最新高中物理試卷分類匯編物理動(dòng)量定理(及答案)

1、最新高中物理試卷分類匯編物理動(dòng)量定理(及答案)一、高考物理精講專題動(dòng)量定理1. 2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一.某滑道示意圖如下，長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接，滑道 BC高h(yuǎn)=10 m, C是半徑R=20 m圓弧的最低點(diǎn)，質(zhì)量 m=60 kg的運(yùn)動(dòng)員從 A處由靜止開始勻加速下滑，加速 度a=4.5 m/s 2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vb=30 m/s .取重力加速度 g=10 m/s 2.(1)求長直助滑道AB的長度L;(2)求運(yùn)動(dòng)員在 AB段所受合外力的沖量的I大小；(3)若不計(jì)BC段的阻力，畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的受力圖，并求其所受支持力Fn的大小

2、.【答案】(1) 100m (2) 1800 N s (3) 3 900 N【解析】(1)已知AB段的初末速度，則利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求解斜面的長度，即22v v0 2aL22可解得：L v-曳 100m2a(2)根據(jù)動(dòng)量定理可知合外力的沖量等于動(dòng)量的該變量所以I mvB 0 1800N s(3)小球在最低點(diǎn)的受力如圖所示2由牛頓第二定律可得：N mg mvCR從B運(yùn)動(dòng)到C由動(dòng)能定理可知：_ ,1 _ 21 _ 2mghmvCmvB22解得;N 3900N故本題答案是：(1) L 100m (2) I 1800N s (3) N 3900N點(diǎn)睛：本題考查了動(dòng)能定理和圓周運(yùn)動(dòng)，會利用動(dòng)能定理求解最

3、低點(diǎn)的速度，并利用牛頓 第二定律求解最低點(diǎn)受到的支持力大小.2 .如圖所示，一光滑水平軌道上靜止一質(zhì)量為M = 3kg的小球B. 一質(zhì)量為m=1kg的小球A以速度vo= 2m/s向右運(yùn)動(dòng)與B球發(fā)生彈性正碰，取重力加速度g=10m/s2.求：(1)碰撞結(jié)束時(shí)A球的速度大小及方向；(2)碰撞過程A對B的沖量大小及方向.【答案】(1) 1m/s ,方向水平向左(2) 3Ns,方向水平向右【解析】【分析】A與B球發(fā)生彈性正碰，根據(jù)動(dòng)量守恒及能量守恒求出碰撞結(jié)束時(shí)A球的速度大小及方向；碰撞過程對B應(yīng)用動(dòng)量定理求出碰撞過程 A對B的沖量；解：(1)碰撞過程根據(jù)動(dòng)量守恒及能量守恒得：mv0 mvA MvB1

4、 2-MvB21212mv0mvA22聯(lián)立可解得：vB1m/s, Va1m/s 負(fù)號表示方向水平向左(2)碰撞過程對 B應(yīng)用動(dòng)量定理可得：I MVb 0可解得：I 3N s 方向水平向右3 .如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的4光滑圓弧軌道 AB與粗糙水平地面 BC相切于B點(diǎn)。質(zhì)量m'=0.1kg的滑塊甲從最高點(diǎn) A由靜止釋放后沿軌道 AB運(yùn)動(dòng)，最終停在水平地面上的 C 點(diǎn)?，F(xiàn)將質(zhì)量 m±=0.3kg的滑塊乙靜置于 B點(diǎn),仍將滑塊甲從 A點(diǎn)由靜止釋放結(jié)果甲在 B點(diǎn) 與乙碰撞后粘合在一起，最終停在D點(diǎn)。已知B、C兩點(diǎn)間的距離 X=2m,甲、乙與地面間的 動(dòng)摩擦因數(shù)分別為 川=0.4、

5、出=0.2,取g=10m/s2,兩滑塊均視為質(zhì)點(diǎn)。求：(1)圓弧軌道AB的半徑R;(2)甲與乙碰撞后運(yùn)動(dòng)到 D點(diǎn)的時(shí)間t【答案】(1), (2)【解析】【詳解】(1)甲從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有：VB2=2a1X1；根據(jù)牛頓第二定律可得：對甲從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒:解得 VB=4m/s； R=0.8m ；(2)對甲乙碰撞過程，由動(dòng)量守恒定律：mi刃? = +my；若甲與乙碰撞后運(yùn)動(dòng)到 D點(diǎn)，由動(dòng)量定理：卜仙I巾ig +出m由乂二°-(川1+m£)甘解得t=0.4s4 .如圖所示，質(zhì)量 M=1.0kg的木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量 m=0.49

6、5kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在的木板左端，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)m=0.4o質(zhì)量mo=0.005kg的子彈以速度vo=300m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(子彈與物塊作用時(shí)間極短)，木板足夠長，g 取 10m/s2。求：(1)物塊的最大速度 vi；(2)木板的最大速度 V2；(3)物塊在木板上滑動(dòng)的時(shí)間t.Vo m【答案】(1) 3m/s ； ( 2) 1m/s ； (3) 0.5s?！窘馕觥俊驹斀狻?1)子彈射入物塊后一起向右滑行的初速度即為物塊的最大速度，取向右為正方向，根據(jù) 子彈和物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：movo= ( m+mo) v1解得:v1=3m/s(2)當(dāng)子彈、物塊和木板

7、三者速度相同時(shí)，木板的速度最大，根據(jù)三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守 恒得：(m+m。)V1= (M+m+mo) V2。解得：V2=1m/s(3)對木板，根據(jù)動(dòng)量定理得：(m+mo) gt=Mv2-0解得：t=0.5s5 .質(zhì)量為0.2kg的小球豎直向下以 6m/s的速度落至水平地面，再以 4m/s的速度反向彈 回，取豎直向上為正方向，(1)求小球與地面碰撞前后的動(dòng)量變化；(2)若小球與地面的作用時(shí)間為0.2s,則小球受到地面的平均作用力大?。?取g=10m/s2).【答案】(1) 2kg?m/s；方向豎直向上；(2) 12N;方向豎直向上；【解析】【分析】【詳解】(1)小球與地面碰撞前的動(dòng)量為：Pi=m

8、( vi)=0.2x ( 6) kg m/s= 1.2 kg m/s小球與地面碰撞后的動(dòng)量為P2=mv2=0.2 x 4 kg m/s=0.8 kg m/s小球與地面碰撞前后動(dòng)量的變化量為a=p2 pi=2 kg m/s(2)由動(dòng)量定理得(F-mg) A=Zp所以 F= + mg=_Z_ N+0.2X 10N=12N,方向豎直向上.6 .在水平地面的右端 B處有一面墻，一小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，質(zhì)量m=0.5 kg,AB間距離s= 5 m ,如圖所示.小物塊以初速度vo = 8 m/s從A向B運(yùn)動(dòng)，剛要與墻壁碰撞時(shí)的速度v1= 7 m/s ,碰撞后以速度 V2= 6 m/s反向彈回.重力加

9、速度 g取10 m/s2.求： (1)小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)百(2)若碰撞時(shí)間t=0.05 s,碰撞過程中墻面對小物塊平均作用力F的大小.AH【答案】(1)0.15 (2)130 N【解析】【詳解】(1)從A至ijB過程，由動(dòng)能定理，有：一mgs= mv12- - mv0222可得：(1= 0.15.(2)對碰撞過程，規(guī)定向左為正方向，由動(dòng)量定理，有：Ft=mv2m( V1)可得：F= 130 N.7 .質(zhì)量m=0.60kg的籃球從距地板 H=0.80m高處由靜止釋放，與水平地板撞擊后反彈上升 的最大高度h=0.45m ,從釋放到彈跳至 h高處經(jīng)歷的時(shí)間t=1.1s,忽略空氣阻力，取重力

10、加速度g=10m/s2,求：(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機(jī)械能A E;(2)籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅Φ拇笮?【答案】(1) 2.1J (2) 16.5N ,方向向下【解析】【詳解】(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機(jī)械能為E mgH mgh 0.6 10 (0.8 0.45)J=2.1J(2)設(shè)籃球從H高處下落到地板所用時(shí)間為ti ,剛接觸地板時(shí)的速度為Vi ;反彈離地時(shí)的速度為V2 ,上升的時(shí)間為t2 ,由動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 卜落過程mgH2 mv2解得v1 4m/stiv1 0.4sg上升過程I 2 mgh 0 - mv2 2解得v2 3m/st2 0.3sg籃球與地板接觸時(shí)間為t t

11、11t20.4s設(shè)地板對籃球的平均撞擊力為F,取向上為正方向，由動(dòng)量定理得(F mg) t mv2 ( mv1)解得F 16.5N根據(jù)牛頓第三定律，籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅 F 16.5N ,方向向下.點(diǎn)睛：本題主要考查了自由落體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，在與地面接觸的過程中，合外力對物體 的沖量等于物體動(dòng)量的變化量，從而求出地板對籃球的作用力.8 . 2018年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授于了阿瑟阿什金(Arthur Ashkin)等三位科學(xué)家，以表彰他們在激光領(lǐng)域的杰出成就。阿瑟阿什金發(fā)明了光學(xué)鐐子(如圖)，能用激光束 笑起”粒子、原子、分子；還能夾起病毒、細(xì)菌及其他活細(xì)胞，開啟了激光在新領(lǐng)域應(yīng)用的大門。為了簡

12、化問題，將激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的動(dòng)量沿光傳播方向運(yùn)動(dòng)。 激光照射到物體上，會對物體產(chǎn)生力的作用，光鐐效應(yīng)就是一個(gè)實(shí)例?，F(xiàn)有一透明介質(zhì)小球，處于非均勻的激光束中（越靠近光束中心光強(qiáng)越強(qiáng)）。小球的折射 率大于周圍介質(zhì)的折射率。兩束相互平行且強(qiáng)度>的激光束，穿過介質(zhì)小球射出時(shí)的 光路如圖所示。若不考慮光的反射和吸收，請分析說明兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的 方向。根據(jù)上問光束對小球產(chǎn)生的合力特點(diǎn)，試分析激光束如何夾起”粒子的？【答案】見解析；【解析】【詳解】解：由動(dòng)量定理可知： V的方向即為小球?qū)馐饔昧Φ姆较虍?dāng)強(qiáng)度強(qiáng)度相同時(shí)，作用力Fi>F2,由平行四邊形定則知，和光

13、速受力合力方向向左偏下，則由牛頓第三定律可知，兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向向右偏上， 如圖所示如圖所示，小球受到的合力向右偏上，此力的橫向的分力Fy,會將小球推向光束中心;一旦小球偏離光速中心，就會受到指向中心的分力，實(shí)現(xiàn)光束對小球的約束，如同鐐子一 樣，“夾住”小球其它粒子9. 一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平桌面上，如圖 的拉力F,拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖2所示,1所示，現(xiàn)在對物體施加一個(gè)水平向右已知物體在第1 s內(nèi)保持靜止?fàn)顟B(tài)，第2s初開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，第3s末撤去拉力，第F想r* 5s末物體速度減小為“求:0|(乃第2s末拉力F的功率?！敬鸢浮?1)【解析】【詳解】/ =

14、 25N - s(2) ”手沖量為：,二也+廣必= 5X1 + 10X2 = 25N，s 即前3s內(nèi)拉力F的沖量為25N 一(2)設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受滑動(dòng)摩擦力大小為f,則在力6$內(nèi)，由動(dòng)量定理有:F血 702 + ti) - A設(shè)在衣內(nèi)物體的加速度大小為 a,則由牛頓第二定律有：第2s末物體的速度為：第2s末拉力F的功率為:聯(lián)立以上方程代入數(shù)據(jù)可求出F的功率為:P = 501V10.小物塊電量為+q,質(zhì)量為m,從傾角為 h,空間中充滿了垂直斜面勻強(qiáng)電場，強(qiáng)度為 到底端的過程中：。的光滑斜面上由靜止開始下滑，斜面高度為E,重力加速度為g,求小物塊從斜面頂端滑(1)電場的沖量.(2)小物塊動(dòng)量

15、的變化量.【解析】(2) mJ2gh方向沿斜面向下gsin(1)小物塊沿斜面下滑，根據(jù)牛頓第二定律可知：mgsin ma,則：a根據(jù)位移與時(shí)間關(guān)系可以得到：2gsin t2,則：t /2hsin 2sin gv at gsin t則電場的沖量為：I Eqt -E± /至，方向垂直于斜面向下 sin g g(2)根據(jù)速度與時(shí)間的關(guān)系，小物塊到達(dá)斜面底端的速度為:則小物塊動(dòng)量的變化量為:p mv mg sin t mg sin sing2hmJ2gh ,萬向沿斜面向下.點(diǎn)睛：本題需要注意沖量以及動(dòng)量變化量的矢量性的問題，同時(shí)需要掌握牛頓第二定律以 及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的運(yùn)用.11.如圖所示，小球

16、 A系在細(xì)線的一端，細(xì)線的另一端固定在。點(diǎn)，。點(diǎn)到水平面的距離為h.物塊B的質(zhì)量是小球 A的2倍，置于粗糙的水平面上且位于0點(diǎn)的正下方，物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科現(xiàn)拉動(dòng)小球使細(xì)線水平伸直，小球由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生彈性正碰 .小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.求:(1)碰撞后，小球 A反彈瞬間的速度大小;(2)物塊B在水平面上滑行的時(shí)間t.史恒84 g(1)設(shè)小球的質(zhì)量為 m,運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊碰撞前的速度大小為5,碰后A、B速度分別為v1和v2 ,碰撞前后的動(dòng)量和機(jī)械都守恒，則有:mgh刎mv1 mv1 2mv21 2 mvl21 2mv12122m

17、v22解得：v1二22h, v22 ；2gh ,33所以碰后A反彈瞬間速度大小為 >/2gh ；3(2)物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小F 2 mg ,設(shè)物塊在水平面上滑行的時(shí)間為t,根據(jù)動(dòng)量定量，有：Ft 0 2mv2解得：t 2-2gh . 3 g點(diǎn)睛：本題綜合考查動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律及動(dòng)量定理，要注意正確分析物理過 程，選擇合適的物理規(guī)律求解，要明確碰撞的基本規(guī)律是系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.12.某汽車制造商研制開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率P=30 kW的一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用型汽車，在某次性能測試中，汽車連同駕乘人員的總質(zhì)量m=2000kg,在平直路面上以額定功率由靜止啟動(dòng),行駛過程中受到大小 f=600 N的恒定阻力.(1)求汽車的最大速度 v;(2)若達(dá)到最大速度v后，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率立即改為P' =18 kW經(jīng)過一段時(shí)間后汽車開始以不變的速度行駛，求這段時(shí)間內(nèi)汽車所受合力的沖量I.【答案】(1) 50m/