2018年高中物理動量定理和動能定理專項(xiàng)練習(xí)題(供參考)

1、百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我1專題4、動量定理和動能定理典型例題【例 1】如圖所示，質(zhì)量mA為 4.0kg 的木板A放在水平面C上，木板與水平面間的動摩 擦因數(shù)口為 0.24，木板右端放著質(zhì)量mB為 1.0kg 的小物塊B(視為質(zhì)點(diǎn))，它們均處于靜 止?fàn)顟B(tài).木板突然受到水平向右的 12N-s的瞬時(shí)沖量作用開始運(yùn)動， 當(dāng)小物塊滑離木板時(shí)， 木板的動能 EA為 8.0J，小物塊的動能 血為 0.50J，重力加速度取 10m/s2，求：(1)瞬時(shí)沖量作用結(jié)束時(shí)木板的速度U0；(2)木板的長度 L.【例 2】在一次抗洪搶險(xiǎn)活動中，解放軍某部隊(duì)用直升飛機(jī)搶救一重要落水物體，靜止 在空中的直升飛機(jī)上的

2、電動機(jī)通過懸繩將物體從離飛機(jī)90m 處的洪水中吊到機(jī)艙里.已知物體的質(zhì)量為 80kg，吊繩的拉力不能超過1200N,電動機(jī)的最大輸出功率為12kW 為盡快把物體安全救起，操作人員采取的辦法是，先讓吊繩以最大拉力工作一段時(shí)間，而后電動機(jī)又以最大功率工作，當(dāng)物體到達(dá)機(jī)艙前已達(dá)到最大速度.(g取 10m/s2)求：(1) 落水物體運(yùn)動的最大速度；(2 )這一過程所用的時(shí)間.【例 3】一個(gè)帶電量為-q的液滴，從O點(diǎn)以速度u射入勻強(qiáng)電場中，方向成e角，已知油滴的質(zhì)量為m測得油滴達(dá)到運(yùn)動軌道的最高點(diǎn)時(shí)，速度的大小為u求:(1)最高點(diǎn)的位置可能在 O 點(diǎn)上方的哪一側(cè)？(2)電場強(qiáng)度為多大？u的方向與電場百度

3、文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我2(3)最高點(diǎn)處(設(shè)為N)與O點(diǎn)電勢差絕對值為多大?百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我3【例 4】.如圖所示，固定的半圓弧形光滑軌道置于水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中,軌道圓弧半徑為R磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外，電場強(qiáng)度為E,方向水平向左。一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在軌道上的C點(diǎn)恰好處于靜止，圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為a(Sina=0.8 ).求小球帶何種電荷？電荷量是多少？并說明理由如果將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球在圓弧軌道上運(yùn)動時(shí), 軌道的最大壓力的大小是多少？【例 5】.如圖所示，虛線上方有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，方向豎直向下，虛線上下有磁感

4、應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外，ab是一根長為L的絕緣細(xì)桿，沿電場線放置在虛線上方的場中，b端在虛線上.將一套在桿上的帶正電的小球從a端由靜止釋放后，小球先做加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動到達(dá)b端.已知小球與絕緣桿間的動摩擦因數(shù)=0.3，小球重力忽略不計(jì)，當(dāng)小球脫離桿進(jìn)入虛線下方后，運(yùn)動軌跡是半圓，圓的半徑是L/3，求帶電小球從a到b運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功與電場力所做功的比值百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我42 所示，請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算出此時(shí)【例 6】.（16 分）如圖所示，豎直放置的兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌相距為L,導(dǎo)軌的兩端分別與電源（串有一滑動變阻器 R）、定值電阻、電容器（原來

5、不帶電）和開關(guān) K 相連。整 個(gè)空間充滿了垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一質(zhì)量為 m 電阻不計(jì)的金屬棒 ab 橫跨在導(dǎo)軌上。已知電源電動勢為 E,內(nèi)阻為 r，電容器的電容為 C,定 值電阻的阻值為R0，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。（1 ）當(dāng) K 接 1 時(shí)，金屬棒 ab 在磁場中恰好保持靜止，則滑動變阻器接入電路的阻值R 多大？（2）當(dāng) K 接 2 后，金屬棒 ab 從靜止開始下落，下落距離 s 時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，則此穩(wěn)定速度 的大小為多大？下落 s 的過程中所需的時(shí)間為多少？（3）先把開關(guān) K 接通 2,待 ab 達(dá)到穩(wěn)定速度后，再將開關(guān) K 接到 3。試通過推導(dǎo)，說明 ab 棒此

6、后的運(yùn)動性質(zhì)如何？求ab 再下落距離 s 時(shí)，電容器儲存的電能是多少？（設(shè)電容器不漏電，此時(shí)電容器還沒有被擊穿）訓(xùn)練題（18 分）如圖 1 所示，兩根與水平面成e= 30 角的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌平行 放置，導(dǎo)軌間距為L= 1m 導(dǎo)軌兩端各接一個(gè)電阻，其阻值R=R=1Q，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 1T?，F(xiàn)有一質(zhì)量為帀 0.2kg、電阻為 1 的金屬棒用絕緣細(xì)繩通過光滑滑輪與質(zhì)量為M= 0.5kg 的物體相連，細(xì)繩與導(dǎo)軌平面平行。 將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導(dǎo)軌運(yùn)動了 6m 后開始做 勻速運(yùn)動。運(yùn)動過程中，棒與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸

7、良好，圖示中細(xì)繩與F2不接觸。（g=10m/s2）求：（1）金屬棒勻速運(yùn)動時(shí)的速度；（2） 棒從釋放到開始勻速運(yùn)動的過程中，電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）棒從釋放到開始勻速運(yùn)動的過程中，經(jīng)歷的時(shí)間；（4）若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度為某個(gè)值B不變，取質(zhì)量M不同的物塊拉動金屬棒，測出金屬棒相Rb百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我57.如圖所示，傾角e=37的斜面底端B平滑連接著半徑r=0.40m 的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量n=0.50kg 的小物塊，從距地面h=2.7m 處沿斜面由靜止開始下滑，小物塊與斜面間的動2摩擦因數(shù)口=0.25，求：(sin37 =0.6 , cos37 =0.8 ,g=10m/s )(1

8、) 物塊滑到斜面底端B時(shí)的速度大小。&一質(zhì)量為 500kg 的汽艇，在靜水中航行時(shí)能達(dá)到的最大速度為10m/s，若汽艇的牽引力恒定不變，航行時(shí)所受阻力與航行速度滿足關(guān)系f=kv,其中k=100Ns/m。(1) 求當(dāng)汽艇的速度為 5m/s 時(shí)，它的加速度；(2)若水被螺旋槳向后推動的速度為 8m/s， 則螺旋槳每秒向后推動水的質(zhì)量為多少？(以上速度均以地面為參考系)(2)物塊運(yùn)動力大和電場力對帶電小球所做的功度為g).百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我69如圖所示，兩塊豎直放置的平行金屬板A、B,兩板相距為d,兩板間電壓為U,質(zhì)量為m的帶電小球從兩板間的M點(diǎn)開始以豎直向上的初速度u0進(jìn)入兩

9、板間勻強(qiáng)電場內(nèi)運(yùn)動，當(dāng)它達(dá)到電場中的N點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)樗椒较颍笮∽優(yōu)?U0,求M N兩點(diǎn)間的電勢差(不計(jì)帶電小球?qū)饘侔迳想姾删鶆蚍植嫉挠绊?，設(shè)重力加速A -+JT百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我710如圖所示，在豎直放置的鉛屏A的右表面上貼著射線放射源P,已知射線實(shí)質(zhì)為高速電子流，放射源放出粒子的速度Vo=1.Ox107m/s。足夠大的熒光屏M與鉛屏A平行放置，相距d=2.0 x10_2m 其間有水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小已知電子電量e=1.6 10-C,電子質(zhì)量取 m：9.0 10-kg。求(1) 電子到達(dá)熒光屏M上的動能；(2) 熒光屏上的發(fā)光面積。11如圖所示，兩條光滑的絕緣導(dǎo)軌

10、，導(dǎo)軌的水平部分與圓弧部分平滑連接，兩導(dǎo)軌 間距為L,導(dǎo)軌的水平部分有n段相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中的虛線范圍)，磁場方向豎直向上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場的寬度為S,相鄰磁場區(qū)域的間距也為S, S大于L,磁場左、右兩邊界均與導(dǎo)軌垂直?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m電阻為r,邊長為L的正方形金屬框，由圓弧導(dǎo)軌上某高度處靜止釋放，金屬框滑上水平導(dǎo)軌， 在水平導(dǎo)軌上滑行一段時(shí)間進(jìn)入磁場區(qū)域，最終線框恰好完全通過n段磁場區(qū)域。地球表面處的重力加速度為g,感應(yīng)電流的磁場可以忽略不計(jì)，求：(1) 剛開始下滑時(shí)，金屬框重心離水平導(dǎo)軌所在平面的高度.(2) 整個(gè)過程中金屬框內(nèi)產(chǎn)生的電熱.(3) 金屬框完全進(jìn)入第k(kvn)

11、段磁場區(qū)域前的時(shí)刻，金屬框中的電功率.12、如圖所示，在地面附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平并垂直紙面向外。一質(zhì)量為m帶電量為一q的帶電微粒在此區(qū)域恰好作速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動。(重力加速度為g)(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度的大小和方向。E=2.5x104N/C。M百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我8(2)若某時(shí)刻微粒運(yùn)動到場中距地面高度為H的P點(diǎn)，速度與水平方向成 45,如圖所 示。則該微粒至少須經(jīng)多長時(shí)間運(yùn)動到距地面最高點(diǎn)？最高點(diǎn)距地面多高？(3)在(2)問中微粒又運(yùn)動 P 點(diǎn)時(shí)，突然撤去磁場，同時(shí)電場強(qiáng)度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴?，則該微粒運(yùn)動中距

12、地面的最大高度是多少？BXXXXXXXXX/XXPZ45XXXJXXXXXHXXX【例 1】【解析】(1)在瞬時(shí)沖量的作用時(shí)，木板A受水平面和小物塊B的摩擦力的沖量均可以忽略.取水平向右為正方向，對A由動量定理，有：I=mu0代入數(shù)據(jù)得：u0= 3.0m/s(2)設(shè)A對B、B對A、C對A的滑動摩擦力大小分別為FfAB、RBA、FfCA,B在A上滑行的時(shí)間為t,B離開A時(shí)A的速度為UA,B的速度為uB.A B對C位移為SA、SB.對A由動量定理有：一(FfBA+FfCA)t=mAuA-mAuo對B由動理定理有：FfABt=muB其中由牛頓第三定律可得FfBA= FAB，另FfCA=口(m+m)g

13、對A由動能定理有：一(FfBA+FfCA) SA= 1/2 錯(cuò)誤！未指定書簽。muA錯(cuò)誤！未指定書簽。-1/2 錯(cuò)誤!未指定書簽。mAu0錯(cuò)誤!未指定書簽。錯(cuò)誤！未指定書簽。對B由動能定理有：FfA BfSB= 1/2 錯(cuò)誤！未指定書簽。muB錯(cuò)誤！未指定書簽。根據(jù)動量與動能之間的關(guān)系有：mAuA=2mAEKA錯(cuò)誤！未指定書簽。，muB=2mBEKB錯(cuò)誤！未指定書簽。木板A的長度即B相對A滑動距離的大小，故L=SA-SB,代入放數(shù)據(jù)由以上各式可得L= 0.50m .訓(xùn)練題答案：(1) F=1. 85N(2) I=6 . 94NS【例 2】【解析】先讓吊繩以最大拉力FTm= 1200N工作時(shí)，物

14、體上升的加速度為a,由牛頓第二定律有：a=FTm - mg錯(cuò)誤！未指定書簽。，代入數(shù)據(jù)得a= 5m/s2百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我9m當(dāng)?shù)趵K拉力功率達(dá)到電動機(jī)最大功率Pm= 12kW時(shí)，物體速度為u,由Pm=Tmu,得u= 10ms.百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我10物體這段勻加速運(yùn)動時(shí)間11=錯(cuò)誤!未指定書簽。=2s，位移S1= 1/2 錯(cuò)誤!未指 a定書簽。at；錯(cuò)誤!未指定書簽。=10m此后功率不變，當(dāng)?shù)趵K拉力 FT=mg時(shí)，物體達(dá)最大速度um= 旦錯(cuò)誤!未指定書簽。mg=15m/s .這段以恒定功率提升物體的時(shí)間設(shè)為t2，由功能定理有：121Pt2-mg(hi-S1)=錯(cuò)誤！未

15、指定書簽。mum錯(cuò)誤！未指定書簽。-錯(cuò)誤！未指定書簽。222mu代入數(shù)據(jù)得t2= 5 . 75S，故物體上升的總時(shí)間為t=t1+t2= 7.75S.即落水物體運(yùn)動的最大速度為15m/s，整個(gè)運(yùn)動過程歷時(shí) 7.75S.2訓(xùn)練題答案：(1) P=kmgm(2) t=(Vm+2kgs) /2kgvm訓(xùn)練題答案：BC【例 3】【解析】(1)帶電液油受重力mg和水平向左的電場力qE,在水平方向做勻變速 直線運(yùn)動，在豎直方向也為勻變速直線運(yùn)動，合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)動.由動能定理有：W+W電=曰，而厶 E0,即電場力做正功，故最高點(diǎn)位置一定在O點(diǎn)左側(cè).(2)從O點(diǎn)到最高點(diǎn)運(yùn)動過程中，運(yùn)動過程歷時(shí)為t，由動量

16、定理：在水平方向取向右為正方向，有：-qEt= m(-u) -mu cos0在豎直方向取向上為正方向，有：-mgt= 0- mu sin0上兩式相比得 匪1 COs錯(cuò)誤!未指定書簽。錯(cuò)誤!未指定書簽。，故電場強(qiáng)度為E=mg sinmg(1 COs) )錯(cuò)誤!未指定書簽。qsi nu1=usin0,加速度為重力加速度g,故到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)2 2sin錯(cuò)誤!未指定書簽。錯(cuò)誤！未指定書簽。2g從進(jìn)入點(diǎn)O到最高點(diǎn)N由動能定理有qJmgh= EFf.故木塊從A到B做勻加速運(yùn)動，滑過B后F的分布和滑動摩擦力 均為阻力，做勻減速運(yùn)動，未到C之前速度即已為零，以后將在B兩側(cè)管間來回運(yùn)動， 但離B點(diǎn)距離越來越近，最

17、終只能靜止在B處.(3)豎直方向液滴初速度為2上升的最大高度為h,則h= 丄2g2 . 2msin2q 百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我11錯(cuò)誤!未指定書簽。(1)木塊從A到B過程中，由動能定理有:FLsina-FfL= 1/2 錯(cuò)誤！未指定書簽。nu百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我12代入F、Ff各量得uB=2gL(sin cos )錯(cuò)誤！未找到引用源。=22錯(cuò)誤！未指定書簽。= 2.83m/s .（2）木塊從開始運(yùn)動到最終靜止， 運(yùn)動的路程設(shè)為s,由動能定理有：FLsina-FfS= EK= 0代入各量得s=Lsin錯(cuò)誤!未指定書簽。=3mmcos訓(xùn)練題答案：EK=4J則有小球帶電荷量q3

18、mg（ 1）4E（2） 小球從A點(diǎn)釋放后，沿圓弧軌道滑下，還受方向指向軌道的洛侖茲力f,力f隨速度增大而增大，小球通過C點(diǎn)時(shí)速度（設(shè)為v）最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半 徑OC因此小球?qū)壍赖膲毫ψ畲?.通過C點(diǎn)的速度小球在重力、電場力、洛侖茲力和軌道對它的支持力作用下沿軌道做圓周運(yùn)動，有2F mg sin qE cos qvB m最大壓力的大小等于支持力訓(xùn)練題.解：小球在沿桿向下運(yùn)動時(shí)，受力情況如圖所示:在水平方向：N=qvB，所以摩擦力f=N=口 qvB當(dāng)小球做勻速運(yùn)動時(shí)：qE=f=口 qVbB（6分）2小球在磁場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，qvbB m v-R又RL，所以vb巡（4分

19、）33m【例 5】答案：正電荷,q3mg4E9E 3B Rg mg4E解：（1）小球在C點(diǎn)受重力、電場力和軌道的支持力處于平電場力的方向一定是向左的，與電場方向相同，如圖所示.因此小球帶正電荷由-mv22mgRsinqER 1cos(2) 百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我13小球從 a 運(yùn)動到 b 的過程中，由動能定理得:W電一Wf1mvb2【例 6】.（16 分）（1）由BILmg（1 分）E（1 分）R r得EBLRr（1 分）mg（2）由mgB2L2v（2 分）得vmgRo（1 分）RoB2L22 2v2v2 as（1 分），而W電qELqVbBLq2B2L210m所以Wf12mvb22

20、B2q2L45m（8分）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒得mgs2mv2mv2）2（1分）mgs2m gsm CB2L2（1 分） （或 ）m CB2L2（18 分） （1）Mg= mg sinv=盹當(dāng)盹當(dāng)）（R r）= 6m/s（2分）（2 分），由動量定理，得mgt BiLt mv（1 分）其中Tt=qBLsRo（1分）B2L2s mRo2 2mgRoB L（1分）（B4L4s m2gR022 2mgRoB L（3） K 接 3 后的充電電流|CBL vtvCBL CBLa（ 1 分）mg BIL ma（1 分）mgCB2L2=常數(shù)所以 ab棒的運(yùn)（1 分）（1分）百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我14百

21、度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我22g152(2)Mgs- mgssin0-Q=(俯m v12Q= Mgs- mgssin0(M+ m)v=11.4J1Qi-Q 1.9J6- E（3）q=lt=t=4CR r R r棒從釋放到開始勻速運(yùn)動的過程中，由動量定理：(Mg-mgsin BIL )t (m M )v即：(Mg-mgsin )t BLq (m M )v7.答案：（1 ）物塊沿斜面下滑過程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動,設(shè)下滑加速度為a，到達(dá)斜面底端B時(shí)的速度為v,貝Umg sinhsinA時(shí)的速度為VA,在A點(diǎn)受到圓軌道的壓力為1212由機(jī)械能守恒定律得： 一mv2 mvAm

22、g 2r2 22物塊運(yùn)動到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，由牛頓第二定律得：Nmg mr代入數(shù)據(jù)解得：N=20N由牛頓第三定律可知， 物塊運(yùn)動到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，對圓軌道的壓力大小NA=N=20N&答案：（1）汽艇以v= 5m/s 速度航行時(shí)所受阻力為f=kv其牽引力為：F=fm=kVm根據(jù)牛頓運(yùn)動定律有：Ff=ma代入數(shù)據(jù)得：a= 1m/s2（2 ）水向后的速度為 u，根據(jù)動量定理有：FAt=mu-0代入數(shù)據(jù)解得： -125kg/st u9.答案：帶電小球從 M 運(yùn)動到 N 的過程中，在豎直方向上小球僅受重力作用,（2 分），（1分）(1分)(2 分)mg cos mav22a代入數(shù)據(jù)解得：v

23、 6.0m/s（2）設(shè)物塊運(yùn)動到圓軌道的最高點(diǎn)百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我22g16從初速度V。勻減速到零。水平方向上小球僅受電場力作用，速度從零勻加速到2Vo。豎直位移:2kvoh2g水平位移:x2vot又hvot所以：x 2hv0百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我1711從 M 運(yùn)動到 N 的過程，由動能定理得：W電WGmv：- mv0；22整個(gè)過程累2, 32B L _n0 mv0.1r解得2, 32nB Lv. 1mr金屬框沿斜面下滑機(jī)械能守恒:所以 M N 兩點(diǎn)間的電勢差uMN2Uvodg又WGmghmv02 0所以W電2mv0；10. （14 分）（1）由動能定理eEd呂mv22（2分）_1317 21949 10311.0 107+1.6 10192.5 1042=1.2510-16J射線在 A、B 間電場中被加速，除平行于電場線的電子流外,（4 分）其余均在電場中偏轉(zhuǎn),其中和鉛屏 A 平行的