最新高考物理动量定理真题汇编(含答案)
代入数据得 =8.15m/s
=1.85m/s
【名师点睛】
两杆同向运动,回路中的总电动势等于它们产生的感应电动势之差,即与它们速度之差有 关,对甲杆由牛顿第二定律列式,对两杆分别运用动量定理列式,即可求解.
8.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 m1=70kg、乙运动员质量 m2=60kg,求:
物 块的冲量大小为 2. 5N • s,已知板与水平面间的动摩擦因数为 = 0.5,重力加速度为
g=10m/s2,不计物块与挡板碰撞的时间,不计物块的大小。求:
(1)物块与挡板碰撞后的一瞬间,长木板的速度大小; (2)物块在长木板上滑行的时间。
【答案】(1)2.5m/s(2) 5 6
【解析】
【详解】
(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:
m0vo (m0 m1)v1 ,可解得 v1 10m / s ;
对子弹由动量定理有: I mv1 mv0 , I 4.5N s (或 kgm/s);
(3)小球在最低点的受力如图所示
由牛顿第二定律可得: N mg m vC2 R
从 B 运动到 C 由动能定理可知:
mgh
1 2
mvC2
1 2
mvB2
解得; N 3900N 故本题答案是:(1) L 100m (2) I 1800N s (3) N 3900N
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.
(1)圆弧轨道 AB 的半径 R;
(2)甲与乙碰撞后运动到 D 点的时间 t
【答案】(1)
(2)
【解析】
【详解】
(1)甲从 B 点运动到 C 点的过程中做匀速直线运动,有:vB2=2a1x1;
根据牛顿第二定律可得:
对甲从 A 点运动到 B 点的过程,根据机械能守恒: 解得 vB=4m/s;R=0.8m;
(m M )g M
7.5m/s2
设长木板停下时,物块还未滑离木板,木板停下所用时间: t2
v2 a
1s 3
在此时间内,物块运动的距离:
x1
v1t2
1 3
m
木板运动的距离:
x2
1 2
v2t2
5 12
m
由于 x1 x2 L ,假设成立,木板停下后,物块在木板上滑行的时间:
t3
L x1 v1
x2
②三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有:
(m0 m1)v1 (m0 m1)v2 m2v ;
设小车长为
L,由能量守恒有:
m2
gL
1 2
(m0
m1 )v12
1 2
(m0
m1 )v22
1 2
m2v2
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
(1)设物块与挡板碰撞后的一瞬间速度大小为 v1
根据动量定理有:
I mv0 mv1
解得: v1 1m/s
设碰撞后板的速度大小为 v2 ,碰撞过程动量守恒,则有:
mv0 Mv2 mv1
解得: v2 2.5m/s
(2)碰撞前,物块在平板车上运动的时间: t1
L v0
1s 4
碰撞后,长木板以 v2 做匀减速运动,加速度大小: a
【答案】(1)0.15 (2)130 N 【解析】
【详解】
(1)从 A 到 B 过程,由动能定理,有:-μmgs= 1 mv12- 1 mv02
2
2
可得:μ=0.15.
(2)对碰撞过程,规定向左为正方向,由动量定理,有:Ft=mv2-m(-v1)
可得:F=130 N.
10.如图甲所示,蹦床是常见的儿童游乐项目之一,儿童从一定高度落到蹦床上,将蹦床
p Ft ②
由①②式可得:
F=420N
9.在水平地面的右端 B 处有一面墙,一小物块放在水平地面上的 A 点,质量 m=0.5 kg, AB 间距离 s=5 m,如图所示.小物块以初速度 v0=8 m/s 从 A 向 B 运动,刚要与墙壁碰撞 时的速度 v1=7 m/s,碰撞后以速度 v2=6 m/s 反向弹回.重力加速度 g 取 10 m/s2.求: (1) 小物块与地面间的动摩擦因数 μ; (2) 若碰撞时间 t=0.05 s,碰撞过程中墙面对小物块平均作用力 F 的大小.
压下后,又被弹回到空中,如此反复,达到锻炼和玩耍的目的.如图乙所示,蹦床可以简 化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力的大小为 kx(x 为床面下沉的距离,也叫形变量;k 为常 量),蹦床的初始形变量可视为 0,忽略空气阻力的影响.
(1)在一次玩耍中,某质量为 m 的小孩,从距离蹦床床面高 H 处由静止下落,将蹦床下 压到最低点后,再被弹回至空中. a.请在图丙中画出小孩接触蹦床后,所受蹦床的弹力 F 随形变量 x 变化的图线; b.求出小孩刚接触蹦床时的速度大小 v; c.若已知该小孩与蹦床接触的时间为 t,求接触蹦床过程中,蹦床对该小孩的冲量大小 I. (2)借助 F-x 图,可确定弹力做功的规律.在某次玩耍中,质量不同的两个小孩(均可视 为质点),分别在两张相同的蹦床上弹跳,请判断:这两个小孩,在蹦床上以相同形变量 由静止开始,上升的最大高度是否相同?并论证你的观点.
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
m1v1 m2v2 m1v1' m2v2'
得:
v2' 3m/s
(2)甲运动员的动量变化:
对甲运动员利用动量定理:
p m1v1' -m1v1 ①
(2)对甲乙碰撞过程,由动量守恒定律:
;
若甲与乙碰撞后运动到 D 点,由动量定理: 解得 t=0.4s
3.如图所示,一质量 m1=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 m2=0.4 kg 的小物体,小物体可视为质点.现有一质量 m0=0.05 kg 的子弹以水平速度 v0=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/s2.求:
最新高考物理动量定理真题汇编(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/s2,到达 B 点时速度 vB=30 m/s.取重力加速度 g=10 m/s2. (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 FN 的大 小.
2.如图所示,固定在竖直平面内的 4 光滑圆弧轨道 AB 与粗糙水平地面 BC 相切于 B 点。质 量 m =0.1kg 的滑块甲从最高点 A 由静止释放后沿轨道 AB 运动,最终停在水平地面上的 C 点。现将质量 m =0.3kg 的滑块乙静置于 B 点,仍将滑块甲从 A 点由静止释放结果甲在 B 点 与乙碰撞后粘合在一起,最终停在 D 点。已知 B、C 两点间的距离 x =2m,甲、乙与地面间的 动摩擦因数分别为 =0.4、 =0.2,取 g=10m/s ,两滑块均视为质点。求:
【答案】8.15m/s 【解析】
1.85m/s
设任一时刻 两金属杆甲、乙之间的距离为 ,速度分别为 和
甲移动距离
,杆乙移动距离 ,回路面积改变
,经过很短时间
,杆
由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势: 回路中的电流: 杆甲的运动方程: 由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反,所以两杆的动量变化( 时 为 0)等于外力 F 的冲量: 联立以上各式解得
③
得
④
(3)对 A 由动量定理得 ⑤
得
⑥
6.如图所示,长为 1m 的长木板静止在粗糙的水平面上,板的右端固定一个竖直的挡板,
长木板与挡板的总质量为 M =lkg,板的上表面光滑,一个质量为 m= 0.5kg 的物块以大小为 t0=4m/s 的初速度从长木板的左端滑上长木板,与挡板碰撞后最终从板的左端滑离,挡板对
【答案】(1) 5.01014 m/s2 ;(2)0.63m;(3) 2.31024 kg m/s 。
【解析】
【详解】
(1)设金属板 A、B 间的电场强度为 E,则 E U ,根据牛顿第二定律,有 d
电子在电场中运动的加速度
Ee ma
a
Ee m
Ue dm
911.6 1019 3.2 102 0.911030
(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。
【答案】(1)
(2)
(3)
【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
①
得
②
(2)对 A、B 和弹簧组成的系统,由功能关系有
高考物理动量定理题20套(带答案)及解析
高考物理动量定理题20套(带答案)及解析一、高考物理精讲专题动量定理1.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m1=0.5 kg、m2=1.5 kg。
求:①A与B撞击结束时的速度大小v;②在整个过程中,弹簧对A、B系统的冲量大小I。
【答案】①3m/s;②12N•s【解析】【详解】①A、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/s②以向左为正方向,A、B与弹簧作用过程由动量定理得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。
2.如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB与粗糙水平地面BC相切于B点。
质量m=0.1kg的滑块甲从最高点A由静止释放后沿轨道AB运动,最终停在水平地面上的C 点。
现将质量m=0.3kg的滑块乙静置于B点,仍将滑块甲从A点由静止释放结果甲在B点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D点。
已知B、C两点间的距离x=2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,取g=10m/s,两滑块均视为质点。
求:(1)圆弧轨道AB的半径R;(2)甲与乙碰撞后运动到D点的时间t【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1)甲从B点运动到C点的过程中做匀速直线运动,有:v B2=2a1x1;根据牛顿第二定律可得:对甲从A点运动到B点的过程,根据机械能守恒:解得v B=4m/s;R=0.8m;(2)对甲乙碰撞过程,由动量守恒定律:;若甲与乙碰撞后运动到D点,由动量定理:解得t=0.4s3.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.4.如图所示,长为1m 的长木板静止在粗糙的水平面上,板的右端固定一个竖直的挡板,长木板与挡板的总质量为M =lkg ,板的上表面光滑,一个质量为m= 0.5kg 的物块以大小为 t 0=4m/s 的初速度从长木板的左端滑上长木板,与挡板碰撞后最终从板的左端滑离,挡板对物 块的冲量大小为2. 5N • s ,已知板与水平面间的动摩擦因数为μ= 0.5,重力加速度为g=10m/s 2,不计物块与挡板碰撞的时间,不计物块的大小。
高考物理动量定理真题汇编(含答案)
高考物理动量定理真题汇编(含答案)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 =+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.2.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 的小球A 以速度v 0=2m/s 向右运动与B 球发生弹性正碰,取重力加速度g =10m/s 2.求:(1)碰撞结束时A 球的速度大小及方向; (2)碰撞过程A 对B 的冲量大小及方向.【答案】(1)-1m/s ,方向水平向左(2)3N·s ,方向水平向右 【解析】【分析】A 与B 球发生弹性正碰,根据动量守恒及能量守恒求出碰撞结束时A 球的速度大小及方向;碰撞过程对B 应用动量定理求出碰撞过程A 对B 的冲量; 解:(1)碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得:0A B mv mv Mv =+2220111222A B mv mv Mv =+ 联立可解得:1m/s B v =,1m/s A v =- 负号表示方向水平向左 (2)碰撞过程对B 应用动量定理可得:0B I Mv =- 可解得:3I N s =⋅ 方向水平向右3.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 。
2024年高考物理真题和模拟题分类汇编专题08动量含解析
专题08 动量选择题1. (2024·全国乙卷)如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦。
用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。
在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力起先,小车、弹簧和滑块组成的系统( )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,机械能守恒D. 动量不守恒,机械能不守恒答案B解析:因为滑块与车厢水平底板间有摩擦,且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动,即摩擦力做功,而水平地面是光滑的;以小车、弹簧和滑块组成的系统,依据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒,机械能不守恒。
故选B 。
2. (2024春·浙江卷)在爆炸试验基地有一放射塔,放射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。
爆炸物自放射塔竖直向上放射,上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2:1、初速度均沿水平方向的两个碎块。
遥控器引爆瞬起先计时,在5s 末和6s 末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。
已知声音在空气中的传播速度为340m/s ,忽视空气阻力。
下列说法正确的是( )A. 两碎块的位移大小之比为1:2B. 爆炸物的爆炸点离地面高度为80mC. 爆炸后质量大的碎块的初速度为68m/sD. 爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m【答案】B【解析】A .爆炸时,水平方向,依据动量守恒定律可知11220mv m v -=因两块碎块落地时间相等,则11220m x m x -=则12211=2x m x m = 则两碎块的水平位移之比为1:2,而从爆炸起先抛出到落地的位移之比不等于1:2,选项A 错误;B .设两碎片落地时间均为t ,由题意可知(5)1=(6)2t v t v --声声 解得t =4s 爆炸物的爆炸点离地面高度为2211104m=80m 22h gt ==⨯⨯ 选项B 正确;CD .爆炸后质量大的碎块的水平位移1(54)340m 340m x =-⨯=质量小的碎块的水平位移2(64)340m 680m x =-⨯=爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340m+680m=1020m 质量大的碎块的初速度为110340m/s 85m/s 4x v t === 选项CD 错误。
高考物理动量定理题20套(带答案)
高考物理动量定理题20套(带答案)一、高考物理精讲专题动量定理1.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,在碰撞时,容易发生形变,延缓作用过程,延长作用时间,减小作用力,从而能更好的保护快递物品。
2.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v 0=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:I =△P =0-mv 0=-50×2=-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=mv 1-mv 0,故作用后女孩的速度1100502m/s 4m/s 50v +⨯== 根据能量守恒知,男孩消耗的能量为221011125016504200J 222E mv mv =-⋅=⨯⨯-⨯=;3.如图所示,真空中有平行正对金属板A 、B ,它们分别接在输出电压恒为U =91V 的电源两端,金属板长L =10cm 、两金属板间的距离d =3.2cm ,A 、B 两板间的电场可以视为匀强电场。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)含解析一、高考物理精讲专题动量守恒定律1.如图所示,质量为M=1kg 上表面为一段圆弧的大滑块放在水平面上,圆弧面的最底端刚好与水平面相切于水平面上的B 点,B 点左侧水平面粗糙、右侧水平面光滑,质量为m=0.5kg 的小物块放在水平而上的A 点,现给小物块一个向右的水平初速度v 0=4m/s ,小物块刚好能滑到圆弧面上最高点C 点,已知圆弧所对的圆心角为53°,A 、B 两点间的距离为L=1m ,小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度为g=10m/s 2.求: (1)圆弧所对圆的半径R ;(2)若AB 间水平面光滑,将大滑块固定,小物块仍以v 0=4m/s 的初速度向右运动,则小物块从C 点抛出后,经多长时间落地?【答案】(1)1m (2)428225t s = 【解析】 【分析】根据动能定理得小物块在B 点时的速度大小;物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒和系统机械能守恒求出圆弧所对圆的半径;,根据机械能守恒求出物块冲上圆弧面的速度,物块从C 抛出后,根据运动的合成与分解求落地时间; 【详解】解:(1)设小物块在B 点时的速度大小为1v ,根据动能定理得:22011122mgL mv mv μ=- 设小物块在B 点时的速度大小为2v ,物块从B 点滑到圆弧面上最高点C 点的过程,小物块与大滑块组成的系统水平方向动量守恒,根据动量守恒则有:12()mv m M v =+ 根据系统机械能守恒有:2201211()(cos53)22mv m M v mg R R =++- 联立解得:1R m =(2)若整个水平面光滑,物块以0v 的速度冲上圆弧面,根据机械能守恒有:2200311(cos53)22mv mv mg R R =+- 解得:322/v m s =物块从C 抛出后,在竖直方向的分速度为:38sin 532/5y v v m s =︒= 这时离体面的高度为:cos530.4h R R m =-︒=212y h v t gt -=-解得:4282t s +=2.光滑水平轨道上有三个木块A 、B 、C ,质量分别为3A m m =、B C m m m ==,开始时B 、C 均静止,A 以初速度0v 向右运动,A 与B 相撞后分开,B 又与C 发生碰撞并粘在一起,此后A 与B 间的距离保持不变.求B 与C 碰撞前B 的速度大小.【答案】065B v v = 【解析】 【分析】 【详解】设A 与B 碰撞后,A 的速度为A v ,B 与C 碰撞前B 的速度为B V ,B 与C 碰撞后粘在一起的速度为v ,由动量守恒定律得: 对A 、B 木块:0A A A B B m v m v m v =+对B 、C 木块:()B B B C m v m m v =+由A 与B 间的距离保持不变可知A v v = 联立代入数据得:065B v v =.3.用放射源钋的α射线轰击铍时,能发射出一种穿透力极强的中性射线,这就是所谓铍“辐射”.1932年,查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氨(它们可视为处于静止状态).测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氨核和氦核的质量之比为7:0.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的,从而通过上述实验在历史上首次发现了中子.假设铍“辐射”中的中性粒子与氢或氦发生弹性正碰,试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量.(质量用原子质量单位u 表示,1u 等于1个12C 原子质量的十二分之一.取氢核和氦核的质量分别为1.0u 和14u .)【答案】m =1.2u 【解析】设构成铍“副射”的中性粒子的质量和速度分别为m 和v ,氢核的质量为m H .构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰,碰后两粒子的速度分别为v′和v H ′.由动量守恒与能量守恒定律得 mv =mv′+m H v H ′ ①12mv 2=12mv′2+12m H v H ′2② 解得v H ′=2H mvm m +③同理,对于质量为m N 的氮核,其碰后速度为 V N ′=2Nmvm m +④由③④式可得m =''''N N H H H N m v m v v v --⑤根据题意可知 v H ′=7.0v N ′ ⑥将上式与题给数据代入⑤式得 m =1.2u ⑦4.如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A 点由静止出发绕O 点下摆,当摆到最低点B 时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A .求男演员落地点C 与O 点的水平距离s .已知男演员质量m 1和女演员质量m 2之比m 1∶m 2=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R ,C 点比O 点低5R .【答案】8R 【解析】 【分析】 【详解】两演员一起从从A 点摆到B 点,只有重力做功,机械能守恒定律,设总质量为m ,则212mgR mv =女演员刚好能回到高处,机械能依然守恒:222112m gR m v =女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒:122112m m v m v m v +=-+()③根据题意:12:2m m = 有以上四式解得:222v gR = 接下来男演员做平抛运动:由2142R gt =,得8 t g R =因而:28s v t R ==; 【点睛】两演员一起从从A 点摆到B 点,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出最低点速度;女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒,由于女演员刚好能回到高处,可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度,再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度,然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移;本题关键分析求出两个演员的运动情况,然后对各个过程分别运用动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解.5.如图,一质量为M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m 的子弹以水平速度v 0射入物块后,以水平速度v 0/2 射出.重力加速度为g.求: (1)此过程中系统损失的机械能;(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.【答案】(1)2138mE mv M ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭ (2)02mv hs M g= 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V ,由动量守恒得 mv 0=m +MV ①解得②系统的机械能损失为ΔE=③由②③式得ΔE=④(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则⑤s=Vt ⑥由②⑤⑥得S=⑦考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.点评:本题采用程序法按时间顺序进行分析处理,是动量守恒定律与平抛运动简单的综合,比较容易.6.如图所示,木块m2静止在高h=0.45 m的水平桌面的最右端,木块m1静止在距m2左侧s0=6.25 m处.现木块m1在水平拉力F作用下由静止开始沿水平桌面向右运动,与 m2碰前瞬间撤去F,m1和m2发生弹性正碰.碰后m2落在水平地面上,落点距桌面右端水平距离s=l.2 m.已知m1=0.2 kg,m2 =0.3 kg,m1与桌面的动摩擦因素为0.2.(两个木块都可以视为质点,g=10 m/s2)求:(1)碰后瞬间m2的速度是多少?(2)m1碰撞前后的速度分别是多少?(3)水平拉力F的大小?【答案】(1)4m/s(2)5m/s ;-1m/s (3)0.8N【解析】试题分析:(1)m2做平抛运动,则:h=12gt2;s=v2t;解得v2=4m/s(2)碰撞过程动量和能量守恒:m1v=m1v1+m2v21 2m1v2=12m1v12+12m2v22代入数据解得:v=5m/s v 1=-1m/s (3)m 1碰前:v 2=2as11F m g m a μ-=代入数据解得:F=0.8N考点:动量守恒定律;能量守恒定律;牛顿第二定律的应用【名师点睛】此题关键是搞清两个物体的运动特征,分清物理过程;用动量守恒定律和能量守恒定律结合牛顿定律列出方程求解.7.如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v 0向右运动,某时刻木板与墙发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后木板以原速率反弹.设木板足够长,重物始终在木板上.重力加速度为g.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.【答案】043v t gμ= 【解析】解:木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度,再往后是匀速直线运动,直到第二次撞墙.木板第一次与墙碰撞后,重物与木板相互作用直到有共同速度v ,动量守恒,有: 2mv 0﹣mv 0=(2m+m )v ,解得:v=木板在第一个过程中,用动量定理,有:mv ﹣m (﹣v 0)=μ2mgt 1 用动能定理,有:﹣=﹣μ2mgs木板在第二个过程中,匀速直线运动,有:s=vt 2 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t 1+t 2=+=答:木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间为【点评】本题是一道考查动量守恒和匀变速直线运动规律的过程复杂的好题,正确分析出运动规律是关键.8.如图所示,质量均为M =4 kg 的小车A 、B ,B 车上用轻绳挂有质量为m =2 kg 的小球C ,与B 车静止在水平地面上,A 车以v 0=2 m/s 的速度在光滑水平面上向B 车运动,相碰后粘在一起(碰撞时间很短).求:(1)碰撞过程中系统损失的机械能;(2)碰后小球C 第一次回到最低点时的速度大小. 【答案】(1) 4 J (2) 1.6 m/s 【解析】 【详解】解:(1)设A 、B 车碰后共同速度为1v ,由动量守恒得:012Mv Mv = 系统损失的能量为:220112 4 212E Mv Mv J -⨯==损 (2)设小球C 再次回到最低点时A 、B 车速为2v ,小球C 速度为3v ,对A 、B 、C 系统由水平方向动量守恒得:12322Mv Mv mv =+ 由能量守恒得:22212311122222Mv Mv mv ⨯=⨯+ 解得:3 1.6 /v m s =9.图中两根足够长的平行光滑导轨,相距1m 水平放置,磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间.金属棒ab 、cd 质量分别为0.1kg 和0.2kg ,电阻分别为0.4Ω和0.2Ω,并排垂直横跨在导轨上.若两棒以相同的初速度3m /s 向相反方向分开,不计导轨电阻,求:(1)金属棒运动达到稳定后的ab 棒的速度大小;(2)金属棒运动达到稳定的过程中,回路上释放出的焦耳热; (3)金属棒运动达到稳定后,两棒间距离增加多少? 【答案】(1)1m/s (2)1.2J (3)1.5m 【解析】 【详解】解:(1)ab 、cd 棒组成的系统动量守恒,最终具有共同速度v ,以水平向右为正方向,则解得稳定后的ab 棒的速度大小:(2)根据能量转化与守恒定律,产生的焦耳热为:(3)对cd 棒根据动量定理有:即: 又两棒间距离增加:10.如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A ,其上面再放一个质量为m=0.10kg 的爆竹B ,木块的质量为M=6.0kg .当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h=5cm ,而木块所受的平均阻力为f=80N .若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计,g 取10m/s 2,求爆竹能上升的最大高度.【答案】60m h = 【解析】试题分析:木块下陷过程中受到重力和阻力作用,根据动能定理可得211()02mg f h Mv -=-(1)爆竹爆炸过程中木块和爆竹组成的系统动量守恒,故有21mv Mv =(2)爆竹完后,爆竹做竖直上抛运动,故有222v g h =∆(3)联立三式可得:600h m ∆=考点:考查了动量守恒定律,动能定理的应用点评:基础题,比较简单,本题容易错误的地方为在A 下降过程中容易将重力丢掉11.如图所示,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v 0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0νν的值.【答案】【解析】试题分析:小滑块以水平速度v 0右滑时,有:201=0-2fL mv -(2分) 小滑块以速度v 滑上木板到运动至碰墙时速度为v 1,则有22111=-22fL mv 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v 2,则有12=(4)mv m m v +(2分) 由总能量守恒可得:221211=-(4)22fL mv m m v +(2分) 上述四式联立,解得032v v =(1分) 考点:动能定理,动量定理,能量守恒定律.12.如图所示,水平光滑轨道AB 与以O 点为圆心的竖直半圆形光滑轨道BCD 相切于B 点,半圆形轨道的半径r =0.30m .在水平轨道上A 点静止放置一质量为m 2=0.12kg 的物块2,现有一个质量m 1=0.06kg 的物块1以一定的速度向物块2运动,并与之发生正碰,碰撞过程中无机械能损失,碰撞后物块2的速度v 2=4.0m/s .物块均可视为质点,g 取10m/s 2,求:(1)物块2运动到B 点时对半圆形轨道的压力大小; (2)发生碰撞前物块1的速度大小;(3)若半圆形轨道的半径大小可调,则在题设条件下,为使物块2能通过半圆形轨道的最高点,其半径大小应满足什么条件. 【答案】 【小题1】7.6N 【小题2】6.0m/s 【小题3】0.32m 【解析】(1)设轨道B 点对物块2的支持力为N ,根据牛顿第二定律有 N-m 2g=m 2v 22/R 解得 N=7.6N根据牛顿第三定律可知,物块2对轨道B 点的压力大小N′=7.6N(2)设物块1碰撞前的速度为v 0,碰撞后的速度为v 1,对于物块1与物块2的碰撞过程,根据动量守恒定律有 m 1v 0=mv 1+m 2v 2因碰撞过程中无机械能损失,所以有m1v02=m1v12+m2v22代入数据联立解得 v0=6.0m/s(3)设物块2能通过半圆形轨道最高点的最大半径为R m,对应的恰能通过最高点时的速度大小为v,根据牛顿第二定律,对物块2恰能通过最高点时有 m2g=m2v2/R m对物块2由B运动到D的过程,根据机械能守恒定律有m2v22=m2g•2R m+m2v2联立可解得:R m=0.32m所以,为使物块2能通过半圆形轨道的最高点,半圆形轨道半径不得大于0.32m。
高考物理动量定理真题汇编(含答案)
高考物理动量定理真题汇编( 含答案 )一、高考物理精讲专题动量定理1.半径均为R 5 2m的四分之一圆弧轨道 1 和 2 如下图固定,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开释,小球在圆弧轨道 1 上转动过程中,协力对小球的冲量大小为5N s ,重力加快度 g 取10m / s2,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。
【答案】( 1)5(22)N (2)62.5J 2【分析】【详解】(1)设小球在圆弧轨道 1 最低点时速度大小为v0,依据动量定理有I mv0解得 v05m / s在轨道最低端,依据牛顿第二定律,2F mg m v0R2N解得 F 5 22依据牛顿第三定律知,小球对轨道的压力大小为 F 522N 2(2)设小球从轨道 1 抛出抵达轨道 2 曲面经历的时间为t,水平位移:x v0t竖直位移:y 1gt 2 2由勾股定理:x2 y2R2解得 t1s竖直速度:v y gt 10m / s 可得小球的动能E k 1 mv21m v02v y262.5J222.如下图,一质量m1=0.45kg 的平顶小车静止在圆滑的水平轨道上.车顶右端放一质量m2=0.4 kg 的小物体,小物体可视为质点.现有一质量m0 =0.05 kg 的子弹以水平速度v0=100 m/s射中小车左端,并留在车中,已知子弹与车互相作用时间极短,小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5,最后小物体以 5 m/s的速度走开小车.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【分析】① 子弹进入小车的过程中,子弹与小车构成的系统动量守恒,有:m0 v o (m0 m1 )v1,可解得 v110m / s ;对子弹由动量定理有:I mv1mv0 ,I4.5N s (或kgm/s);② 三物体构成的系统动量守恒,由动量守恒定律有:(m0 m1 )v1 (m0m1 )v2m2 v ;设小车长为 L,由能量守恒有:m2 gL 1( m0 m1 )v121(m0 m1 )v221m2v2 222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构成的系统动量守恒,由动量守恒定律能够求出小车的速度,依据动量定理可求子弹对小车的冲量;对子弹、物块、小车构成的系统动量守恒,对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律能够求出小车的长度.3.质量0.2kg 的球 ,从 5.0m高处自由着落到水平钢板上又被竖直弹起,弹起后能达的最大高度为 4.05m. 假如球从开始着落到弹起达最大高度所用时间为 1.95s,不考虑空气阻力,g 取210m/s .求小球对钢板的作使劲.【分析】【详解】自由落体过程v12= 2gh1,得 v1=10m/s;v1=gt1得 t1=1s小球弹起后达到最大高度过程0- v22= -2 gh2,得 v2=9m/s0-v2=-gt2得 t 2=0.9s小球与钢板作用过程设向上为正方向,由动量定理:Ft′-mg t ′=mv2-( -mv1)此中 t′=t-t1-t2 =0.05s得 F=78N由牛顿第三定律得F′=-F,所以小球对钢板的作使劲大小为78N,方向竖直向下;4.如图,一轻质弹簧两头连着物体 A 和 B,放在圆滑的水平面上,某时辰物体小为的水平初速度开始向右运动。
高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)
3.如图所示,两块相同平板 P1、P2 置于光滑水平面上,质量均为 m。P2 的右端固定一轻质 弹簧,左端 A 与弹簧的自由端 B 相距 L。物体 P 置于 P1 的最右端,质量为 2m 且可以看作质 点。P1 与 P 以共同速度 v0 向右运动,与静止的 P2 发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后 P1 与 P2 粘连在一起,P 压缩弹簧后被弹回并停在 A 点(弹簧始终在弹性限度内)。P 与 P2 之间的 动摩擦因数为 μ,求:
(5)某同学在做这个实验时,记录下小球三个落点的平均位置 M、P、N,如图丙所 示.他发现 M 和 N 偏离了 OP 方向.这位同学猜想两小球碰撞前后在 OP 方向上依然动量 守恒,他想到了验证这个猜想的办法:连接 OP、OM、ON,作出 M、N 在 OP 方向上的投
影点 M 、 N .分别测量出 OP、 OM 、 ON 的长度.若在实验误差允许的范围内,满
(3)由于各种偶然因素,如所受阻力不同等,小球的落点不可能完全重合,落点应当比较
集中,但不是出现了错误,故 AB 错误;由于落点比较密集,又较多,每次测量距离很
难,故确定落点平均位置的方法是最小圆法,即用尽可能最小的圆把各个落点圈住,这个
圆的圆心位置代表落点的平均位置,故 C 正确;仅调节斜槽上固定位置 C,它的位置越 低,由于水平速度越小,则线段 OP 的长度越小,故 D 错误.故选 C;
注意三个易错点:碰撞只是 P1、P2 参与;碰撞过程有热量产生;P 所受摩擦力,其正压力
为 2mg
【考点定位】碰撞模型、动量守恒定律、能量守恒定律、弹性势能、摩擦生热。中档题
4.如图,一质量为 M 的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为 h.一质量为 m 的 子弹以水平速度 v0 射入物块后,以水平速度 v0/2 射出.重力加速度为 g.求: (1)此过程中系统损失的机械能; (2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.
高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案
高考物理《动量守恒定律》真题练习含答案1.[2024·全国甲卷](多选)蹦床运动中,体重为60 kg的运动员在t=0时刚好落到蹦床上,对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示.假设运动过程中运动员身体始终保持竖直,在其不与蹦床接触时蹦床水平.忽略空气阻力,重力加速度大小取10 m/s2.下列说法正确的是()A.t=0.15 s时,运动员的重力势能最大B.t=0.30 s时,运动员的速度大小为10 m/sC.t=1.00 s时,运动员恰好运动到最大高度处D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N答案:BD解析:根据牛顿第三定律结合题图可知,t=0.15 s时,蹦床对运动员的弹力最大,蹦床的形变量最大,此时运动员处于最低点,运动员的重力势能最小,故A错误;根据题图可知运动员从t=0.30 s离开蹦床到t=2.3 s再次落到蹦床上经历的时间为2 s,根据竖直上抛运动的对称性可知,运动员上升时间为1 s,则在t=1.3 s时,运动员恰好运动到最大高度处,t=0.30 s时运动员的速度大小v=10×1 m/s=10 m/s,故B正确,C错误;同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为10 m/s,以竖直向上为正方向,根据动量定理F·Δt-mg·Δt=mv-(-mv),其中Δt=0.3 s,代入数据可得F=4 600 N,根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为4 600 N,故D正确.故选BD.2.[2022·山东卷]我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭.如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空.从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量答案:A解析:从火箭开始运动到点火的过程中,火箭先加速运动后减速运动,当加速度为零时,动能最大,A项正确;高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量,B项错误;根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f的冲量矢量和等于火箭动量的变化量,C项错误;根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F、火箭自身的重力mg和空气阻力f对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量,D项错误.3.[2022·湖南卷]1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成.如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2.设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()A.碰撞后氮核的动量比氢核的小B.碰撞后氮核的动能比氢核的小C.v2大于v1D.v2大于v0答案:B解析:设中子质量为m0,被碰粒子质量为m,碰后中子速度为v′0,被碰粒子速度为v,二者发生弹性正碰,由动量守恒定律和能量守恒定律有m 0v 0=m 0v ′0+m v ,12 m 0v 20 =12m 0v ′20 +12 m v 2,解得v ′0=m 0-m m 0+m v 0,v =2m 0m 0+mv 0,因为当被碰粒子分别为氢核(m 0)和氮核(14m 0)时,有v 1=v 0,v 2=215 v 0,故C 、D 项错误;碰撞后氮核的动量为p 氮=14m 0·v 2=2815m 0v 0,氢核的动量为p 氢=m 0·v 1=m 0v 0,p 氮>p 氢,故A 错误;碰撞后氮核的动能为E k 氮=12·14m 0v 22 =28225 m 0v 20 ,氢核的动能为E k 氢=12 ·m 0·v 21 =12m 0v 20 ,E k 氮<E k 氢,故B 正确. 4.[2021·全国乙卷]如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦.用力向右推动车厢使弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动.在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统( )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,机械能守恒D .动量不守恒,机械能不守恒答案:B解析:撤去推力后,小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零,满足系统动量守恒的条件,故系统动量守恒;由于撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动,存在摩擦力做功的情况,故系统机械能不守恒,所以选项B 正确.5.[2023·新课标卷](多选)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N 极正对着乙的S 极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等.现同时释放甲和乙,在它们相互接近过程中的任一时刻( )A .甲的速度大小比乙的大B .甲的动量大小比乙的小C .甲的动量大小与乙的相等D .甲和乙的动量之和不为零答案:BD解析:对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析,如图所示对于整个系统,由于μm 甲g >μm 乙g ,合力方向向左,合冲量方向向左,所以合动量方向向左,甲的动量大小比乙的小,m 甲v 甲<m 乙v 乙,又m 甲>m 乙,故v 甲<v 乙,B 、D 正确,A 、C 错误.故选BD.6.[2021·全国乙卷](多选)水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动.物体通过的路程等于s 0时,速度的大小为v 0,此时撤去F ,物体继续滑行2s 0的路程后停止运动.重力加速度大小为g .则( )A .在此过程中F 所做的功为12m v 20 B .在此过程中F 的冲量大小等于32m v 0 C .物体与桌面间的动摩擦因数等于v 20 4s 0gD .F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍答案:BC解析:设物体与桌面间的动摩擦因数为μ,根据功的定义,可知在此过程中,F 做的功为W F =Fs 0=12m v 20 +μmgs 0,选项A 错误;物体通过路程s 0时,速度大小为v 0,撤去F 后,由牛顿第二定律有μmg =ma 2,根据匀变速直线运动规律有v 20 =2a 2·2s 0,联立解得μ=v 20 4s 0g ,选项C 正确;水平桌面上质量为m 的物体在恒力F 作用下从静止开始做匀加速直线运动,有F -μmg =ma 1,又v 20 =2a 1s 0,可得a 1=2a 2,可得F =3μmg ,即F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍,选项D 错误;对F 作用下物体运动的过程,由动量定理有Ft -μmgt=m v 0,联立解得F 的冲量大小为I F =Ft =32m v 0,选项B 正确.。
高中物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
由牛顿第二定律可得: N mg m vC2 R
从 B 运动到 C 由动能定理可知:
mgh
1 2
mvC2
1 2
mvB2
解得; N 3900N 故本题答案是:(1) L 100m (2) I 1800N s (3) N 3900N
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.
高中物理动量定理真题汇编(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/s2,到达 B 点时速度 vB=30 m/s.取重力加速度 g=10 m/s2. (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 FN 的大 小.
5.一质量为 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 v0=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.
4.如图所示,一质量 m1=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 m2=0.4 kg 的小物体,小物体可视为质点.现有一质量 m0=0.05 kg 的子弹以水平速度 v0=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/s2.求:
高考物理动量定理真题汇编(含答案)及解析
高考物理动量定理真题汇编(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,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)()22F I mgt m gL =+;(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201sin 302mgL mv ︒=小球在最低点时,由牛顿第二定律和向心力公式得20mv F mg L-= 解得:F =2mg(2)小球从释放到最低点的过程中,重力的冲量I G =mgt动量变化量0p mv ∆=由三角形定则得,绳对小球的冲量()22F I mgt m gL =+(3)平抛的水平位移0x v t =,竖直位移212H L gt -=解得2()x L H L -当2HL =时小球抛的最远3.一质量为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.(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 ; (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)0.32μ=(2)130F N =(3)9W J = 【解析】(1)由动能定理,有:2201122mgs mv mv μ-=-可得0.32μ=. (2)由动量定理,有'F t mv mv ∆=-可得130F N =. (3)'2192W mv J ==. 【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识4.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:(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】 【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1F ,取铁锤的速度v 的方向为正方向,以铁锤为研究对象,由动量定理得10F t mv -=-则10.5 4.0N 200N 0.01mv F t ⨯=== 由牛顿第三定律可知,铁锤钉钉子的平均作用力1F '的大小也为200N ,方向竖直向下。
