下载文档原格式
高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析一、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/s 2）(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】(1)1550N ；(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：212h gt =解得6s t =对礼花弹从发射到抛到最高点，由动量定理00()0Ft mg t t -+=其中00.2s t =解得1550N F =(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2，对应的水平速度大小分别为v 1、v 2，则： 在最高点爆炸，由动量守恒定律得1122m v m v =由能量守恒定律得2211221122E m v m v =+ 其中1214m m = 12m m m =+联立解得1120m/s v =230m/s v =之后两物块做平抛运动，则 竖直方向有212h gt =水平方向有12s v t v t =+由以上各式联立解得s=900m2．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端，有一质量m =1.0kg 、可视为质点的物体，以v 0=6.0m/s 的初速度沿斜面上滑。
已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力。
求： （1）物体沿斜面向上运动的加速度大小；（2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值； （3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。
⾼考物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题（含答案）⾼考物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案)⼀、⾼考物理精讲专题动量定理1．图甲为光滑⾦属导轨制成的斜⾯，导轨的间距为1m l =，左侧斜⾯的倾⾓37θ=?，右侧斜⾯的中间⽤阻值为2R =Ω的电阻连接。
在左侧斜⾯区域存在垂直斜⾯向下的匀强磁场，磁感应强度⼤⼩为10.5T B =，右侧斜⾯轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为20.5T B =。
在斜⾯的顶端e 、f 两点分别⽤等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab ，另⼀导体棒cd 置于左侧斜⾯轨道上，与导轨垂直且接触良好，ab 棒和cd 棒的质量均为0.2kg m =，ab 棒的电阻为12r =Ω，cd 棒的电阻为24r =Ω。
已知t =0时刻起，cd 棒在沿斜⾯向下的拉⼒作⽤下开始向下运动(cd 棒始终在左侧斜⾯上运动)，⽽ab 棒在⽔平拉⼒F 作⽤下始终处于静⽌状态，F 随时间变化的关系如图⼄所⽰，ab 棒静⽌时细导线与竖直⽅向的夹⾓37θ=?。
其中导轨的电阻不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定⽀架。
(1)请通过计算分析cd 棒的运动情况； (2)若t =0时刻起，求2s 内cd 受到拉⼒的冲量；(3)3 s 内电阻R 上产⽣的焦⽿热为2. 88 J ，则此过程中拉⼒对cd 棒做的功为多少? 【答案】(1)cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动；(2)1.6N s g ；(3)43.2J 【解析】【详解】(1)设绳中总拉⼒为T ，对导体棒ab 分析，由平衡⽅程得：sin θF T BIl =+cos θT mg =解得：tan θ 1.50.5F mg BIl I =+=+由图⼄可知：1.50.2F t =+则有：0.4I t =cd 棒上的电流为：0.8cd I t =则cd 棒运动的速度随时间变化的关系：8v t =即cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动。
(2)ab 棒上的电流为：0.4I t =则在2 s 内，平均电流为0.4 A ，通过的电荷量为0.8 C ，通过cd 棒的电荷量为1.6C 由动量定理得：sin θ0F t I mg t BlI mv +-=-解得： 1.6N s F I =g(3)3 s 内电阻R 上产⽣的的热量为 2.88J Q =，则ab 棒产⽣的热量也为Q ，cd 棒上产⽣的热量为8Q ，则整个回路中产⽣的总热量为28. 8 J ，即3 s 内克服安培⼒做功为28. 8J ⽽重⼒做功为：G sin 43.2J W mg θ==对导体棒cd ，由动能定理得：F W W'-克安2G 102W mv +=- 由运动学公式可知导体棒的速度为24 m/s 解得：43.2J F W '=2．如图所⽰，⾜够长的⽊板A 和物块C 置于同⼀光滑⽔平轨道上，物块B 置于A 的左端，A 、B 、C 的质量分别为m 、2m 和3m ，已知A 、B ⼀起以v 0的速度向右运动，滑块C 向左运动，A 、C 碰后连成⼀体，最终A 、B 、C 都静⽌，求：（i ）C 与A 碰撞前的速度⼤⼩（ii ）A 、C 碰撞过程中C 对A 到冲量的⼤⼩．【答案】（1）C 与A 碰撞前的速度⼤⼩是v 0；（2）A 、C 碰撞过程中C 对A 的冲量的⼤⼩是32mv 0．【解析】【分析】【详解】试题分析：①设C 与A 碰前速度⼤⼩为1v ,以A 碰前速度⽅向为正⽅向，对A 、B 、C 从碰前⾄最终都静⽌程由动量守恒定律得：01(2)3?0m m v mv －+= 解得：10v v =．②设C 与A 碰后共同速度⼤⼩为2v ，对A 、C 在碰撞过程由动量守恒定律得：012 3(3)mv mv m m v =+－在A 、C 碰撞过程中对A 由动量定理得：20CA I mv mv =－解得：032CA I mv =-即A 、C 碰过程中C 对A 的冲量⼤⼩为032mv ．⽅向为负．考点：动量守恒定律【名师点睛】本题考查了求⽊板、⽊块速度问题，分析清楚运动过程、正确选择研究对象与运动过程是解题的前提与关键，应⽤动量守恒定律即可正确解题；解题时要注意正⽅向的选择．3．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v 0＝12 m/s 的⽔平速度撞上静⽌的滑块B 并粘的速度⼤⼩v ；②在整个过程中，弹簧对A 、B 系统的冲量⼤⼩I 。
高中物理动量守恒定律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守恒定律1．如图所示，质量分别为m 1和m 2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v 1、v 2同向运动，并发生对心碰撞，碰后m 2被右侧墙壁原速弹回，又与m 1碰撞，再一次碰撞后两球都静止．求第一次碰后m 1球速度的大小.【答案】【解析】设两个小球第一次碰后m 1和m 2速度的大小分别为和，由动量守恒定律得：（4分） 两个小球再一次碰撞，（4分）得：（4分）本题考查碰撞过程中动量守恒的应用，设小球碰撞后的速度，找到初末状态根据动量守恒的公式列式可得2．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝1 kg ，车上另有一个质量为m ＝0.2 kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车以v 0＝8 m/s 的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M 2＝2 kg ，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上)【答案】25m/s【解析】试题分析：要使两车恰好不相撞，则两车速度相等． 以M 1、M 2、m 组成的系统为研究对象，水平方向动量守恒：()20120M v M m M v +=++共，解得5m /s v =共以小球与乙车组成的系统，水平方向动量守恒： ()202M v mv m M v -=+共，解得25m /s v =考点：考查了动量守恒定律的应用【名师点睛】要使两车不相撞，甲车以最小的水平速度将小球发射到乙车上的临界条件是两车速度相同，以甲车、球与乙车为系统，由系统动量守恒列出等式，再以球与乙车为系统，由系统动量守恒列出等式，联立求解3．28．如图所示，质量为m a=2kg的木块A静止在光滑水平面上。
一质量为m b= lkg的木块B以初速度v0=l0m/s沿水平方向向右运动，与A碰撞后都向右运动。
木块A与挡板碰撞后立即反弹（设木块A与挡板碰撞过程无机械能损失）。
高考物理动量守恒定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1．水平放置长为L=4.5m 的传送带顺时针转动，速度为v =3m/s ，质量为m 2=3kg 的小球被长为1l m =的轻质细线悬挂在O 点，球的左边缘恰于传送带右端B 对齐；质量为m 1=1kg 的物块自传送带上的左端A 点以初速度v 0=5m/s 的速度水平向右运动，运动至B 点与球m 2发生碰撞，在极短的时间内以碰撞前速率的12反弹，小球向右摆动一个小角度即被取走。
已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1，取重力加速度210m/s g =。
求：（1）碰撞后瞬间，小球受到的拉力是多大？（2）物块在传送带上运动的整个过程中，与传送带间摩擦而产生的内能是多少？ 【答案】（1）42N （2）13.5J 【解析】 【详解】解：设滑块m1与小球碰撞前一直做匀减速运动，根据动能定理：221111011=22m gL m v m v μ--解之可得：1=4m/s v 因为1v v <，说明假设合理滑块与小球碰撞，由动量守恒定律：21111221=+2m v m v m v - 解之得：2=2m/s v碰后，对小球，根据牛顿第二定律：2222m v F m g l-=小球受到的拉力：42N F =（2）设滑块与小球碰撞前的运动时间为1t ，则()01112L v v t =+ 解之得：11s t =在这过程中，传送带运行距离为：113S vt m == 滑块与传送带的相对路程为：11 1.5X L X m ∆=-=设滑块与小球碰撞后不能回到传送带左端，向左运动最大时间为2t 则根据动量定理：121112m gt m v μ⎛⎫-=-⋅⎪⎝⎭解之得：22s t =滑块向左运动最大位移：121122m x v t ⎛⎫=⋅⋅ ⎪⎝⎭=2m 因为m x L <，说明假设成立，即滑块最终从传送带的右端离开传送带 再考虑到滑块与小球碰后的速度112v <v ， 说明滑块与小球碰后在传送带上的总时间为22t在滑块与传送带碰撞后的时间内，传送带与滑块间的相对路程22212X vt m ∆==因此，整个过程中，因摩擦而产生的内能是()112Q m g x x μ=∆+∆=13.5J2．如图甲所示，物块A 、B 的质量分别是 m A =4.0kg 和m B =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，物块C 的v -t 图象如图乙所示．求：①物块C 的质量？②B 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E P ？ 【答案】（1）2kg （2）9J 【解析】试题分析：①由图知，C 与A 碰前速度为v 1＝9 m/s ，碰后速度为v 2＝3 m/s ，C 与A 碰撞过程动量守恒．m c v 1＝（m A ＋m C ）v 2 即m c ＝2 kg②12 s 时B 离开墙壁，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 （m A ＋m C ）v 3＝（m A ＋m B ＋m C ）v 4得E p ＝9 J考点：考查了动量守恒定律，机械能守恒定律的应用【名师点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、能量守恒定律、动量定理即可正确解题．3．如图，质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变．该系统以速度v0=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，断开后两球仍沿原直线运动．经过时间t=5.0s后，测得两球相距s=4.5m，则刚分离时，a球、b球的速度大小分别为_____________、______________；两球分开过程中释放的弹性势能为_____________．【答案】①0.7m/s, -0.2m/s ②0.27J【解析】试题分析：①根据已知，由动量守恒定律得联立得②由能量守恒得代入数据得考点：考查了动量守恒，能量守恒定律的应用【名师点睛】关键是对过程分析清楚，搞清楚过程中初始量与末时量，然后根据动量守恒定律与能量守恒定律分析解题4．28．如图所示，质量为m a=2kg的木块A静止在光滑水平面上。
高考物理动量定理解题技巧(超强)及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量定理1．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB 与弯曲滑道BC 平滑衔接，滑道BC 高h =10 m ，C 是半径R =20 m 圆弧的最低点，质量m =60 kg 的运动员从A 处由静止开始匀加速下滑，加速度a =4.5 m/s 2，到达B 点时速度v B =30 m/s ．取重力加速度g =10 m/s 2． （1）求长直助滑道AB 的长度L ；（2）求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小；（3）若不计BC 段的阻力，画出运动员经过C 点时的受力图，并求其所受支持力F N 的大小．【答案】（1）100m （2）1800N s ⋅（3）3 900 N 【解析】（1）已知AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即2202v v aL -=可解得:221002v v L m a-==（2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以01800B I mv N s =-=⋅（3）小球在最低点的受力如图所示由牛顿第二定律可得：2Cv N mg m R-= 从B 运动到C 由动能定理可知：221122C B mgh mv mv =-解得;3900N N =故本题答案是：（1）100L m = （2）1800I N s =⋅ （3）3900N N =点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小．2．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/s 2）(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】(1)1550N ；(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：212h gt =解得6s t =对礼花弹从发射到抛到最高点，由动量定理00()0Ft mg t t -+=其中00.2s t =解得1550N F =(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2，对应的水平速度大小分别为v 1、v 2，则： 在最高点爆炸，由动量守恒定律得1122m v m v =由能量守恒定律得2211221122E m v m v =+ 其中1214m m = 12m m m =+联立解得1120m/s v = 230m/s v =之后两物块做平抛运动，则 竖直方向有212h gt =水平方向有12s v t v t =+由以上各式联立解得s=900m3．如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R =0.1 m ，半圆形轨道的底端放置一个质量为m =0.1 kg 的小球B ，水平面上有一个质量为M =0.3 kg 的小球A 以初速度v 0=4.0 m / s 开始向着木块B 滑动，经过时间t =0.80 s 与B 发生弹性碰撞．设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（1）两小球碰前A 的速度； （2）球碰撞后B ,C 的速度大小；（3）小球B 运动到最高点C 时对轨道的压力；【答案】（1）2m/s （2）v A ＝1m /s ，v B ＝3m /s （3）4N ，方向竖直向上 【解析】 【分析】 【详解】（1）选向右为正，碰前对小球A 的运动由动量定理可得： –μ Mg t ＝M v – M v 0 解得：v ＝2m /s（2）对A 、B 两球组成系统碰撞前后动量守恒，动能守恒：A B Mv Mv mv =+222111222A B Mv Mv mv =+ 解得：v A ＝1m /s v B ＝3m /s（3）由于轨道光滑，B 球在轨道由最低点运动到C 点过程中机械能守恒：2211222B Cmv mv mg R '=+ 在最高点C 对小球B 受力分析，由牛顿第二定律有： 2CN v mg F m R'+= 解得：F N ＝4N由牛顿第三定律知，F N '＝F N ＝4N小球对轨道的压力的大小为3N ，方向竖直向上．4．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v 0＝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m 1＝0.5 kg 、m 2＝1.5 kg 。
高中物理动量定理解题技巧分析及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，静置于水平地面上的二辆手推车沿一直线排列，质量均为m ，人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L 时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L 时停。
车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k 倍，重力加速度为g ，若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞吋间很短，忽咯空气阻力，求： (1)整个过程中摩擦阻力所做的总功； (2)人给第一辆车水平冲量的大小。
【答案】(1)-3kmgL ；(2)10m kgL 【解析】 【分析】 【详解】(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W ，则W =-kmgL -2kmgL =-3kmgL即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-3kmgL 。
(2)设第一辆车的初速度为v 0，第一次碰前速度为v 1，碰后共同速度为v 2，则由动量守恒得mv 1=2mv 222101122kmgL mv mv -=- 221(2)0(2)2k m gL m v -=-由以上各式得010v kgL =所以人给第一辆车水平冲量的大小010I mv m kgL ==2．如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R =0.1 m ，半圆形轨道的底端放置一个质量为m =0.1 kg 的小球B ，水平面上有一个质量为M =0.3 kg 的小球A 以初速度v 0=4.0 m / s 开始向着木块B 滑动，经过时间t =0.80 s 与B 发生弹性碰撞．设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（1）两小球碰前A 的速度； （2）球碰撞后B ,C 的速度大小；（3）小球B 运动到最高点C 时对轨道的压力；【答案】（1）2m/s （2）v A ＝1m /s ，v B ＝3m /s （3）4N ，方向竖直向上 【解析】 【分析】 【详解】（1）选向右为正，碰前对小球A 的运动由动量定理可得： –μ Mg t ＝M v – M v 0 解得：v ＝2m /s（2）对A 、B 两球组成系统碰撞前后动量守恒，动能守恒：A B Mv Mv mv =+222111222A B Mv Mv mv =+ 解得：v A ＝1m /s v B ＝3m /s（3）由于轨道光滑，B 球在轨道由最低点运动到C 点过程中机械能守恒：2211222B Cmv mv mg R '=+ 在最高点C 对小球B 受力分析，由牛顿第二定律有： 2CN v mg F m R'+= 解得：F N ＝4N由牛顿第三定律知，F N '＝F N ＝4N小球对轨道的压力的大小为3N ，方向竖直向上．3．半径均为52m R =的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R ，让质量为1kg 的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程中，合力对小球的冲量大小为5N s ⋅，重力加速度g 取210m /s ，求：（1）小球运动到圆弧轨道1最低端时，对轨道的压力大小; （2）小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。
高中物理动量定理解题技巧分析及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1．如图所示，足够长的木板A 和物块C 置于同一光滑水平轨道上，物块B 置于A 的左端，A 、B 、C 的质量分别为m 、2m 和3m ，已知A 、B 一起以v 0的速度向右运动，滑块C 向左运动，A 、C 碰后连成一体，最终A 、B 、C 都静止，求：（i ）C 与A 碰撞前的速度大小（ii ）A 、C 碰撞过程中C 对A 到冲量的大小． 【答案】（1）C 与A 碰撞前的速度大小是v 0； （2）A 、C 碰撞过程中C 对A 的冲量的大小是32mv 0． 【解析】 【分析】 【详解】试题分析：①设C 与A 碰前速度大小为1v ,以A 碰前速度方向为正方向，对A 、B 、C 从碰前至最终都静止程由动量守恒定律得：01(2)3?0m m v mv －+= 解得：10v v =． ②设C 与A 碰后共同速度大小为2v ，对A 、C 在碰撞过程由动量守恒定律得：012 3(3)mv mv m m v =+－在A 、C 碰撞过程中对A 由动量定理得：20CA I mv mv =－ 解得：032CA I mv =-即A 、C 碰过程中C 对A 的冲量大小为032mv ． 方向为负．考点：动量守恒定律 【名师点睛】本题考查了求木板、木块速度问题，分析清楚运动过程、正确选择研究对象与运动过程是解题的前提与关键，应用动量守恒定律即可正确解题；解题时要注意正方向的选择．2．半径均为52m R =的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R ，让质量为1kg 的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程中，合力对小球的冲量大小为5N s ⋅，重力加速度g 取210m /s ，求：（1）小球运动到圆弧轨道1最低端时，对轨道的压力大小; （2）小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。
高中物理动量守恒定律常见题型及做题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图：竖直面内固定的绝缘轨道abc,由半径R=3 m的光滑圆弧段bc与长l=1.5 m的粗糙水平段ab在b点相切而构成,O点是圆弧段的圆心, Oc与Ob的夹角0=37°;过£点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E=10 N/C的匀强电场,Ocb的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m的矩形区域efgh, ef与Oc交于c点,ecf与水平向右的方向所成的夹角为3(53° & pwi47° ),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场.质量m2=3X10-3 kg、电荷量q=3Xl0-3 C的带正电小物体Q静止在圆弧轨道上b点,质量m1=1.5X10-3 kg的不带电小物体P 从轨道右端a以V O=8 m/s的水平速度向左运动, P、Q碰撞时间极短,碰后P以1m/s的速度水平向右弹回. P与ab间的动摩擦因数^=0.5, A、B均可视为质点,Q 的电荷量始终不变,忽略空气阻力, sin37° =0.6, cos37° =0.8,重力加速度大小g=10m/s2.求：⑴碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q的弹力大小F N；(2)当3=53°时,物体Q刚好不从gh边穿出磁场,求区域efgh内所加磁场的磁感应强度大小B I；(3)当区域efgh内所加磁场的磁感应强度为B2=2T时,要让物体Q从gh边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t及对应的(3值.______ 2 127 0一0【答案】(1) F N 4.6 10 2N (2) B1 1.25T (3)t -------------------- s, 1 900和 2 1430360【解析】【详解】解：(1)设P碰撞前后的速度分别为v1和v1 , Q碰后的速度为v21 2 1 2从a到b,对P,由动能TE理得：-m1gl — m1V1 — m1V02 2解得：v1 7m/s碰撞过程中,对P , Q系统：由动量守恒定律：m1v1 m1V l m2V2取向左为正方向,由题意v1 1m/s,解得：v2 4m/s2 V2b 点：对Q ,由牛顿第二定律得：F N m2g m2——R解得：F N 4.6 10 2 N(2)设Q 在c 点的速度为v c ,在b 到c 点,由机械能守恒定律:12 m 2 gR(1 cos )m 2v c 2解得：v c 2m/sQ 刚好不从gh 边穿出磁场,由几何关系： R d 1.6m解得：B I 1.25Tm 2v c .(3)当所加磁场B 2 2T ,「2 -- 1mqB 2要让Q 从gh 边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,那么 Q 在磁场中运动轨迹对应的圆心dcos(180 )—解得:此时对应的 角：1 90和2 1431 2m 2v 22进入磁场后：Q 所受电场力 F qE 3 10 2Nm 2g , Q 在磁场做匀速率圆周运动由牛顿第二定律得：qV cB2 m 2vcq127运动周期：T2 m 2 qB 2那么Q 在磁场中运动的最长时间:T 127 ?2 m 2 360360 qB 2 127 ------ s360角最大,那么当gh 边或ef 边与圆轨迹相切,轨迹如下图:设最大圆心角为 ,由几何关系得:2.如下图,一辆质量M=3 kg的小车A静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m=l kg 的光滑小球B,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为&=6J,小球与小车右壁距离为L=0.4m,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求:A丽网(编①小球脱离弹簧时的速度大小；②在整个过程中,小车移动的距离.【答案】(1) 3m/s (2) 0.1m【解析】试题分析：(1)除锁定后弹簧的弹性势能转化为系统动能,根据动量守恒和能量守恒列出等式得mv-Mv2=0E P - mv2 -Mv f 2 2代入数据解得：v i=3m/s v 2=1m/s(2)根据动量守恒和各自位移关系得m— M — x i+x2=Lt t代入数据联立解得：x2-=0.lm4考点：动量守恒定律；能量守恒定律.3.如图,质量分别为也、出E的两个小球A、B静止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8m , A球在B球的正上方. 先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放.当A球下落t=0.3s时,刚好与B球在地面上方的P点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A球的速度恰为零. % = ,重力加速度大小为g=lCta"广,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失.AOP零IY 0,3m(i) B球第一次到达地面时的速度；(ii) P点距离地面的高度.【答案】v B 4m/sh p 0.75m【解析】试题分析：(i) B球总地面上方静止释放后只有重力做功,根据动能定理有m B gh - m B V B22可得B 球第一次到达地面时的速度 v B J 颂 4m/s (11) A 球下落过程,根据自由落体运动可得 A 球的速度v A gt设B 球的速度为V B ',那么有碰撞过程动量守恒NI A V ANI B V B 'm B V B ''..................................... 1 c 1c 1c碰撞过程没有动能损失那么有 一m A v A— m B v B ' — m B v B '' 22 2解得 v B ' 1m / s , v B '' 2m/ s度是指碰撞前A 对B 的速度.假设上述过程是质量为 2m 的玻璃球A 以速度v o 碰撞质量为m 的静止玻璃球B,且为对心碰撞,求碰撞后 A 、B 的速度大小.17 31【答案】V0——V04S 24【解析】设A 、B 球碰撞后速度分别为 V 1和v 2 由动量守恒定律得 2mv o= 2mv 1 + mv 25 .如图的水平轨道中, AC 段的中点B 的正上方有一探测器, C 处有一竖直挡板,物体 P 1沿轨道向右以速度 V 1与静止在A 点的物体P 2碰撞,并接合成复合体巳以此碰撞时刻为计 时零点,探测器只在 t 1=2 s H 12=4 s 内工作, P 1、P 2的质量都为 m=1 kg, P 与AC 间的 动摩擦因数为 四 二0.1, AB 段长L=4 m, g 取10 m/s 2, R 、P 2和P 均视为质点,P 与挡板的 碰撞为弹性碰撞.3m/ s小球B 与地面碰撞后根据没有动能损失所以 B 离开地面上抛时速度 v 0 v B 4m / s所以P 点的高度hp p 考点：动量守恒定律 2,2V0-^B- 0.75m 2g能量守恒4.牛顿的?自然哲学的数学原理?中记载, 它们碰撞前的接近速度之比总是约为15 : A 、B 两个玻璃球相碰, 16.别离速度是指碰撞后碰撞后的别离速度和B 对A 的速度,接近速且由题意知-^― 15解得 V I = -- V 0 ,4S31V 2=V 024⑴假设v i =6 m/s,求P 、P 2碰后瞬间的速度大小 v 和碰撞损失的动能 史;〔2〕假设P 与挡板碰后,能在探测器的工作时间内通过 B 点,求v i 的取值范围和 P 向左经过A 点时的最大动能E .【答案】〔1〕 9J 〔2〕 10m/s v vi v 14m/s 17J 【解析】试题分析：〔1〕由于P 1和P 2发生弹性碰撞,据动量守恒定律有： 附用=2网口 v 2 =碰撞过程中损失的动能为:v 1=14m/s 时,碰撞后的结合体 P 的最大速度为: 代入数据,可得通过 A 点时的最大动能为：Eg = 17j 考点：此题考查动量守恒定律、运动学关系和能量守恒定律6 .在光滑的水平面上,质量 m=1kg 的物体与另一质量为 m 物体相碰,碰撞前后它们的位 移随时间变解法一：根据牛顿第二定律,设P 1、P 2碰撞后的共同速度为P 做匀减速直线运动,加速度 V A,那么根据〔1〕问可得V A =V 1/2把P 与挡板碰撞前后过程当作整体过程处理经过时间t1, P 运动过的路程为S1,那么经过时间t2, P 运动过的路程为S2,那么 如果P 能在探测器工作时间内通过B 点,必须满足&W3LWs联立以上各式,解得 10m/s < V 1 < 14m/s V 1的最大值为 14m/s ,此时碰撞后的结合体P 有最大速度v A =7m/s1-口 4L = 2M 吗根据动能定理, 代入数据,解得E=17J解法二：从A 点滑动到C 点,再从C 点滑动到A 点的整个过程,P 做的是匀减速直线. 设加速度大小为 a,那么a=〔ig=1m/s 2设经过时间t, P 与挡板碰撞后经过 B 点,［学科网那么： vw-at,诬?口,乳 v=v 1/2假设t=2s 时经过B 点,可得 假设t=4s 时经过B 点,可得 v 1="14m/s"v 1=10m/s 那么v 1的取值范围为: 10m/s v v 1 v 14m/s必如== 7m/s化的情况如下图.求：(1)碰撞前m的速度v i和位的速度V2；(2)另一物体的质量m>o【答案】(1) v i 4m/s, V2 0； (2) m2 3kg.【解析】试题分析：(1)由s —t图象知：碰前,m的速度v1—16二0 4 m,. s , m处于静止t 4-0状态,速度v20(2)由s—t图象知：碰后两物体由共同速度,即发生完全非弹性碰撞—24 16 1m s碰后的共同速度vt 12 4根据动量守恒定律,有：m1V l(m( m2)v另一物体的质量m2m i v——v 3m l 3kgv考点：s—t图象,动量守恒定律7 .如下图,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H的光滑水平桌面上.现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h高处由静止开始滑下,与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出.m A m, m B 2m, m C 3m ,求:(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度v;(2)被压缩弹簧的最大弹性势能 E Pmax;(3)滑块C 落地点与桌面边缘的水平距离【答案】(1) v 1V l -J2gh (2) mgh (3) 2JHh 3 3 6 3【解析】 【详解】解：(1)滑块A 从光滑曲面上h 高处由静止开始滑下的过程,机械能守恒,设其滑到底面的 1 2速度为V i ,由机械能守恒定律有： m A gh 5 m A v 1解之得：v 1 2gh滑块A 与B 碰撞的过程, A 、B 系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为 v,由动量守恒定律有：m A V im A m B v解之得：v 1V l 1J 2gh33 、(2)滑块A 、B 发生碰撞后与滑块 C 一起压缩弹簧,压缩的过程机械能守恒,被压缩弹簧的 弹性势能最大时,滑块 A 、B 、C 速度相等,设为速度 v 2 由动量守恒定律有：m A v 1 m A m B m C v 21.22由机械能寸恒7E 律有： E pmax 2(m A m )B )vm A m B m e V21解得被压缩弹簧的最大弹性势能：E Pmax -mgh6(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时,滑块C 脱离弹簧,设滑块 A 、B 的速度为V3,滑块C 的速度为V4,分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有：2—mAm B v 2解之得：V 30, V 4滑块C 从桌面边缘飞出后做平抛运动： s v 4tH 1gt 2 2解之得滑块C 落地点与桌面边缘的水平距离：s 2jHh38.如下图,光滑固定斜面的倾角 @=30： 一轻质弹簧一端固定,另一端与质量 M=3kg 的物体B 相连,初始时 B 静止.质量m=1kg 的A 物体在斜面上距 B 物体处s1=10cm 静止释 放,A 物体下滑过程中与 B 发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后与 B 粘在一起,碰后整 体经t=0.2s 下滑s2=5cm 至最低点.弹簧始终处于弹性限度内, A B 可视为质点,g 取10m/s 2.s.m A m B vm A m B V 3m C V 42 m A m B V3-m C V 4 2(1)从碰后到最低点的过程中,求弹簧最大的弹性势能；(2)碰后至返回到碰撞点的过程中,求弹簧对物体B的冲量大小.上【答案】(1) 1. 125J; (2) 10Ns【解析】【分析】(1)A物体下滑过程,A物体机械能守恒,求得A与B碰前的速度；A与B碰撞是完全非弹性碰撞,A、B组成系统动量守恒,求得碰后AB的共同速度；从碰后到最低点的过程中,A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,可求得从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量.(2)从碰后至返回到碰撞点的过程中, A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,可求得返回碰撞点时AB的速度；对AB从碰后至返回到碰撞点的过程应用动量定理,可得此过程中弹簧对物体B 冲量的大小.【详解】0 1 2(1)A物体下滑过程,A物体机械能守恒,那么：mgS|Sin30 — mv02解得：v0J2gs i sin300 42 10 0.1 0.5 嗯1嗯A与B碰撞是完全非弹性碰撞,据动量守恒定律得：mv0 (m M )v1解得：v1 0.25mS从碰后到最低点的过程中, A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,那么：一1 2 0E PT增—(m M )v1 (m M )gS2Sin30 2解得：E PT增1.125J(2)从碰后至返回到碰撞点的过程中, A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,可求得返回碰撞点时AB的速度大小v2 v1 0.25 ms以沿斜面向上为正,由动量定理可得：I T (m M )gsin300 2t (m M M (m M)%解得：I T 10N S9.如下图,用气垫导轨做“验证动量守恒〞实验中,完成如下操作步骤:A BA.调节天平,称出两个碰撞端分别贴有尼龙扣滑块的质量m i和m2.B.安装好A B光电门,使光电门之间的距离为50cm.导轨通气后,调节导轨水平,使滑块能够作运动.C.在碰撞前,将一个质量为m2滑块放在两光电门中间,使它静止,将另一个质量为m i滑块放在导轨的左端,向右轻推以下m i,记录挡光片通过A光电门的时间t i.D.两滑块相碰后,它们粘在一起向右运动,记录挡光片通过的时间t2.E.得到验证实3i的表达式 .m! m i m2【答案】匀速直线运动小车经过光电门的时间」———-t i t2【解析】【详解】为了让物块在水平方向上不受外力,因此当导轨通气后,调节导轨水平,使滑块能够作匀速直线运动；根据实验原理可知,题中通过光电门来测量速度,因此应测量小车经过光电门的时间l设光电门的宽度为l ,那么有：经过光电门的速度为V i - t il整体经过光电门的速度为：V2t2由动量守恒定律可知, miV i (m i+m2)v2代入解得：m i (m i m2) ----- .t i t2io.如下图,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连, O点为弹簧原长位置, .点左侧水平面光滑,水平段OP长L=im, P点右侧一与水平方向成分=的足够长的传送带与水平面在P点平滑连接,皮带轮逆时针转动速率为3m/s, 一质量为ikg可视为质点的物块A压缩弹簧(与弹簧不栓接),使弹簧获得弹性势能跖=力,物块与OP段动摩擦因数串口2 =--“1 = 0」,另一与A完全相同的物块B停在P点,B与传送带的动摩擦因数3,传送带足够长,A与B的碰撞时间不计,碰后 A. B交换速度,重力加速度g=10巾/乒,现释放A,求：(2)从A. B 第一次碰撞后到第二次碰撞前, B 与传送带之间由于摩擦而产生的热量(3) A. B 能够碰撞的总次数【答案】(1)仔.=恤/可⑵12.25/⑶6次试题分析：(1)设物块质量为 m, A 与B 第一次碰前的速度为 H,那么:碰后B 沿传送带向上匀减速运动直至速度为零,加速度大小设为VB—.三.gm 2此过程相对运动路程 ’此后B 反向加速,加速度仍为'打,与传送带共速后匀速运动直至与A 再次碰撞,加速时间为此过程相对运动路程 ‘ ’‘全过程生热,(3) B 与A 第二次碰撞,两者速度再次互换,此后 A 向左运动再返回与 B 碰撞,B 沿传送带向上运动再次返回,每次碰后到再次碰前速率相等,重复这一过程直至两者不再碰 撞.那么对A.B 和弹簧组成的系统,从第二次碰撞后到不再碰撞:解得第二次碰撞后重复的过程数为 n=2.25,所以碰撞总次数为 N=2+2n=6.5=6次(取整数)考点：动能定理；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律【名师点睛】此题首先要理清物体的运动过程,其次要准确把握每个过程所遵守的物理规 律,特别要掌握弹性碰撞过程,动量和机械能均守恒,两物体质量相等时交换速度11 .如下图,在光滑的水平面上,质量为 4m 、长为L 的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁 不粘连.质量为 m 的小滑块(可视为质点)以水平速度 vo 滑上木板左端,滑到木板右端时 速度恰好为零.现小滑块以水平速度 v 滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹(2)设A.B 第一次碰撞后的速度分别为=VB =那么：5 皿干阳T 丽8加必 解得:ui = gsii\& + 为 gesG = lOm/52 运动的时间位移为-t 2 = 0.45m 2=2 " imgL性碰撞,小滑块弹回后,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求 1 2 试题分析：小滑块以水平速度 v o 右滑时,有： fL =0- - mv 0 (2分)21 2 1 2小滑块以速度v 滑上木板到运动至碰墙时速度为 v i,那么有 fL = - mv i -- mv (2分)滑块与墙碰后至向左运动到木板左端,此时滑块、木板的共同速度为v2, 那么有 m, =(m 4m)v 2(2 分)1 2 1 . 一 . 2由总能重寸恒可得： fL= —mv 1 — - (m 4m)v 2 (2分) 2 2… … v 3上述四式联立,解得 一一(1分)v o 2 考点：动能定理,动量定理,能量守恒定律.12 .如下图,一质量为 M 的平板车B 放在光滑水平面上,在其右端放一质量为 m 的小 木块A, m 〈M,A 、B 间粗糙,现给 A 和B 以大小相等、方向相反的初速度 v0,使A 开始向 左运动,B 开始向右运动,最后 A 不会1t 离B,求：(1) A 、B 最后的速度大小和方向;(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车的速度大小和方向.试题分析：(1)由A 、B 系统动量守恒定律得:Mv0 —mv0= (M +m ) v ①M所以v=- ---------- v 0方向向右(2) A 向左运动速度减为零时,到达最远处,设此时速度为 (1) M m v o M m (2) 2M m 2 v o 2 Mg一的值. 0v'那么由动量守恒定律得:【解Mv 0 mv0、,,.Mv0 — mv0="Mv' v --------------------- 方向向右考点：动量守恒定律；点评：此题主要考查了动量守恒定律得直接应用,难度适中.。
高考物理动量定理解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题动量定理 1．如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点离
地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成30，由静止释放小球，经过时间t小球到达最低点，细绳刚好被拉断，小球水平抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g。 (1)求细绳的最大承受力；
(2)求从小球释放到最低点的过程中，细绳对小球的冲量大小；
(3)小明同学认为细绳的长度越长，小球抛的越远；小刚同学则认为细绳的长度越短，小球
抛的越远。请通过计算，说明你的观点。
【答案】（1）F=2mg；（2）22FImgtmgL；（3）当2HL时小球抛的最远 【解析】 【分析】 【详解】 (1)小球从释放到最低点的过程中，由动能定理得
201sin302mgLmv
小球在最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得 20mv
FmgL
解得： F=2mg (2)小球从释放到最低点的过程中，重力的冲量
IG=mgt 动量变化量
0pmv
由三角形定则得，绳对小球的冲量 22
FImgtmgL (3)平抛的水平位移0xvt，竖直位移
212HLgt
解得 2()xLHL
当2HL时小球抛的最远
2．蹦床运动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，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理，求此力的大小和方向。（g取10m/s2） 【答案】1.5×103N；方向向上 【解析】 【详解】 设运动员从h1处下落，刚触网的速度为
1128m/svgh 运动员反弹到达高度h2,，网时速度为 22210m/svgh 在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，设向上方向为正，由动量定理有 21()Fmgtmvmv
高中物理动量定理解题技巧剖析及练习题( 含答案 ) 及分析一、高考物理精讲专题动量定理1．如下图，粗拙的水平面连结一个竖直平面内的半圆形圆滑轨道，其半径为R=0.1 m，半圆形轨道的底端搁置一个质量为m=0.1 kg 的小球 B，水平面上有一个质量为M=0.3 kg 的小球 A 以初速度 v0 =4.0 m/ s 开始向着木块 B 滑动，经过时间t=0.80 s 与 B 发生弹性碰撞．设两小球均能够看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知木块 A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，求：（1）两小球碰前 A 的速度；（2）球碰撞后 B,C 的速度大小；（3）小球 B 运动到最高点 C 时对轨道的压力；【答案】（ 1） 2m/s（ 2）v A＝1m/s ， v B＝ 3m/ s（ 3） 4N，方向竖直向上【分析】【剖析】【详解】（1）选向右为正，碰前对小球 A 的运动由动量定理可得：–μMg t ＝ M v –M v 0解得： v＝ 2m/s（2）对 A、 B 两球构成系统碰撞前后动量守恒，动能守恒：Mv Mv A mv B1 Mv21Mv A21mv B2222解得： v A＝ 1m/ s v B＝ 3m/ s（3）因为轨道圆滑， B 球在轨道由最低点运动到 C 点过程中机械能守恒：1mv B21mv C2mg2R22在最高点 C 对小球 B 受力剖析，由牛顿第二定律有：mg F N m v C2R解得： F N＝ 4N由牛顿第三定律知，F N '＝ F N＝ 4N小球对轨道的压力的大小为3N，方向竖直向上．2．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻腾并做各样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 高处自由着落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0m 高处。
已知运动员与网接触的时间为 1.2s，若把这段时间内网对运动员的作用力看作恒力来办理，求此力的大小和方向。
