面底端時重力的瞬時功率為：PG mg v sin30 1.2 104W ；(3)滑雪者由斜面頂端滑到底端過程中，做勻加速直線運(yùn)動根據(jù)牛頓第二定律 mg sin 300 ma,可以得到：a g sin 305m/ s2根據(jù)速度與時間關(guān)系可以得到：t v0 8sa3則重力的沖重為：Ig mgt 4.8 10 N s,方向為豎直向下?！军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解末速度，注意瞬時功率 的求法。8.質(zhì)量0.2kg的球，從5.0m高處自由下落到水平鋼板上又被豎直彈起，彈起后能達(dá)的最大高度為4.05m.如果球從開始下落到彈起達(dá)最大高度所用

13、時間為1.95s,不考慮空氣阻力，g取10m/s2.求小球?qū)︿摪宓淖饔昧?【答案】78N【解析】【詳解】自由落體過程 vi2=2ghi,得vi=10m/s；vi=gti 得 ti=1s小球彈起后達(dá)到最大高度過程0- V22=-2gh2,得v2=9m/s0-V2=-gt2 得 t2=0.9s小球與鋼板作用過程設(shè)向上為正方向，由動量定理：Ft-mg t mv2- (-mvi)其中 t t=ti-t2=0.05s得 F=78N由牛頓第三定律得 F手，所以小球?qū)︿摪宓淖饔昧Υ笮?8N,方向豎直向下； 9.如圖所示，質(zhì)量為 m=0.5kg的木塊，以v=3.0m/s的速度滑上原來靜止在光滑水平面上的足夠

14、長的平板車，平板車的質(zhì)量M=2.0kg。若木塊和平板車表面間的動摩擦因數(shù)斤0. 3,重力加速度g=10m/s2,求：M(i)平板車的最大速度；(2)平板車達(dá)到最大速度所用的時間.【答案】(1) 0.6m/s (2) 0.8s【解析】【詳解】(1)木塊與平板車組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得:mv0=(M+m) v,解得:v=0.6m/s(2)對平板車，由動量定律得：mg=Mv解得:t=0.8s. 一質(zhì)量為1 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，距離A點(diǎn)8 m的位置B處是一面墻,如圖所示.物塊以 v0=5 m/s的初速度從 A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度 為3 m

15、/s,碰后以2 m/s的速度反向運(yùn)動直至靜止.g取10 m/s2. TOC o 1-5 h z (i)求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)叵(2)若碰撞時間為 0.01s,求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F;【答案】(1) 0.1 (2) 500N【解析】(1)由動能定理，有一mgs= m mv2 m v02 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 22可得(1= 0.1(2)由動量定理，規(guī)定水平向左為正方向，有 FA=mv (-mv)可得F= 500N.如圖所示，光滑水平面上放著質(zhì)量都為m的物塊A和B, A緊靠著固定的豎直擋板，A、B間夾一個被壓縮的輕彈簧(彈簧與 A、B均不拴接)，用手擋住 B不動，此時彈簧壓 9不股屈 ，、一 . 縮的彈性勢能為2 .在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩的長略大于彈簧的自然長度。放手后繩在短暫時間內(nèi)被拉斷，之后B繼續(xù)向右運(yùn)動，一段時間后與向左勻速運(yùn)動、速度為v0的物塊C發(fā)生碰撞，碰后 B、C立刻形成粘合體并停止運(yùn)動，C的質(zhì)量為2m。求：(1) B、C相撞前一瞬間B的速度大小;(2)繩被拉斷過程中，繩對 A的沖量I?！敬鸢浮?1)也=*)=叫【解析】(1)由動量守恒定律可知：卬*? - 得：(2)由能量守恒可得:得：動量守恒：.沖量：得： ,.質(zhì)量是40kg的鐵錘從5m的高處自由落下，打在一高度