高中物理动量定理技巧(很有用)及练习题

1、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.如下图,一质量mi=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=0.4kg的小物体,小物体可视为质点.现有一质量mo=0.05kg的子弹以水平速度vo=100m/s射中小车左端,并留在车中,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后0.5,最终小物体以5m/s的速度离开小车.g取10m/s2.求：斗.八E一I(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)4.5Ns(2)5.5m【解析】 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：m

2、0Vo(m0mjv1,可解得10m/s；对子弹由动量定理有：Imv1mV.,|4.5Ns(或kgm/s)； 三物体组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有：(m0mJ"(m0mjv2nv；1 11919设小车长为L,由能重寸恒有：m2gL(m0mJ4(m0m1)v|m2v2 22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.如图甲所不,物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0k

3、g.用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙壁相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不分开,C的vt图象如图乙所示.求：(1) C的质量me；(2) t=8s时弹簧具有的弹性势能Ep1(3)412s内墙壁对物块B的冲量大小I【答案】(1)2kg(2)27J36N关【解析】【详解】(1)由题图乙知,C与A碰前速度为Vi=9m/s,碰后速度大小为V2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒mcvi=(mA+mc)V2解得C的质量mc=2kg.(3) t=8s时弹簧具有的弹性势能1 2.Epi=(mA+mc)v2=27J(3)取水平向左

4、为正方向,根据动量定理,472s内墙壁对物块B的冲量大小I=(mA+mc)v3-(mA+mc)(-V2)=36Ns3 .在某次短道速滑接力赛中,质量为50kg的运发动甲以6m/s的速度在前面滑行,质量为60kg的乙以7m/s的速度从后面追上,并迅速将甲向前推出,完成接力过程.设推后乙的速度变为4m/s,方向向前,假设甲、乙接力前后在同一直线上运动,不计阻力,求：接力后甲的速度大小；假设甲乙运发动的接触时间为0.5s,乙对甲平均作用力的大小.【答案】(1)9.6m/s；(2)360N；【解析】【分析】【详解】(1)由动量守恒定律得m?v甲+m乙v乙=斤1甲v甲+mfcv乙v甲=9.6m/s；(2

5、)对甲应用动量定理得Ftm甲v甲-叫v甲F=360N4 .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)假设小球与地面的作用时间为0.2s,那么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：Pi=m(vi)=0,2x(6)kgm/s=-1.2kgm/s小球与地面碰撞后的动量为P2=mv2=0.2x4kgm/s=0.8kgm/s小球与地面碰撞前后动量的变化量

6、为a=P2p1=2kgm/s(2)由动量定理得(F-mg)A=Zp所以F=+mg=-N+0.2X10N=12N,方向竖直向上.5 .质量为70kg的人不慎从高空支架上跌落,由于弹性平安带的保护,使他悬挂在空中.人先自由下落3.2m,平安带伸直到原长,接着拉伸平安带缓冲到最低点,缓冲时间为1s,取g=10m/s2.求缓冲过程人受到平安带的平均拉力的大小.【答案】1260N【解析】【详解】人下落3.2m时的速度大小为v2gh8.0m/s在缓冲过程中,取向上为正方向,由动量定理可得(Fmg)t0(mv)那么缓冲过程人受到平安带的平均拉力的大小mvF工-mg1260N6 .以初速度v0=10m/s水平

7、抛出一个质量为m=2kg的物体,假设在抛出后3s过程中,它未与地面及其它物体相碰,g取l0m/s2.求：(1)它在3s内所受重力的冲量大小；(2)3s内物体动量的变化量的大小和方向；(3)第3秒末的动量大小.【答案】(1)60N-s(2)60kgm/s,竖直向下(3)20j10kgm/s【解析】【详解】(1) 3s内重力的冲量：I=Ft=mgt=2X10X3Ns=60N-s(2) 3s内物体动量的变化量,根据动量定理：P=mgt=20x3kgm/s=60kgm/s方向：竖直向下.(3)第3s末的动量:P=mv末=m.v：vj=2102gt220.10kgm/s7.质量m=0.60kg的篮球从距

8、地板H=0.80m高处由静止释放,与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h=0.45m,从释放到弹跳至h高处经历的时间t=1.1s,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,求：(1)篮球与地板撞击过程中损失的机械能AE;(2)篮球对地板的平均撞击力的大小.【答案】(1)2.1J(2)16.5N,方向向下【解析】【详解】(1)篮球与地板撞击过程中损失的机械能为EmgHmgh0.610(0.80.45)J=2,1J(2)设篮球从H高处下落到地板所用时间为t1,刚接触地板时的速度为V1；反弹离地时的速度为V2,下落过程解得上升过程解得篮球与地板接触时间为设地板对篮球的平均撞击力为间为t2,由动能定理

9、和运动学公式12mgH5mMv14m/sv1-t1-0.4sg12mgh0-mv2v23m/sv2t2-20.3sgttt1t20.4s取向上为正方向,由动量定理得(Fmg)tmv2(mv1)解得F根据牛顿第三定律,篮球对地板的平均撞击力16.5NFF16.5N,方向向下.点睛：此题主要考查了自由落体运动的根本规律,在与地面接触的过程中,合外力对物体的冲量等于物体动量的变化量,从而求出地板对篮球的作用力.8.蹦床是运发动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工程.一个质量为60kg的运发动从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高5m处,运发动与网接触的

10、时间为1.2s.g取10m/s2求：1运发动自由下落到接触网时的瞬时速度.2假设把网对运发动的作用力当做恒力处理,此力的大小是多少.【答案】18m/s,方向向下；2网对运发动的作用力大小为1500N.【解析】【分析】1根据题意可以把运发动看成一个质点来处理,下落过程是自由落体运动,由位移-速度公式即可求出运发动着网前瞬间的速度大小；2上升过程是竖直上抛运动,我们可以算出自竖直上抛运动的初速度,算出速度的变化量,由动量定理求出网对运发动的作用力大小.【详解】,、-2_.1从h1=3.2m自由落体到床的速度为v1,那么：V12gh1代入数据可得：V1=8m/s,方向向下；2离网的速度为V2,那么：

11、V2J2gh210m/s,方向竖直向上,规定向下为正方向,由动量定理得：mgt-Ft=mv2-mv1可得：Fmgmv2mv1=1500N所以网对运发动的作用力为1500N.此题关键是对运发动的各个运动情况分析清楚,然后结合机械能守恒定律、运动学公式、动量定理列式后联立求解.9.一个质量为2kg的物体静止在水平桌面上,如图1所示,现在对物体施加一个水平向右的拉力F,拉力F随时间t变化的图象如图2所示,物体在第1s内保持静止状态,第2s初开始做匀加速直线运动,第3s末撤去拉力,第5s末物体速度减小为“求：一I1T1口前3s内拉力F的冲量.第2s末拉力F的功率.【答案】1尸石Nq【解析】【详解】冲量

12、为：.=八门+广必=5乂1+】ox2=25N,s即前3s内拉力F的冲量为2,*Y(2)设物体在运动过程中所受滑动摩擦力大小为f,那么在2S65内,由动量定理有:产血一/02+tJ)=fl设在|1£3s内物体的加速度大小为a,那么由牛顿第二定律有：-/=ma第2s末物体的速度为：v=at2第2s末拉力F的功率为：P=F?v联立以上方程代入数据可求出F的功率为：P=50W10 .高空作业须系平安带.如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到平安带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动).此后经历时间t平安带到达最大伸长,假设在此过程中该作用力始终竖直向上,求：(1)

13、整个过程中重力的冲量；(2)该段时间平安带对人的平均作用力大小.【答案】(1)、(2)f【解析】试题分析：对自由落体运动,有：h=l；,解得：除F,那么整个过程中重力的冲量I=mg(t+ti)=mg(t+ff)(2)规定向下为正方向,对运动的全程,根据动量定理,有：mg(ti+t)-Ft=0解得：5=毕;11 .把戏滑冰赛场上,男女运发动一起以速度vo=2m/s沿直线匀速滑行,不计冰面的摩擦,某时刻男运发动将女运发动以v1=6m/s的速度向前推出,男运发动的质量为M=60kg,女运发动的质量为m=40kg,求：(1)将女运发动推出后,男运发动的速度；(2)在此过程中,男运发动推力的冲量大小；2,【答案】(1)V2m/s；(2)I=160N-s3【详解】设推出女运发动后,男运发动的速度为V2,根据动量守恒定律Mmv0mvMv2-2解得V2-m/s,("表示男运发动受到方向与其初速度方向相反.3在此过程中,对运发动有：1 mv1mv0解得I=160Ns12.质量是40kg的铁锤从5m的高处自由落下,打在一高度可忽略的水泥桩上没有反弹,与水泥桩撞击的时间是