高中物理动量定理技巧(很有用)及练习题

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高中物理动量定理技巧(很有用)及练习题

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

2

G 102

W 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.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/s 2) 【答案】1.5×103N ;方向向上 【解析】 【详解】

设运动员从h 1处下落,刚触网的速度为

18m /s v =

运动员反弹到达高度h 2,,网时速度为

210m /s v ==

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()F mg t mv mv -=--

F =1.5×103N

方向向上

3.在距地面20m 高处,某人以20m/s 的速度水平抛出一质量为1kg 的物体,不计空气阻力(g 取10m /s 2)。求

(1)物体从抛出到落到地面过程重力的冲量; (2)落地时物体的动量。

【答案】(1)20N ?s ,方向竖直向下(2

)m/s ?, 与水平方向的夹角为45° 【解析】 【详解】

(1)物体做平抛运动,则有:

212

h gt =

解得:

t =2s

则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量

I=mgt =1×10×2=20N?s

方向竖直向下。

(2)在竖直方向,根据动量定理得

I=p y -0。

可得,物体落地时竖直方向的分动量

p y =20kg?m/s

物体落地时水平方向的分动量

p x =mv 0=1×20=20kg?m/s

故落地时物体的动量

m/s p =

=?

设落地时动量与水平方向的夹角为θ,则

1y x

p tan p θ=

=

θ=45°

4.甲图是我国自主研制的200mm 离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证,有望在2015年全面应用于我国航天器.离子电推进系统的核心部件为离子推进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势.离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙原子P 喷注入腔室C 后,被电子枪G 射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子.氙离子从腔室C 中飘移过栅电极A 的速度大小可忽略不计,在栅电极A 、B 之间的电场中加速,并从栅电极B 喷出.在加速氙离子的过程中飞船获得推力. 已知栅电极A 、B 之间的电压为U ,氙离子的质量为m 、电荷量为q .

(1)将该离子推进器固定在地面上进行试验.求氙离子经A 、B 之间的电场加速后,通过栅电极B 时的速度v 的大小;

(2)配有该离子推进器的飞船的总质量为M ,现需要对飞船运行方向作一次微调,即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv ,此过程中可认为氙离子仍以第(1)中所求的速度通过栅电极B .推进器工作时飞船的总质量可视为不变.求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N .

(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A 、B 之间的电场对氙离子做功的功率的比值S 来反映推进器工作情况.通过计算说明采取哪些措施可以增大S ,并对增大S 的实际意义说出你的看法. 【答案】(1)(2)

(3)增大S 可以通过减小q 、

U 或增大m 的方法.

提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. 【解析】

试题分析:(1)根据动能定理有

解得:

(2)在与飞船运动方向垂直方向上,根据动量守恒有:MΔv=Nmv 解得:

(3)设单位时间内通过栅电极A 的氙离子数为n ,在时间t 内,离子推进器发射出的氙离子个数为N nt =,设氙离子受到的平均力为F ',对时间t 内的射出的氙离子运用动量定理,F t Nmv ntmv ='=,F '= nmv

根据牛顿第三定律可知,离子推进器工作过程中对飞船的推力大小F=F '= nmv 电场对氙离子做功的功率P= nqU 则

根据上式可知:增大S 可以通过减小q 、U 或增大m 的方法. 提高该比值意味着推进器消耗相同的功率可以获得更大的推力. (说明:其他说法合理均可得分) 考点:动量守恒定律;动能定理;牛顿定律.

5.如图所示,木块A 和四分之一光滑圆轨道B 静置于光滑水平面上,A 、B 质量m A =m B =2.0kg 。现让A 以v 0=4m/s 的速度水平向右运动,之后与墙壁发生弹性碰撞(碰撞过程中无机械能损失),碰撞时间为t =0.2s 。取重力加速度g =10m/s 2.求:

①A 与墙壁碰撞过程中,墙壁对木块平均作用力的大小; ②A 滑上圆轨道B 后,到达最大高度时与B 的共同速度大小. 【答案】(1) F =80N (2) v 1=2m/s 【解析】 【详解】

①以水平向左为正方向,A 与墙壁碰撞过程,无机械能能损失,则以原速率弹回,对A ,由动量定理得:Ft =m A v 0﹣m A ?(﹣v 0), 代入数据解得:F =80N ;

②A 滑上圆轨道B 后到达最大高度时,AB 速度相等,设A 、B 的共同速度为v ,系统在水平方向动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒得:m A v 0=(m A +m B )v 1, 代入数据解得:v 1=2m/s ;

6.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 1=70kg 、乙运动员质量m 2=60kg ,求:

⑴乙运动员的速度大小;

⑵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

''

11221122m v m v m v m v +=+

得:

'

23m/s v =

(2)甲运动员的动量变化:

'1111-p m v m v ?= ①

对甲运动员利用动量定理:

p Ft ?= ②

由①②式可得:

F=420N

7.如图所示,一个质量m =4kg 的物块以速度v =2m/s 水平滑上一静止的平板车上,平板车质量M =16kg ,物块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.2,其它摩擦不计(取g=10m/s 2),求:

(1)物块相对平板车静止时,物块的速度;

(2)物块相对平板车上滑行,要使物块在平板车上不滑下,平板车至少多长?

【答案】(1)0.4m/s (2)0.8m 【解析】

(1)物块与平板车组成的系统动量守恒,以物块与普遍车组成的系统为研究对象,以物块的速度方向为正方向,

由动量守恒定律得()mv M m v =+',解得0.4/v m s '=; (2)对物块由动量定理得mgt mv mv μ-='-,解得0.8t s =; 物块在平板车上做匀减速直线运动,平板车做匀加速直线运动, 由匀变速运动的平均速度公式得,对物块12v v s t +'=

,对平板车22

v s t '

=, 物块在平板车上滑行的距离12s s s ?=-,解得0.8s m ?=, 要使物块在平板车上不滑下,平板车至少长0.8m .

8.如图所示,光滑水平面上小球A 、B 分别以3.2 m/s 、2.0m/s 的速率相向运动,碰撞后A 球静止.已知碰撞时间为0. 05s ,A 、B 的质量均为0.5kg .求: (1)碰撞后B 球的速度大小;

(2)碰撞过程A 对B 平均作用力的大小.

【答案】(1)1.2m/s ,方向水平向右(2)32N 【解析】 【分析】 【详解】

(1)A.B系统动量守恒,设A的运动方向为正方向

由动量守恒定律得

mv A?mv B=0+mv′B

解得

v′B=1.2m/s,

方向水平向右

(2)对B,由动量定理得

F△t=△p B=mv′B -(- mv B)

解得

F=32N

【点睛】

根据动量守恒定律求碰撞后B球的速度大小;对B,利用动量定理求碰撞过程A对B平均

作用力的大小.

9.如图所示,光滑水平面上放着质量都为m的物块A和B,A紧靠着固定的竖直挡板,A、B 间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧压

缩的弹性势能为.在A、B间系一轻质细绳,细绳的长略大于弹簧的自然长度。放手后绳在短暂时间内被拉断,之后B继续向右运动,一段时间后与向左匀速运动、速度为v0的物块C发生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合体并停止运动,C的质量为2m。求:

(1)B、C相撞前一瞬间B的速度大小;

(2)绳被拉断过程中,绳对A的冲量I。

【答案】(1)(2)

【解析】(1)由动量守恒定律可知:

得:

(2)由能量守恒可得:

得:

动量守恒:

冲量:

得:

10.如图所示,质量为m=1.0 kg的物块A以v0=4.0 m/s速度沿粗糙水平面滑向静止在水平面上质量为M=2.0 kg的物块B,物块A和物块B碰撞时间极短,碰后两物块粘在一起.已知物块A和物块B均可视为质点,两物块间的距离为L=1.75 m,两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.20,重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)物块A 和物块B 碰撞前的瞬间,物块A 的速度v 的大小; (2)物块A 和物块B 碰撞的过程中,物块A 对物块B 的冲量I ; (3)物块A 和物块B 碰撞的过程中,系统损失的机械能ΔE . 【答案】(1)3 m/s (2)2 N·s,方向水平向右(3)

【解析】试题分析:物块A 运动到和物块B 碰撞前的瞬间,根据动能定理求得物块A 的速度;以物块A 和物块B 为系统,根据动量守恒求得碰后两物块速度,再根据动量定理求得物块A 对物块B 的冲量.以物块A 和物块B 为系统,根据能量守恒求得系统损失的机械能.

(1)物块A 运动到和物块B 碰撞前的瞬间,根据动能定理得

,解得

(2)以物块A 和物块B 为系统,根据动量守恒得:,

以物块B 为研究对象,根据动量定理得:

,解得

,方向水平向右

(3)以物块A 和物块B 为系统,根据能量守恒得

解得:

11.小物块电量为+q ,质量为m ,从倾角为θ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.

【答案】(1q 2sin E h

g

θ方向垂直于斜面向下(2)2m gh 方向沿斜面向下 【解析】

(1)小物块沿斜面下滑,根据牛顿第二定律可知:sin mg ma θ=,则:sin a g θ= 根据位移与时间关系可以得到:

21sin sin 2h g t θθ=,则:12sin h

t g

θ=

则电场的冲量为:I Eqt ==

方向垂直于斜面向下 (2)根据速度与时间的关系,小物块到达斜面底端的速度为:gsin v at t θ==? 则小物块动量的变化量为:

sin sin p mv mg t mg θθ?====方向沿斜面向下. 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.

12.花样滑冰赛场上,男女运动员一起以速度v 0=2 m/s 沿直线匀速滑行,不计冰面的摩擦,某时刻男运动员将女运动员以v 1=6 m/s 的速度向前推出,已知男运动员的质量为M =60 kg ,女运动员的质量为m =40 kg ,求: (1)将女运动员推出后,男运动员的速度; (2)在此过程中,男运动员推力的冲量大小; 【答案】(1)22

/3

v m s =-;(2) I=160N·s 【解析】 【分析】 【详解】

①设推出女运动员后,男运动员的速度为2v ,根据动量守恒定律

()012M m v mv Mv +=+

解得22

/3

v m s =-

,“﹣”表示男运动员受到方向与其初速度方向相反. ②在此过程中,对运动员有:

10I mv mv =-

解得I =160N·

s

高中物理动量定理解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析

高中物理动量定理解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析 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:2201002v 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:2C v N mg m R -= 从B 运动到C 由动能定理可知: 221122 C 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.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 32 mv 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:10 v 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:032 CA I mv =- 即A 、C 碰过程中C 对A 的冲量大小为032 mv . 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,一光滑水平轨道上静止一质量为M =3kg 的小球B .一质量为m =1kg 的小

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最新高考物理动能定理的综合应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用 1.如图所示,半径为R =1 m ,内径很小的粗糙半圆管竖直放置,一直径略小于半圆管内径、质量为m =1 kg 的小球,在水平恒力F =250 17 N 的作用下由静止沿光滑水平面从A 点运动到B 点,A 、B 间的距离x = 17 5 m ,当小球运动到B 点时撤去外力F ,小球经半圆管道运动到最高点C ,此时球对外轨的压力F N =2.6mg ,然后垂直打在倾角为θ=45°的斜面上(g =10 m/s 2).求: (1)小球在B 点时的速度的大小; (2)小球在C 点时的速度的大小; (3)小球由B 到C 的过程中克服摩擦力做的功; (4)D 点距地面的高度. 【答案】(1)10 m/s (2)6 m/s (3)12 J (4)0.2 m 【解析】 【分析】 对AB 段,运用动能定理求小球在B 点的速度的大小;小球在C 点时,由重力和轨道对球的压力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求小球在C 点的速度的大小;小球由B 到C 的过程,运用动能定理求克服摩擦力做的功;小球离开C 点后做平抛运动,由平抛运动的规律和几何知识结合求D 点距地面的高度. 【详解】 (1)小球从A 到B 过程,由动能定理得:212 B Fx mv = 解得:v B =10 m/s (2)在C 点,由牛顿第二定律得mg +F N =2 c v m R 又据题有:F N =2.6mg 解得:v C =6 m/s. (3)由B 到C 的过程,由动能定理得:-mg ·2R -W f =22 1122 c B mv mv - 解得克服摩擦力做的功:W f =12 J (4)设小球从C 点到打在斜面上经历的时间为t ,D 点距地面的高度为h , 则在竖直方向上有:2R -h = 12 gt 2

高中物理动量定理解题技巧(超强)及练习题(含答案)

高中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.如图所示,一质量m 1=0.45kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m 2=0.4 kg 的小物体,小物体可视为质点.现有一质量m 0=0.05 kg 的子弹以水平速度v 0=100 m/s 射中小车左端,并留在车中,已知子弹与车相互作用时间极短,小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5,最终小物体以5 m/s 的速度离开小车.g 取10 m/s 2.求: (1)子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小. (2)小车的长度. 【答案】(1)4.5N s ? (2)5.5m 【解析】 ①子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,有: 0011()o m v m m v =+,可解得110/v m s =; 对子弹由动量定理有:10I mv mv -=-, 4.5I N s =? (或kgm/s); ②三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有: 0110122()()m m v m m v m v +=++; 设小车长为L ,由能量守恒有:22220110122111()()222 m gL m m v m m v m v μ= +-+- 联立并代入数值得L =5.5m ; 点睛:子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出小车的速度,根据动量定理可求子弹对小车的冲量;对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒,对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度. 2.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。 【答案】(1)6.0m/s 2(2)18J (3)20N· s ,方向竖直向下。 【解析】 【详解】

动能定理典型例题附答案

1、如图所示,质量m=0.5kg的小球从距地面高H=5m处自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆槽半径R=0.4m.小球到达槽最低点时的速率为10m/s,并继续滑槽壁运动直至槽左端边缘飞出,竖直上升,落下后恰好又沿槽壁运动直至从槽右端边缘飞出,竖直上升、落下,如此反复几次.设摩擦力大小恒定不变:(1)求小球第一次离槽上升的高度h.(2)小球最多能飞出槽外几次 (g取10m/s2) 2、如图所示,斜面倾角为θ,滑块质量为m,滑块与斜 面的动摩擦因数为μ,从距挡板为s0的位置以v0的速度 沿斜面向上滑行.设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦 力,且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变,斜面足 够长.求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s. 3、有一个竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成。如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA 是粗糙的.现在最低点A给一个质量为m的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B 点又能沿BFA轨道回到点A,到达A点时对轨道的压力为4mg 1、求小球在A点的速度v0 2、求小球由BFA回到A点克服阻力做的功 * 4、如图所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与O 点处于同一水平线上的P点处有一根光滑的细钉,已知OP = L/2,在A点给小球一个水平向左的初速度v ,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.则:(1)小球到达B点时的速率(2)若不计空气阻力,则初速度v0为多少 (3)若初速度v0=3gL,则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功v0 E F… R

5、如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B 平滑连接着半径r =0.40m 的竖直光滑圆轨道。质量m =0.50kg 的小物块,从距地面h =2.7m 处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=,求:(sin37°=,cos37°=,g =10m/s 2 ) (1)物块滑到斜面底端B 时的速度大小。 (2)物块运动到圆轨道的最高点A 时,对圆轨道的压力大小。 { 6、质量为m 的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为( ) , 7\如图所示,AB 与CD 为两个对称斜面,其上部都足够长,下部 分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为1200 ,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E 高度为h=3.0m 处,以初速度V 0=4m/s 沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程 (g=10m/s 2 ). / 8、如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a 点,质量为m 的物块(可视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b 滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c 点停止.若圆弧轨道半径为R ,物块与水平面间的动摩擦因数为μ, 则:1、物块滑到b 点时的速度为 2、物块滑到b 点时对b 点的压力是 3、c 点与b 点的距离为 θ A B O h A B C D O > E h

高中物理专题汇编动量定理(一)

高中物理专题汇编动量定理(一) 一、高考物理精讲专题动量定理 1.北京将在2022年举办冬季奥运会,滑雪运动将速度与技巧完美地结合在一起,一直深受广大观众的欢迎。一质量为60kg 的运动员在高度为80h m =,倾角为30θ=?的斜坡顶端,从静止开始沿直线滑到斜面底端。下滑过程运动员可以看作质点,收起滑雪杖,忽略摩擦阻力和空气阻力,g 取210/m s ,问: (1)运动员到达斜坡底端时的速率v ; (2)运动员刚到斜面底端时,重力的瞬时功率; (3)从坡顶滑到坡底的过程中,运动员受到的重力的沖量。 【答案】(1)40/m s (2)41.210W ?(3)34.810N s ?? 方向为竖直向下 【解析】 【分析】 (1)根据牛顿第二定律或机械能守恒定律都可以求出到达底端的速度的大小; (2)根据功率公式进行求解即可; (3)根据速度与时间关系求出时间,然后根据冲量公式进行求解即可; 【详解】 (1)滑雪者由斜面顶端滑到底端过程中,系统机械能守恒:212 mgh mv = 到达底端时的速率为:40/v m s =; (2)滑雪者由滑到斜面底端时重力的瞬时功率为:4 sin 30 1.210G P mg v W =???=?; (3)滑雪者由斜面顶端滑到底端过程中,做匀加速直线运动 根据牛顿第二定律0sin 30mg ma =,可以得到:2 sin 305/a g m s =?= 根据速度与时间关系可以得到:0 8v t s a -= = 则重力的冲量为:3 4.810G I mgt N s ==??,方向为竖直向下。 【点睛】 本题关键根据牛顿第二定律求解加速度,然后根据运动学公式求解末速度,注意瞬时功率的求法。 2.如图所示,用0.5kg 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/s 2),那么:

动能定理典型基础例题

动能定理典型基础例题 应用动能定理解题的基本思路如下: ①确定研究对象及要研究的过程 ②分析物体的受力情况,明确各个力是做正功还是做负功,进而明确合外力的功 ③明确物体在始末状态的动能 ④根据动能定理列方程求解。 例1.质量M=×103 kg 的客机,从静止开始沿平直的跑道滑行,当滑行距离S=×lO 2 m 时,达到起飞速度ν=60m/s 。求: (1)起飞时飞机的动能多大 (2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大 (3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=×103 N ,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应多大 ~ 例2.一人坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为 15m 的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s 。人和雪橇的总质量为60kg ,下滑过程中克服阻力做的功。 例3.在离地面高为h 处竖直上抛一质量为m 的物块,抛出时的速度为v 0,当它落到地面时速度为v ,用g 表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于:( ) 例4.质量为m 的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R 的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg ,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为:( ) A . 4mgR B .3mgR C .2 mgR D .mgR 例5.如图所示,质量为m 的木块从高为h 、倾角为α的斜面顶端由静止滑下。到达斜面底端时与固定不动的、与斜面垂直的挡板相撞,撞后木块以与撞前相同大小的速度反向弹回,木块运动到 高 2 h 处速度变为零。求: (1)木块与斜面间的动摩擦因数 (2)木块第二次与挡板相撞时的速度 (3)木块从开始运动到最后静止,在斜面上运动的总路程 , 例6.质量m=的物块(可视为质点)在水平恒力F 作用下,从水平面上A 点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t=停在B 点,已知A 、B 两点间的距离s=,物块与水平面间的动摩擦因数μ=,求恒力F 多大。(g=10m/s 2 ) 1、在光滑水平地面上有一质量为20kg 的小车处于静止状态。用30牛水平方向的力推小车,经过多大距离小车才能达到3m/s 的速度。 2、汽车以15m/s 的速度在水平公路上行驶,刹车后经过20m 速度减小到5m/s ,已知汽车质量是,求刹车动力。(设汽车受到的其他阻力不计) 3、一个质量是的小球在离地5m 高处从静止开始下落,如果小球下落过程中所受的空气阻力是,求它落地时的速度。 4、一辆汽车沿着平直的道路行驶,遇有紧急情况而刹车,刹车后轮子只滑动不滚动,从刹车开始 到汽车停下来,汽车前进12m 。已知轮胎与路面之间的滑动摩擦系数为,求刹车前汽车的行驶速度。 5、一辆5吨的载重汽车开上一段坡路,坡路上S=100m ,坡顶和坡底的高度差h=10m ,汽车山坡前的速度是10m/s ,上到坡顶时速度减为s 。汽车受到的摩擦阻力时车重的倍。求汽车的牵引力。 6、质量为2kg 的物体,静止在倾角为30o 的斜面的底端,物体与斜面间的摩擦系数为,斜面长1m ,用30N 平行于斜面的力把物体推上斜面的顶端,求物体到达斜面顶端时的动能。 7、质量为的铅球从离沙坑面高处自由落下,落入沙坑后在沙中运动了后停止,求沙坑对铅球的平均阻力。 ^ h m

最新高中物理动量定理专题训练答案

最新高中物理动量定理专题训练答案 一、高考物理精讲专题动量定理 1.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 =+ 222111222 A 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: 2211 222 B C mv mv mg R '=+ 在最高点C 对小球B 受力分析,由牛顿第二定律有: 2C N 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. 2.质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t 1到达沙坑表面,又经过时间t 2停

高中物理之动量和动量定理知识点

高中物理之动量和动量定理知识点 动量、冲量 动量变化量和动量变化率 (1)物体末态动量和初态动量的矢量差叫物体的动量变化量。△P=mv'-mv,其方向与速度变化量的方向相同。 (2)物体的动量变化率等于它所受的合力。 动量定理 (1)物体在一个过程中的动量变化量等于它在这个过程中的所受理的合冲量。 (2)△P=I合或mv'-mv=F合t 应用动量定理解题的一般步骤 (1)选定研究对象,明确运动过程

(2)受力分析和运动的初、末状态分析 (3)选正方向,根据动量定理列方程求解 应用 动量定理揭示了冲量和动量变化量之间的关系. 1.应用动量定理的两类简单问题 (1)应用I=ΔP求变力的冲量和平均作用力. 物体受到变力作用,不能直接用I=Ft求变力的冲量。(2)应用ΔP=Ft求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。 曲线运动中,作用力是恒力,可求恒力的冲量,等效代换动量的变化量。 2.动量定理使用的注意事项 (1)用牛顿第二定律能解决的问题,用动量定理也能解决,题目不涉及加速度和位移,用动量定理求解更简便。 (2)动量定理的表达式是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力。 3.动量定理在电磁感应现象中的应用 在电磁感应现象中,安培力往往是变力,可用动量定理求解有关运动过程中的时间、位移、速度等物理量。

习题演练 1. 关于动量和冲量,下列说法中正确的是() A 动量和冲量都是标量 B 动量和冲量都是过程量 C 动量和冲量都是过程量 D 动量和冲量都是矢量 2. 某物体受到一个-6N*s的冲量作用,则下列说法正确的是() A 物体的动量一定减小 B 物体的末动量一定是负值 C 物体动量增量的方向一定与规定的正方向相反 D 物体原来动量的方向一定与这个冲量的方向相反 习题解析 1. D 动量是状态量,冲量是过程量。 2. B 冲量和动量都是方向,矢量的正负号仅表示方向。

高中物理动量定理试题经典及解析

高中物理动量定理试题经典及解析 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 2 22101122 kmgL mv mv -= - 2 21(2)0(2)2 k 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.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

动能定理典型例题

动能定理典型例题

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动能定理典型例题 【例题】 1、一架喷气式飞机,质量m=5.0×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3×102m,达到起飞速度v=60m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(k=0.02)。求飞机受到的牵引力。 2、在动摩擦因数为μ的粗糙水平面上,有一个物体的质量为m,初速度为V1,在与 运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移S,如图所示,试求物体的末速度V2。 拓展:若施加的力F变成斜向右下方且与水平方向成θ角,求物体的末速度V2 V滑上动摩擦因数为μ的粗糙水平面上,最后3、一个质量为m的物体以初速度 静止在水平面上,求物体在水平面上滑动的位移。

4、一质量为m的物体从距地面高h的光滑斜面上滑下,试求物体滑到斜面底端 的速度。 拓展1:若斜面变为光滑曲面,其它条件不变,则物体滑到斜面底端的速度是多少? 拓展2:若曲面是粗糙的,物体到达底端时的速度恰好为零,求这一过程中摩擦力做的功。 类型题 题型一:应用动能定理求解变力做功 1、一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位置缓慢地移Q点如图所示,则此过程中力F所做的功为() A.mgLcos0 B.FLsinθ C.FLθ?D.(1cos). - mgLθ

2、如图所示,质量为m的物体静放在光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光 V向右匀速运动的人拉着,设人从地面上由平台的滑的定滑轮由地面上以速度 边缘向右行至绳与水平方向成30角处,在此过程中人所做的功为多少? 3、一个质量为m的小球拴在钢绳的一端,另一端用大小为F1的拉力作用,在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动(如图所示),今将力的大小改为F2,使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2,小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功多大? 4、如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S =3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。

高中物理动量守恒专题训练

1.在如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向 射入木块后留在其中,将弹簧压缩到最短.若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统, 则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中() A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒 C. 动量不守恒,机械能不守恒 D. 动量不守恒,机械能守恒 2.车厢停在光滑的水平轨道上,车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m,出口速度v,车厢和人的质量为M,则子弹陷入前车壁后,车厢的速度为() A. mv/M,向前 B. mv/M,向后 C. mv/(m M),向前 D. 0 3.质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.碰撞后B球的速度大小可能是( ). A. 0.6v B. 0.4v C. 0.3v D. v 4.两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动,A球的动量是8kg·m/s,B球的动量是6kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能为 A. p A=0,p B=l4kg·m/s B. p A=4kg·m/s,p B=10kg·m/s C. p A=6kg·m/s,p B=8kg·m/s D. p A=7kg·m/s,p B=8kg·m/s 5.如图所示,在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小 球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去,不计一切摩擦,则() A. 在相互作用的过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒 B. 小球离车后,可能做竖直上抛运动 C. 小球离车后,可能做自由落体运动 D. 小球离车后,小车的速度有可能大于v0 6.如图甲所示,光滑水平面上放着长木板B,质量为m=2kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面,由于A、B之间存在有摩擦,之后,A、B的速度随时间变化情况如乙图所示,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是() A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M=2kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成系统损失机械能为4J 7.长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态,有 一质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0击中木块并恰好未穿出。设子弹射入木块过程时间极短,子弹受到木块的阻力恒定,木块运动的最大距离为s,重力加速度为g,(其中M=3m)求: (1)木块与水平面间的动摩擦因数μ; (2)子弹受到的阻力大小f。(结果用m ,v0,L表示) 8.如图所示,A、B两点分别为四分之一光滑圆弧轨道的最高点和最低点,O为圆心,OA连线水平,OB连线竖直,圆弧轨道半径R=1.8m,圆弧轨道与水平地面BC平滑连接。质量m1=1kg的物体P由A点无初速度下滑后,与静止在B点的质量m2=2kg的物体Q发生弹性碰撞。已知P、Q两物体与水平地面间的动摩擦因数均为0.4,P、Q两物体均可视为质点,当地重力加速度g=10m/s2。求P、Q两物体都停止运动时二者之间的距离。

高中物理动量定理试题经典及解析(1)

高中物理动量定理试题经典及解析(1) 一、高考物理精讲专题动量定理 1.北京将在2022年举办冬季奥运会,滑雪运动将速度与技巧完美地结合在一起,一直深受广大观众的欢迎。一质量为60kg 的运动员在高度为80h m =,倾角为30θ=?的斜坡顶端,从静止开始沿直线滑到斜面底端。下滑过程运动员可以看作质点,收起滑雪杖,忽略摩擦阻力和空气阻力,g 取210/m s ,问: (1)运动员到达斜坡底端时的速率v ; (2)运动员刚到斜面底端时,重力的瞬时功率; (3)从坡顶滑到坡底的过程中,运动员受到的重力的沖量。 【答案】(1)40/m s (2)41.210W ?(3)34.810N s ?? 方向为竖直向下 【解析】 【分析】 (1)根据牛顿第二定律或机械能守恒定律都可以求出到达底端的速度的大小; (2)根据功率公式进行求解即可; (3)根据速度与时间关系求出时间,然后根据冲量公式进行求解即可; 【详解】 (1)滑雪者由斜面顶端滑到底端过程中,系统机械能守恒:212 mgh mv = 到达底端时的速率为:40/v m s =; (2)滑雪者由滑到斜面底端时重力的瞬时功率为:4 sin 30 1.210G P mg v W =???=?; (3)滑雪者由斜面顶端滑到底端过程中,做匀加速直线运动 根据牛顿第二定律0sin 30mg ma =,可以得到:2 sin 305/a g m s =?= 根据速度与时间关系可以得到:0 8v t s a -= = 则重力的冲量为:3 4.810G I mgt N s ==??,方向为竖直向下。 【点睛】 本题关键根据牛顿第二定律求解加速度,然后根据运动学公式求解末速度,注意瞬时功率的求法。 2.一质量为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v 0=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/s 2.

【物理】物理动能定理的综合应用题20套(带答案)

【物理】物理动能定理的综合应用题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用 1.北京老山自行车赛场采用的是250m 椭圆赛道,赛道宽度为7.6m 。赛道形如马鞍形,由直线段、过渡曲线段以及圆弧段组成,圆弧段倾角为45°(可以认为赛道直线段是水平的,圆弧段中线与直线段处于同一高度)。比赛用车采用最新材料制成,质量为9kg 。已知直线段赛道每条长80m ,圆弧段内侧半径为14.4m ,运动员质量为61kg 。求: (1)运动员在圆弧段内侧以12m/s 的速度骑行时,运动员和自行车整体的向心力为多大; (2)运动员在圆弧段内侧骑行时,若自行车所受的侧向摩擦力恰为零,则自行车对赛道的压力多大; (3)若运动员从直线段的中点出发,以恒定的动力92N 向前骑行,并恰好以12m/s 的速度进入圆弧段内侧赛道,求此过程中运动员和自行车克服阻力做的功。(只在赛道直线段给自行车施加动力)。 【答案】(1)700N;(2)2;(3)521J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)运动员和自行车整体的向心力 F n =2(m)M v R + 解得 F n =700N (2)自行车所受支持力为 ()cos45N M m g F += ? 解得 F N 2N 根据牛顿第三定律可知 F 压=F N 2N (3)从出发点到进入内侧赛道运用动能定理可得

W F -W f 克+mgh = 212 mv W F =2 FL h = 1 cos 452 d o =1.9m W f 克=521J 2.在某电视台举办的冲关游戏中,AB 是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道,半径 R=1.6m ,BC 是长度为L 1=3m 的水平传送带,CD 是长度为L 2=3.6m 水平粗糙轨道,AB 、CD 轨道与传送带平滑连接,参赛者抱紧滑板从A 处由静止下滑,参赛者和滑板可视为质点,参赛者质量m=60kg ,滑板质量可忽略.已知滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.5,g 取10m/s 2.求: (1)参赛者运动到圆弧轨道B 处对轨道的压力; (2)若参赛者恰好能运动至D 点,求传送带运转速率及方向; (3)在第(2)问中,传送带由于传送参赛者多消耗的电能. 【答案】(1)1200N ,方向竖直向下(2)顺时针运转,v=6m/s (3)720J 【解析】 (1) 对参赛者:A 到B 过程,由动能定理 mgR(1-cos 60°)=12 m 2B v 解得v B =4m /s 在B 处,由牛顿第二定律 N B -mg =m 2B v R 解得N B =2mg =1 200N 根据牛顿第三定律:参赛者对轨道的压力 N′B =N B =1 200N ,方向竖直向下. (2) C 到D 过程,由动能定理 -μ2mgL 2=0- 12 m 2C v 解得v C =6m /s B 到 C 过程,由牛顿第二定律μ1mg =ma

高中物理动量定理解题技巧讲解及练习题(含答案)

高中物理动量定理解题技巧讲解及练习题(含答案) 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: 212 h 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 121 4m 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 212 h gt = 水平方向有 12s v t v t =+ 由以上各式联立解得 s=900m 2.在距地面20m 高处,某人以20m/s 的速度水平抛出一质量为1kg 的物体,不计空气阻力(g 取10m /s 2)。求 (1)物体从抛出到落到地面过程重力的冲量; (2)落地时物体的动量。 【答案】(1)20N ?s ,方向竖直向下(2 )m/s ?, 与水平方向的夹角为45° 【解析】 【详解】 (1)物体做平抛运动,则有: 212 h gt = 解得: t =2s 则物体从抛出到落到地面过程重力的冲量 I=mgt =1×10×2=20N?s 方向竖直向下。 (2)在竖直方向,根据动量定理得 I=p y -0。 可得,物体落地时竖直方向的分动量 p y =20kg?m/s 物体落地时水平方向的分动量 p x =mv 0=1×20=20kg?m/s 故落地时物体的动量 m/s p = =? 设落地时动量与水平方向的夹角为θ,则 1y x p tan p θ= = θ=45°

高中物理-专题 动量

动量 动量守恒定律 基础热身 1.2012?佛山质检如图K18-1所示,两个同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计 图K18-2 A .7 m/s ,向右 B .7 m/s ,向左 C .1 m/s ,向左 D .1 m/s ,向右 4.如图K18-3所示,在光滑的水平直线导轨上,有质量分别为2m 和m 、带电荷量分别为2q 和q 的两个小球A 、B 正相向运动,某时刻A 、B 两球的速度大小分别为v A 、v B .由于静电斥力作用,A 球先开始反向运动,最终两球都反向运动且它们不会相碰.下列判断正确的是( ) 图K18-3 A .v A >v B B .v A <1 2v B 图K18-1 摩擦阻力.下列判断正确的是( ) A .互推后两个同学的总动量增加 B .互推后两个同学的动量大小相等,方向相反 C .分离时质量大的同学的速度小一些 D .互推过程中机械能守恒 2.2012?泉州质检甲、乙两物体在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,两物体的速度大小分别为3 m/s 和1 m/s ;碰撞后甲、乙两物体都反向运动,速度大小均为2 m/s ,则甲、乙两物体的质量之比为( ) A .2∶3 B .2∶5 C .3∶5 D .5∶3 3.在光滑的水平面上有两个在同一直线上相向运动的小球,其中甲球的质量m 1=2 kg ,乙球的质量m 2=1 kg ,规定向右为正方向,碰撞前后甲球的速度随时间变化的情况如图K18-2所示.已知两球发生正碰后粘在一起,则碰前乙球速度的大小和方向分别为( )

C .v A =13v B D .v B >v A >1 2v B 5.2012?福州质检某人站在平板车上,与车一起在光滑的水平面上做直线运动,当人相对于车竖直向上跳起时,车的速度大小将( ) A .增大 B .减小 C .不变 D .无法判断 6.如图K18-4所示,质量M =20 kg 的空箱子放在光滑的水平面上,箱子中有一个质量m =30 kg 的铁块,铁块与箱子的左端ab 壁相距d =1 m ,它一旦与ab 壁接触后就不会分开,铁块与箱底间的摩擦可以忽略不计.用F =10 N 水平向右的恒力作用于箱子,2 s 末立即撤去作用力,最后箱子与铁块的共同速度大小是( ) A.25 m/s B.1 4 m/s C.23 m/s D.5 32 m/s K18-4 K18-5 技能强化 7.2012?厦门质检如图K18-5所示,a 、b 两辆质量相同的平板小车成一直线排列,静止在光滑的水平地面上,a 车上一个小孩跳到b 车上,接着又立即从b 车上跳回a 车,他跳回a 车并相对a 车保持静止,此后( ) A .a 、b 两车的速率相等 B .a 车的速率大于b 车的速率 C .a 车的速率小于b 车的速率 D .a 、b 两车均静止 8.如图K18-6所示,A 、B 两物体用轻质弹簧相连,静止在光滑的水平面上.现同时对A 、B 两物体施加等大反向的水平恒力F 1、F 2,使A 、B 同时由静止开始运动.在弹簧由原长伸到最长的过程中,对A 、B 两物体及弹簧组成的系统,下列说法不正确的是( ) 图K18-6 A .A 、 B 先做变加速运动,当F 1、F 2和弹簧弹力相等时,A 、B 的速度最大;之后,A 、B 做变减速运动,直至速度减为零 B .A 、B 做变减速运动,速度减为零时,弹簧伸长最长,系统的机械能最大 C .A 、B 、弹簧组成的系统的机械能在这一过程中先增大后减小

高中物理二轮复习 专项训练 物理动量定理

高中物理二轮复习 专项训练 物理动量定理 一、高考物理精讲专题动量定理 1.一质量为0.5kg 的小物块放在水平地面上的A 点,距离A 点5m 的位置B 处是一面墙,如图所示,物块以v 0=9m/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6m/s 的速度反向运动直至静止.g 取10m/s 2. (1)求物块与地面间的动摩擦因数μ; (2)若碰撞时间为0.05s ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F . 【答案】(1)0.32μ= (2)F =130N 【解析】 试题分析:(1)对A 到墙壁过程,运用动能定理得: , 代入数据解得:μ=0.32. (2)规定向左为正方向,对碰墙的过程运用动量定理得:F △t=mv′﹣mv , 代入数据解得:F=130N . 2.如图所示,一个质量为m 的物体,初速度为v 0,在水平合外力F (恒力)的作用下,经过一段时间t 后,速度变为v t 。 (1)请根据上述情境,利用牛顿第二定律推导动量定理,并写出动量定理表达式中等号两边物理量的物理意义。 (2)快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。请运用所学物理知识分析说明这样做的道理。 【答案】详情见解析 【解析】 【详解】 (1)根据牛顿第二定律F ma =,加速度定义0i v v a t -=解得 0=-i Ft mv mv 即动量定理, Ft 表示物体所受合力的冲量,mv t -mv 0表示物体动量的变化 (2)快递物品在运送途中难免出现磕碰现象,根据动量定理 0=-i Ft mv mv 在动量变化相等的情况下,作用时间越长,作用力越小。充满气体的塑料袋富有弹性,在

高中物理动能定理的综合应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)

高中物理动能定理的综合应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用 1.为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为L 1=23m 的倾斜轨道AB ,通过微小圆弧与长为L 2= 3 2 m 的水平轨道BC 相连,然后在C 处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道上D 处,如图所示.现将一个小球从距A 点高为h =0.9m 的水平台面上以一定的初速度v 0水平弹出,到A 点时小球的速度方向恰沿AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB 和BC 间的动摩擦因数均为μ= 3 ,g 取10m/s 2. (1)求小球初速度v 0的大小; (2)求小球滑过C 点时的速率v C ; (3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径R 应该满足什么条件? 【答案】(16m/s (2)6m/s (3)0

高中物理动量定理专题(问题详解)-word

动量和动量定理的应用 知识点一——冲量(I) 要点诠释: 1.定义:力F和作用时间的乘积,叫做力的冲量。 2.公式: 3.单位: 4.方向:冲量是矢量,方向是由力F的方向决定。 5.注意: ①冲量是过程量,求冲量时一定要明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量。 ②用公式求冲量,该力只能是恒力,无论是力的方向还是大小发生变化时,都不能用直接求出 1.推导: 设一个质量为的物体,初速度为,在合力F的作用下,经过一段时间,速度变为 则物体的加速度 由牛顿第二定律 可得, 即 (为末动量,P为初动量) 2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。 3.公式: 或 4.注意事项: ①动量定理的表达式是矢量式,在应用时要注意规定正方向; ②式中F是指包含重力在内的合外力,可以是恒力也可以是变力。当合外力是变力时,F应该是合外力在这段时间内的平均值; ③研究对象是单个物体或者系统; ④不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用与微观物体的高速运动。 5.应用: 在动量变化一定的条件下,力的作用时间越短,得到的作用力就越大,因此在需要增 大作用力时,可尽量缩短作用时间,如打击、碰撞等由于作用时间短,作用力都较大,如冲压工件; 在动量变化一定的条件下,力的作用时间越长,得到的作用力就越小,因此在需要减 小作用力时,可尽量延长作用时间,如利用海绵或弹簧的缓冲作用来延长作用时间,从而减小作用力,再如安全气囊等。 规律方法指导 1.动量定理和牛顿第二定律的比较 (1)动量定理反映的是力在时间上的积累效应的规律,而牛顿第二定律反映的是力的瞬时效应的规律 (2)由动量定理得到的,可以理解为牛顿第二定律的另一种表达形式, 即:物体所受的合外力等于物体动量的变化率。 (3)在解决碰撞、打击类问题时,由于力的变化规律较复杂,用动量定理处理这类问题更有其优越性。 4.应用动量定理解题的步骤 ①选取研究对象; ②确定所研究的物理过程及其始末状态; ③分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况; ④规定正方向,根据动量定理列式; ⑤解方程,统一单位,求得结果。 经典例题透析 类型一——对基本概念的理解 1.关于冲量,下列说法中正确的是() A.冲量是物体动量变化的原因 B.作用在静止的物体上力的冲量一定为零 C.动量越大的物体受到的冲量越大 D.冲量的方向就是物体合力的方向 思路点拨:此题考察的主要是对概念的理解 解析:力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,A对;只要有力作用在物体上,

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