動(dòng)量定理練習(xí)全集含解析

1、動(dòng)量定理練習(xí)全集含解析一、高考物理精講專(zhuān)題動(dòng)量定理1 .觀賞“煙火”表演是某地每年“春節(jié)”慶?；顒?dòng)的壓軸大餐。某型“禮花”底座僅0.2s的發(fā)射時(shí)間，就能將質(zhì)量為m=5kg的禮花彈豎直拋上180m的高空。(忽略發(fā)射底座高度，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)(1) “禮花”發(fā)射時(shí)燃燒的火藥對(duì)禮花彈的平均作用力是多少？(已知該平均作用力遠(yuǎn)大于禮花彈自身重力)(2)某次試射，當(dāng)禮花彈到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)爆炸成沿水平方向運(yùn)動(dòng)的兩塊(爆炸時(shí)炸藥質(zhì)量忽略不計(jì))，測(cè)得前后兩塊質(zhì)量之比為1： 4,且炸裂時(shí)有大小為 E=9000J的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能，則兩塊落地點(diǎn)間的距離是多少？【答案】 1550N; (2)900m

2、【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)發(fā)射時(shí)燃燒的火藥對(duì)禮花彈的平均作用力為F,設(shè)禮花彈上升時(shí)間為 t,則：,1.2h -gt解得t 6s對(duì)禮花彈從發(fā)射到拋到最高點(diǎn)，由動(dòng)量定理Ft。mg(t t°) 0其中t0 0.2s解得F 1550N(2)設(shè)在最高點(diǎn)爆炸后兩塊質(zhì)量分別為m1、m2,對(duì)應(yīng)的水平速度大小分別為V1、V2,則：在最高點(diǎn)爆炸，由動(dòng)量守恒定律得m1V1 m2V2由能量守恒定律得1212E m1Vl m2V222其中m11m24m m1 m2聯(lián)立解得v1120m/sv2 30m/s之后兩物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，則 豎直方向有h 2gt2水平方向有s Vit v2t由以上各式聯(lián)立解得s=90

3、0m2.質(zhì)量為m的小球，從沙坑上方自由下落，經(jīng)過(guò)時(shí)間ti到達(dá)沙坑表面，又經(jīng)過(guò)時(shí)間t2停在沙坑里.求:沙對(duì)小球的平均阻力F;小球在沙坑里下落過(guò)程所受的總沖量I.【答案】（1）mg(ti t2)t2(2) mgti【解析】試題分析：設(shè)剛開(kāi)始下落的位置為A,剛好接觸沙的位置為B,在沙中到達(dá)的最低點(diǎn)為C在下落的全過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)量定理：重力作用時(shí)間為ti+t2,而阻力作用時(shí)間僅為 t2,以豎直向下為正方向，有：L 阿耳 +4.）mg（ti+t2）-Ft2=0，解得：F =； 方向豎直向上仍然在下落的全過(guò)程對(duì)小球用動(dòng)量定理：在ti時(shí)間內(nèi)只有重力的沖量，在 t2時(shí)間內(nèi)只有總沖量（已包括重力沖量在內(nèi)），以豎直

4、向下為正方向，有：mgti-I=0, 1. I=mgti方向豎直向上考點(diǎn)：沖量定理點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用沖量定理計(jì)算物體所受力的方法.3.如圖所示，光滑水平面上有一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端固定在墻壁上，滑塊 A以V0=12 m/s 的水平速度撞上靜止的滑塊 B并粘在一起向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧作用后原速率彈回，已知 A、B 的質(zhì)量分別為 mi = 0.5 kg、m2= 1.5 kg。求：A與B撞擊結(jié)束時(shí)的速度大小 v;在整個(gè)過(guò)程中，彈簧對(duì)A、B系統(tǒng)的沖量大小I?！敬鸢浮?m/s；12N?s【解析】【詳解】A、B碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向左為正方向由動(dòng)量守恒定律得mivo= (mi+m2)v代入數(shù)據(jù)解得v=3m

5、/s以向左為正方向，A、B與彈簧作用過(guò)程由動(dòng)量定理得I= (mi+m2) (-v) - (mi+m2)v代入數(shù)據(jù)解得I=-12N?s負(fù)號(hào)表示沖量方向向右。4. 一個(gè)質(zhì)量為60千克的蹦床運(yùn)動(dòng)員從距離水平蹦床網(wǎng)面上3.2米的高處自由下落，觸網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5米高處.已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)候?yàn)?.2秒。求運(yùn)動(dòng)員和網(wǎng)接觸的這段時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力F (g取10 m/s2)?！敬鸢浮?500N,方向豎直向上【解析】【詳解】設(shè)運(yùn)動(dòng)員從h1處下落，剛觸網(wǎng)的速度為V12ghi 8m/'s (方向向下)運(yùn)動(dòng)員反彈到達(dá)高度 h2 ,離網(wǎng)時(shí)速度為V22gh2 10ms(方向向上)在接

6、觸網(wǎng)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員受到向上的彈力F和向下的重力 mg,設(shè)向上方向?yàn)檎?，由?dòng)量定理有F mg t mv2m.解得F=1500N ,方向豎直向上。5 .如圖所示，兩個(gè)小球A和B質(zhì)量分別是2.0kg, na= 1.6kg,球A靜止在光滑水平面上的M點(diǎn)，球B在水平面上從遠(yuǎn)處沿兩球的中心連線向著球A運(yùn)動(dòng)，假設(shè)兩千相距Lw 18m時(shí)存在著恒定的斥力 F, L> 18m時(shí)無(wú)相互作用力.當(dāng)兩球相距最近時(shí)，它們間的距離為d=2m,此 時(shí)球B的速度是4m/s.求：ABM(1)球B的初速度大??；(2)兩球之間的斥力大??；(3)兩球從開(kāi)始相互作用到相距最近時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間【答案】(1) Vbo 9% ； (2)

7、 F 2.25N ；(3)t 3.56s【解析】試題分析：(1)當(dāng)兩球速度相等時(shí)，兩球相距最近，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出B球的初速度；(2)在兩球相距L> 18m時(shí)無(wú)相互作用力，B球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩球相距LW 18m時(shí)存在著恒定斥力 F, B球做勻減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得相互作用力(3)根據(jù)動(dòng)量定理得到兩球從開(kāi)始相互作用到相距最近時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間.(1)設(shè)兩球之間的斥力大小是F,兩球從開(kāi)始相互作用到兩球相距最近時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間是to當(dāng)兩球相距最近時(shí)球B的速度vB 4m/ ,此時(shí)球A的速度vA與球B的速度大小相S等，Va Vb 4 ,(，由動(dòng)量守恒定律可mBVBomA mB v得：Vbo 9mS

8、 ；(2)兩球從開(kāi)始相互作用到它們之間距離最近時(shí)，它們之間的相對(duì)位移Ax=L-d,由功能關(guān)1'2122一系可得：F X -mBvB- mAvAmBvB得：F=2.25N22(3)根據(jù)動(dòng)量定理，對(duì) A球有Ft mvA 0,得t 3.56s點(diǎn)晴：本題綜合考查了動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，綜合性較強(qiáng).知道速度相等時(shí)，兩球相距最近，以及知道恒力與與相對(duì)位移的乘積等于系統(tǒng)動(dòng)能的損失是解決本 題的關(guān)鍵.6 .質(zhì)量為70kg的人不慎從高空支架上跌落，由于彈性安全帶的保護(hù)，使他懸掛在空中.已知人先自由下落 3.2m,安全帶伸直到原長(zhǎng)，接著拉伸安全帶緩沖到最低點(diǎn)，緩沖時(shí) 間為1s,取g=10m

9、/s2.求緩沖過(guò)程人受到安全帶的平均拉力的大小.【答案】1260N【解析】【詳解】人下落3.2m時(shí)的速度大小為v 2gh 8.0m/s在緩沖過(guò)程中，取向上為正方向，由動(dòng)量定理可得(F mg)t 0 ( mv)則緩沖過(guò)程人受到安全帶的平均拉力的大小mvF m- mg 1260N7 .如圖所示，質(zhì)量為 m=0.5kg的木塊，以-0=3.0m/s的速度滑上原來(lái)靜止在光滑水平面上的足夠長(zhǎng)的平板車(chē)，平板車(chē)的質(zhì)量 M=2.0kg。若木塊和平板車(chē)表面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 斤0. 3,重力加速度g=10m/s2,求：J)打漓出甘仙”川中甘牝勿汨(i)平板車(chē)的最大速度；(2)平板車(chē)達(dá)到最大速度所用的時(shí)間.【答案】(1

10、) 0.6m/s (2) 0.8s【解析】【詳解】(1)木塊與平板車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得:mvo=(M+m) v,解得:v=0.6m/s(2)對(duì)平板車(chē)，由動(dòng)量定律得：mg=Mv解得：t=0.8s8 .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 加速度g=10m/s2,求：(1)籃球與地板撞擊過(guò)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】

11、(1)籃球與地板撞擊過(guò)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t1 ,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(guò)程12mgH一 m%2解得4m/st1 v1 0.4sg上升過(guò)程1 2mgh 0 - mv2解得v2 3m/st2 v2 0.3sg籃球與地板接觸時(shí)間為t t ti t20.4s設(shè)地板對(duì)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

12、.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(guò)程中，合外力對(duì)物體 的沖量等于物體動(dòng)量的變化量，從而求出地板對(duì)籃球的作用力.9 .如圖甲所示，蹦床是常見(jiàn)的兒童游樂(lè)項(xiàng)目之一，兒童從一定高度落到蹦床上，將蹦床壓下后，又被彈回到空中，如此反復(fù)，達(dá)到鍛煉和玩耍的目的.如圖乙所示，蹦床可以簡(jiǎn)化為一個(gè)豎直放置的輕彈簧，彈力的大小為kx (x為床面下沉的距離，也叫形變量；k為常量)，蹦床的初始形變量可視為0,忽略空氣阻力的影響.甲乙丙(1)在一次玩耍中，某質(zhì)量為 m的小孩，從距離蹦床床面高 H處由靜止下落，將蹦床下 壓到最低點(diǎn)后，再被彈回至空中.a.請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出小孩接觸蹦床

13、后，所受蹦床的彈力F隨形變量x變化的圖線；b.求出小孩剛接觸蹦床時(shí)的速度大小v;c.若已知該小孩與蹦床接觸的時(shí)間為t,求接觸蹦床過(guò)程中，蹦床對(duì)該小孩的沖量大小I.(2)借助F-x圖，可確定彈力做功的規(guī)律.在某次玩耍中，質(zhì)量不同的兩個(gè)小孩(均可視為質(zhì)點(diǎn))，分別在兩張相同的蹦床上彈跳，請(qǐng)判斷：這兩個(gè)小孩，在蹦床上以相同形變量由靜止開(kāi)始，上升的最大高度是否相同？并論證你的觀點(diǎn). 質(zhì)量m有關(guān)，質(zhì)量大的上升高度小【答案】(1) av . 2gH c. Imgt 2 mJ2gH (2)上升高度與【解析】【分析】10 ) a、根據(jù)胡克定律求出勁度系數(shù)，抓住彈力與形變量成正比，作出彈力 F隨x變化的 示意圖.

14、b、根據(jù)機(jī)械能守恒求出小孩剛接觸蹦床時(shí)的速度大??；c、根據(jù)動(dòng)量定理求出蹦床對(duì)該小孩的沖量大小.(2)根據(jù)圖線圍成的面積表示彈力做功，得出彈力做功的表達(dá)式，根據(jù)動(dòng)能定理求出彈力 做功，從而求出xi的值.【詳解】(1) a.根據(jù)胡克定律得：F kx,所以F隨x的變化示意圖如圖所示12b.小孩子有局度H下洛過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律：mgH - mv得到速度大?。簐 、,2gHc.以豎直向下為正方向，接觸蹦床的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量守恒：mgt I mv mv其中 v 2gH可得蹦床對(duì)小孩的沖量大小為：I mgt 2m 2gH(2)設(shè)蹦床的壓縮量為 x,小孩離開(kāi)蹦床后上升了 H.從最低點(diǎn)處到最高點(diǎn)，重力做功m

15、g x H ,根據(jù)F-x圖象的面積可求出彈力做功：W彈從最低點(diǎn)處到最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理:mg H xkx22kx220kx2m有關(guān)，質(zhì)量大的上升高度小.可得：H x ,可以判斷上升高度與質(zhì)量2mg解決本題的關(guān)鍵知道運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理等知識(shí) 進(jìn)行求解.10.如圖所示，長(zhǎng)度為l的輕繩上端固定在 。點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為 m的小球(小球的大小 可以忽略、重力加速度為 g ). A(1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為a,小球保持靜止.畫(huà)出此時(shí)小球的受力圖，并求力 F的大??；(2)由圖示位置無(wú)初速釋放小球，不計(jì)空氣阻力.求小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)： a.小球的動(dòng)量大

16、小；b .小球?qū)p繩的拉力大小.mg 3；mgtan a； (2) mJ2gl(1 cos );【解析】【分析】F的大小.(1)小球受重力、繩子的拉力和水平拉力平衡，根據(jù)共點(diǎn)力平衡求出力(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)的速度，求出動(dòng)量的大小，然后再根 據(jù)牛頓第二定律，小球重力和拉力的合力提供向心力，求出繩子拉力的大小.【詳解】(1)小球受到重力、繩子的拉力以及水平拉力的作用，受力如圖根據(jù)平衡條件，得拉力的大?。篎 mg tan(2) a.小球從靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，12由動(dòng)能te理： mgL 1 cos - mvv 2gL 1 cos則通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，小球動(dòng)量的大?。篜 mv

17、 mJ2gL 1 cos-2b.根據(jù)牛頓第二定律可得：T mg m L2FvT mg m mg 3 2cos根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)p繩的拉力大小為：T T mg 3 2cos【點(diǎn)睛】本題綜合考查了共點(diǎn)力平衡，牛頓第二定律、機(jī)械能守恒定律，難度不大，關(guān)鍵搞清小球 在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源.11.小物塊電量為+q,質(zhì)量為m,從傾角為。的光滑斜面上由靜止開(kāi)始下滑，斜面高度為h,空間中充滿了垂直斜面勻強(qiáng)電場(chǎng)，強(qiáng)度為E,重力加速度為g,求小物塊從斜面頂端滑到底端的過(guò)程中：(1)電場(chǎng)的沖量.【答案】(1) 目-J型 方向垂直于斜面向下(2) mq礪 方向沿斜面向下sin v g【解析】(1)小物塊沿斜面下滑，根據(jù)牛頓第二定律可知：mgsin ma,則：a gsin根據(jù)位移與時(shí)間關(guān)系可以得到： gsint2,則：t . 2hsin 2sin g g則電場(chǎng)的沖量為：I Eqt q ,方向垂直于斜面向下 sin - 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：v at gsin t則小物塊動(dòng)量的變化量為：p mv mg sin t mg sin -mJ2gh ,方向沿斜面向下.sin g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(wèn)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.12