高考物理动量守恒定律真题汇编(含答案)及解析
2016年高考物理真题专题汇编专题F动量(含解析)
F 动量
F1 动量 冲量 动量定理
1．[2016·全国卷Ⅰ] [物理——选修35]
F1(2)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：
(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；
(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度．
35.（2）[答案] (i)ρv0S (ii)v202g－M2g2ρ2v20S2
[解析] (i)设Δt时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则
Δm＝ρΔV ①
ΔV＝v0SΔt ②
由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为
ΔmΔt＝ρv0S ③
(ii)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水，由能量守恒得
12(Δm)v2＋(Δm)gh＝12(Δm)v20 ④
在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为
Δp＝(Δm)v ⑤
设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有
FΔt＝Δp ⑥
由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得
F＝Mg ⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
h＝v202g－M2g2ρ2v20S2 ⑧
2．F1[2016·北京卷] (1)动量定理可以表示为Δp＝FΔt，其中动量p和力F都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究．例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示．碰撞过程中忽略小球所受重力．
图1
a．分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；
b．分析说明小球对木板的作用力的方向．
高中物理专题汇编物理动量定理(一)及解析
高中物理专题汇编物理动量定理(一)及解析
一、高考物理精讲专题动量定理
1．质量0.2kg的球,从5.0m高处自由下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.如果球从开始下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10m/s2.求小球对钢板的作用力.
【答案】78N
【解析】
【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＝−2gh2，得v2=9m/s
0-v2=-gt2 得t2=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）
其中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用力大小为78N，方向竖直向下；
2．质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，取竖直向上为正方向，
（1）求小球与地面碰撞前后的动量变化；
（2）若小球与地面的作用时间为0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小？（取g=10m/s2）．
【答案】（1）2kg•m/s；方向竖直向上；（2）12N；方向竖直向上；
【解析】
【分析】
【详解】
（1）小球与地面碰撞前的动量为：p1=m(－v1)=0.2×(－6) kg·m/s=－1.2 kg·m/s
小球与地面碰撞后的动量为p2=mv2=0.2×4 kg·m/s=0.8 kg·m/s
小球与地面碰撞前后动量的变化量为Δp=p2－p1=2 kg·m/s
（2）由动量定理得(F－mg)Δt=Δp
所以F=pt＋mg=20.2N＋0.2×10N=12N，方向竖直向上．
3．如图所示,两个小球A和B质量分别是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:
高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题(含答案)
高考物理动量守恒定律的应用及其解题技巧及练习题 (含答案)
一、高考物理精讲专题动量守恒定律的应用
1. 竖直平面内存在着如图甲所示管道，虚线左侧管道水平，虚线右侧管道是半径 R=1m的
半圆形，管道截面是不闭合的圆，管道半圆形部分处在竖直向上的匀强电场中，电场强度
E=4X 10/m .小球a、b、c的半径略小于管道内径， b、c球用长L 2m 的绝缘细轻杆
连接，开始时c静止于管道水平部分右端 P点处，在M点处的a球在水平推力F的作用下
由静止向右运动，当 F减到零时恰好与b发生了弹性碰撞，F-t的变化图像如图乙所示，且
满足F2 t2 —.已知三个小球均可看做质点且 ma=0.25kg, mb=0.2kg, mc=0.05kg，小球 (1) 小球a与b发生碰撞时的速度 vo;
(2) 小球c运动到Q点时的速度v;
(3) 从小球c开始运动到速度减为零的过程中，小球 c电势能的增加量.
【答案】(1) V 4m/s (2) v=2m/s (3) Ep 3.2J
【解析】
【分析】对小球 a,由动量定理可得小球 a与b发生碰撞时的速度；小球a与小球b、c组 成的系统发生弹性碰撞由动量守恒和机械能守恒可列式，小球 c运动到Q点时，小球b恰
好运动到P点，由动能定理可得小球 c运动到Q点时的速度；由于b、c两球转动的角速 度和半径都相同，故两球的线速度大小始终相等，从 c球运动到Q点到减速到零的过程列
能量守恒可得； 解：⑴对小球a,由动量定理可得I maV。0
由题意可知，F-图像所围的图形为四分之一圆弧 ，面积为拉力F的冲量，
由圆方程可知S 1m2
代入数据可得：v0 4m/s
(2)小球a与小球b、c组成的系统发生弹性碰撞 ，
由动量守恒可得 maV0 maV| (mb mc)v2
1 2 1 2 1 2
由机械能守恒可得 mav0 mav1 (mb mc)v2 2 2 2
解得 V1 0, V2 4m/ s A E
高考物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析
高考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．质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里．求：
⑴沙对小球的平均阻力F；
⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I．
【答案】(1)122()mgttt (2)1mgt
【解析】
试题分析：设刚开始下落的位置为A，刚好接触沙的位置为B，在沙中到达的最低点为C.⑴在下落的全过程对小球用动量定理：重力作用时间为t1+t2，而阻力作用时间仅为t2，以竖直向下为正方向，有：
mg(t1+t2)-Ft2=0, 解得：方向竖直向上
⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理：在t1时间内只有重力的冲量，在t2时间内只有总冲量（已包括重力冲量在内），以竖直向下为正方向，有：
mgt1-I=0,∴I=mgt1方向竖直向上
考点：冲量定理
点评：本题考查了利用冲量定理计算物体所受力的方法．
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v0=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/s2，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/s2（2）18J（3）20N·s，方向竖直向下。
【解析】
【详解】
（1）设物体运动的加速度为a，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为： F=mgsinθ
根据牛顿第二定律有：
F=ma；
解得：
a=6.0m/s2
（2）物体沿斜面上滑到最高点时，克服重力做功达到最大值，设最大值为vm；对于物体沿斜面上滑过程，根据动能定理有：
2120mWmv
解得
W=18J；
高考物理新力学知识点之动量真题汇编含答案解析(3)
高考物理新力学知识点之动量真题汇编含答案解析(3)
一、选择题
1．人的质量m＝60kg，船的质量M＝240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)( )
A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m
2．如图所示，光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球，以某一水平速度射向静止在轨道上带正电的乙球，当它们相距最近时，甲球的速度变为原来的15．已知两球始终未接触，则甲、乙两球的质量之比是
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
3．如图所示，质量m1=10kg的木箱，放在光滑水平面上，木箱中有一个质量为m2=10kg的铁块，木箱与铁块用一水平轻质弹簧固定连接，木箱与铁块一起以v0=6m/s的速度向左运动，与静止在水平面上质量M=40kg的铁箱发生正碰，碰后铁箱的速度为v=2m/s,忽略一切摩擦阻力，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，则
A．木箱与铁箱碰撞后瞬间木箱的速度大小为4m/s
B．当弹簧被压缩到最短时木箱的速度大小为4m/s
C．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对木箱的冲量大小为20N·s
D．从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹性势能的最大值为160J
4．有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，若膜面积为S，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E，探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是（光子动量为hp）（ ）
A．2EScM B．22EScM C．EScM D．2EScMh
5．如图，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态。烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。已知两小车质量之比m1:m2=2:1，下列说法正确的是
高中物理动量定理解析版汇编及解析
高中物理动量定理解析版汇编及解析
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/s2）
(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：
212hgt
解得
6st
对礼花弹从发射到抛到最高点，由动量定理
00()0Ftmgtt
其中
00.2st
解得
1550NF
(2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m1、m2，对应的水平速度大小分别为v1、v2，则：
在最高点爆炸，由动量守恒定律得
1122mvmv
由能量守恒定律得
2211221122Emvmv
其中
1214mm
12mmm
联立解得
1120m/sv 230m/sv
之后两物块做平抛运动，则
竖直方向有
212hgt
水平方向有
12svtvt
由以上各式联立解得
s=900m
2．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80hm，倾角为30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/ms，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；
人教版高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律1-2动量定理练习含答案
第一章 动量守恒定律
2 动量定理
基础过关练
题组一 恒力冲量的计算
1.(2024河北唐山开滦第二中学月考)如图,一人用恒定的拉力F拉着行李箱在水平路面上匀速前进,拉力与水平方向成θ角,在时间t内,以下说法正确的是 ( )
A.行李箱所受拉力F的冲量方向水平向左
B.行李箱所受拉力F的冲量大小是Ft cos θ
C.行李箱所受摩擦力的冲量大小为0
D.行李箱所受合力的冲量大小为0
2.(2024辽宁沈阳联考)如图所示,运动员将质量为m的网球从O点以速度v0水平击出,网球落到水平地面上的N点时速度方向与竖直方向的夹角为45°,不计空气阻力,则网球从O点运动到N点的过程中,重力对网球的冲量大小为 ( )
A.𝑚𝑣02 B.mv0
C.√2mv0 D.2mv0 3.(经典题)设运动员的质量为m,托起质量为M的杠铃从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程杠铃和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立Δt时间后再将杠铃缓慢向上举至双臂伸直停止(图丙)。甲到乙、乙到丙过程杠铃上升的高度分别为h1、h2,经历的时间分别为t1、t2,重力加速度为g,则整个过程中,下列说法正确的是 ( )
A.地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2),地面对运动员做的功为(M+m)g(h1+h2)
B.地面对运动员的冲量为(M+m)g(t1+t2),地面对运动员做的功为0
C.运动员对杠铃的冲量为Mg(t1+t2+Δt),运动员对杠铃做的功为Mg(h1+h2)
D.运动员对杠铃的冲量为Mg(t1+t2+Δt),运动员对杠铃做的功为0
题组二 变力冲量的计算
4.一质量为0.25 kg的滑块静置在水平地面上,在水平拉力F作用下,由静止开始运动。已知力F随时间变化的规律如图所示,滑块与地面间的动摩擦因数为0.8,取g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则0~6 s内拉力F和滑块受到的合外力冲量大小分别为 ( )
人教版高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律1-1动量练习含答案
第一章 动量守恒定律
1 动量
基础过关练
题组一 寻求碰撞中的不变量
1.(经典题)(2024四川成都期末)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板C、D的气垫导轨和滑块A、B探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示。
采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出A、B的质量mA、mB;
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出A的左端至挡板C的距离L1;
e.按下电钮放开卡销,同时分别记录A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B分别碰撞C、D时计时结束,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量及其符号是 ; (2)规定水平向左为正方向,作用前A、B质量与速度乘积之和为 ;作用后A、B质量与速度乘积之和为 (用测量的物理量符号表示即可)。
2.(2023湖北襄阳四中月考)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验,如图所示,A、B两滑块质量比是1∶3,某次实验时碰撞前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。
已知相邻两次闪光的时间间隔为0.2 s,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80 cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10
cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计。如从第1次闪光开始计时,则可知经过时间t= s两滑块在x= cm处发生碰撞,两滑块碰撞前后质量与速度的乘积的矢量和 。
题组二 动量
3.(2024河北唐山联考)关于动量,以下说法正确的是 ( )
A.做匀速圆周运动的物体,其动量保持不变
B.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相等
1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
第1页（共111页）
1验证动量守恒定律（高考物理力学实验）
组卷老师：莫老师
评卷人 得 分
一．实验题（共50小题）
1．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撤前后的动量关系。图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1，多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1，从斜轨上S位置静上释放，与小球m2相碰，并多次重复，测出碰后m1平均落地点在M点，m2平均落地点在N点，不计小球与轨道润的摩擦。
（1）实验中，不需要测量的物理量是 （填选项前的符号）。
A．两个小球的质量m1、m2 B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程
（2）若实验中发现m1•OM+m2•ON小于m1•OP，则可能的原因是
（填选项前的符号）。
A．碰撞过程有机械能的损失
B．计算时没有将小球半径考虑进去
C．放上小球m2后，入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低
（3）若两球发生弹性正碰，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是
（填选项前的符号）。
A．OP=ON﹣OM
B．2OP=ON+OM
C．OP﹣ON=2OM
第2页（共111页）
2．用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。
（1）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上 段来计算小车P的碰前速度。
（2）测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式 ，则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。
1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析 2
1验证动量守恒定律(高考物理力学实验)含答案与解析
组卷老师：莫老师
评卷人得分一．实验题（共50小题）
1．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撤前后的动量关系。图中0点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1，多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1，从斜轨上S位置静上释放，与小球m2相碰，并多次重复，测出碰后m1平均落地点在M点，m2平均落地点在N点，不计小球与轨道润的摩擦。
（1）实验中，不需要测量的物理量是（填选项前的符号）。
A．两个小球的质量m1、m2B．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程
（2）若实验中发现m1OM+m2ON小于m1OP，则可能的原因是（填选项前的符号）。
A．碰撞过程有机械能的损失B．计算时没有将小球半径考虑进去
C．放上小球m2后，入射球m1从倾斜轨道上都止释放的位置比原来的低（3）若两球发生弹性正碰，则OM、ON、OP之间一定满足的关系是（填选项前的符号）。
A．OP=ON﹣OMB．2OP=ON+OMC．OP﹣ON=2OM
第1页（共111页） 2．用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，小车P的前端粘有橡皮泥，后端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，推一下小车P，使之运动，与静止的小车Q相碰粘在一起，继续运动。
（1）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上段来计算小车P的碰前速度。
（2）测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式，则可验证小车P、Q碰撞前后动量守恒。（3）如果在测量小车P的质量时，忘记粘橡皮泥，则所测系统碰前的动量与系统碰后的动量相比，将（填“偏大”或“偏小”或“相等”）。