高考物理動量定理試題經(jīng)典

高考物理動量定理試題經(jīng)典一、高考物理精講專題動量定理1.觀賞“煙火”表演是某地每年“春節(jié)”慶?；顒拥膲狠S大餐。某型“禮花”底座僅0.2s的發(fā)射時間，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，不計空氣阻力，g取10m/s2)“禮花”發(fā)射時燃燒的火藥對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)某次試射，當(dāng)禮花彈到達(dá)最高點時爆炸成沿水平方向運動的兩塊(爆炸時炸藥質(zhì)量忽略不計)，測得前后兩塊質(zhì)量之比為1：4，且炸裂時有大小為E=9000J的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為了動能，則兩塊落地點間的距離是多少？【答案】(1)1550N；(2)900m【解析】【分析】【詳解】⑴設(shè)發(fā)射時燃燒的火藥對禮花彈的平均作用力為f,設(shè)禮花彈上升時間為r,貝y：h=—gt22解得t=6s對禮花彈從發(fā)射到拋到最高點，由動量定理Ft一mg(t+1)=000其中t=0.2s0解得F=—550N⑵設(shè)在最高點爆炸后兩塊質(zhì)量分別為m“m2，對應(yīng)的水平速度大小分別為W、u2，貝9：在最高點爆炸，由動量守恒定律得mv=mv——22由能量守恒定律得其中聯(lián)立解得由能量守恒定律得其中聯(lián)立解得——mv2+mv22——222m——=m42m=m+m—2v=—20m/s—v=30m/s2之后兩物塊做平拋運動，則豎直方向有h=gt22水平方向有s=vt+vt12由以上各式聯(lián)立解得s=900m2.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，滑塊人以嶺=12m/s的水平速度撞上靜止的滑塊B并粘在一起向左運動，與彈簧作用后原速率彈回，已知人、B的質(zhì)量分別為m1=0.5kg、m2=1.5kg。求：人與B撞擊結(jié)束時的速度大小v；在整個過程中，彈簧對人、B系統(tǒng)的沖量大小/?！敬鸢浮竣?m/s；②12N?s解析】詳解】人、B碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以向左為正方向由動量守恒定律得m1v0=（m1+m2）v代入數(shù)據(jù)解得v=3m/s以向左為正方向，人、B與彈簧作用過程由動量定理得/=（m1+m2）（-v）-（m1+m2）v代入數(shù)據(jù)解得/=-12N?s負(fù)號表示沖量方向向右。汽車碰撞試驗是綜合評價汽車安全性能的有效方法之一.設(shè)汽車在碰撞過程中受到的平均撞擊力達(dá)到某個臨界值F時，安全氣囊爆開.某次試驗中，質(zhì)量m=l600kg的試驗車01以速度V]=36km/h正面撞擊固定試驗臺，經(jīng)時間t]=0.10s碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰好爆開.忽略撞擊過程中地面阻力的影響.（1）求此過程中試驗車受到試驗臺的沖量I的大小及F的大小；00（2）若試驗車以速度v撞擊正前方另一質(zhì)量m=1600kg、速度v=18km/h同向行駛的122汽車，經(jīng)時間t=0.16s兩車以相同的速度一起滑行.試通過計算分析這種情況下試驗車2的安全氣囊是否會爆開．【答案】(1)|二1.6XQN?s,1.6X105N；(2)見解析0【解析】【詳解】(彈簧壓縮到最短時物體B的速度大小；)氣=36km/h=10m/s,取速度v】的方向為正方向，由動量定理有~Io=0~miv彈簧壓縮到最短時物體B的速度大??；將已知數(shù)據(jù)代入①式得I0=1.6x104N?s②由沖量定義有I0=F°t］③將已知數(shù)據(jù)代入③式得F0=1.6x105N④(2)設(shè)試驗車和汽車碰撞后獲得共同速度v,由動量守恒定律有m1v1+m2v2=(m1+m2)v⑤對試驗車，由動量定理有-Ft2=mp-m』］⑥將已知數(shù)據(jù)代入⑤⑥式得F=2.5x104N⑦可見F<F°，故試驗車的安全氣囊不會爆開⑧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=0.495kg的物塊(可視為質(zhì)點)放在的木板左端，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)"=0.4。質(zhì)量m0=0.005kg的子彈以速度v0=300m/s沿水平方向射入物塊并留在其中(子彈與物塊作用時間極短)，木板足夠長，g取10m/s2。求：物塊的最大速度V］；木板的最大速度v2；物塊在木板上滑動的時間t.【答案】(1)3m/s；(2)1m/s；(3)0.5s?！窘馕觥俊驹斀狻孔訌椛淙胛飰K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)動量守恒得：m0v0=(m+m0)v1解得：v1=3m/s當(dāng)子彈、物塊和木板三者速度相同時，木板的速度最大，根據(jù)三者組成的系統(tǒng)動量守恒得：(m+m0)v1=(M+m+m0)v2。解得：v2=1m/s對木板，根據(jù)動量定理得：卩(m+m0)gt=Mv2-0解得：t=0.5s如圖甲所示，物塊A、B的質(zhì)量分別是mA=4.0kg和mB=3.0kg.用輕彈簧拴接，放在光滑的水平地面上，物塊B右側(cè)與豎直墻壁相接觸.另有一物塊C從t=0時以一定速度向右運動，在t=4s時與物塊A相碰，并立即與A粘在一起不分開，C的v—t圖象如圖乙所示.求：(1)C的質(zhì)量mC；t=8s時彈簧具有的彈性勢能Ep14—12s內(nèi)墻壁對物塊B的沖量大小I【答案】⑴2kg⑵27J⑶36N冶【解析】【詳解】由題圖乙知，C與A碰前速度為V]=9m/s，碰后速度大小為v2=3m/s,C與A碰撞過程動量守恒mCV1=(mA+mC)V2解得C的質(zhì)量mC=2kg.t=8s時彈簧具有的彈性勢能1EP1=2(mA+mc)V21彈簧壓縮到最短時的彈性勢能；從A彈簧壓縮到最短時的彈性勢能；從A開始運動到彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧對A的沖量大小。取水平向左為正方向，根據(jù)動量定理，4~12s內(nèi)墻壁對物塊B的沖量大小/=(mA+mC)v3-(mA+mC)(-v2)=36N?s6.如圖，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B,放在光滑的水平面上，某時刻物體A獲得一大小為…"的水平初速度開始向右運動。已知物體A的質(zhì)量為m,物體B的質(zhì)量為2m，求：112【答案】(1)「一.(2)】?，一弋(3)二一寸！，【解析】【詳解】⑴彈簧壓縮到最短時，人和B共速，設(shè)速度大小為W由動量守恒定律有得■'-■②⑵對人、B和彈簧組成的系統(tǒng)，由功能關(guān)系有1.1.、；；；；???；；；?③⑶對A由動量定理得"'■'''■'⑤得如圖所示，長為1m的長木板靜止在粗糙的水平面上，板的右端固定一個豎直的擋板，長木板與擋板的總質(zhì)量為M=lkg，板的上表面光滑，一個質(zhì)量為m=0.5kg的物塊以大小為t0=4m/s的初速度從長木板的左端滑上長木板，與擋板碰撞后最終從板的左端滑離，擋板對物塊的沖量大小為2.5N?s,已知板與水平面間的動摩擦因數(shù)為卩=0.5，重力加速度為g=10m/s2，不計物塊與擋板碰撞的時間，不計物塊的大小。求：物塊與擋板碰撞后的一瞬間，長木板的速度大??；物塊在長木板上滑行的時間。5【答案】(1)2.5m/s(2)-6【解析】【詳解】⑴設(shè)物塊與擋板碰撞后的一瞬間速度大小為v1根據(jù)動量定理有：I=mv+mv01解得：片二lm/s設(shè)碰撞后板的速度大小為v2，碰撞過程動量守恒，則有:mv=Mv一mv02l解得：v2二2.5m/s

L1⑵碰撞前，物塊在平板車上運動的時間：[二—二4s0一卩(m+M)gl/碰撞后，長木板以v2做勻減速運動，加速度大?。篴==7.5m/s22Mv1設(shè)長木板停下時，物塊還未滑離木板，木板停下所用時間：t2-盒-3s1在此時間內(nèi)，物塊運動的距離：xi二vit2-3m木板運動的距離：15木板運動的距離：15x—vt—222212由于X]+x2<L，假設(shè)成立，木板停下后，物塊在木板上滑行的時間:L—x—x1t二1二s3v415因此物塊在板上滑行的總時間為：t—t+1+1—s1236質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護，使他懸掛起來；已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2s,安全帶長5m,(安全帶伸長量遠(yuǎn)小于其原長)不計空氣阻力影響，g取10m/s2。求：人向下減速過程中，安全帶對人的平均作用力的大小及方向。【答案】100N,方向：豎直向上【解析】【詳解】選取人為研究對象，人下落過程有：v2=2gh代入數(shù)據(jù)解得：v=10m/s，緩沖過程由動量定理有：(F-mg)t=mv，mv/60x10解得：F—+mg—(+60xl0)N—1100Nt1.2則安全帶對人的平均作用力的大小為1100N，方向豎直向上。起跳摸高是學(xué)生常進行的一項活動。某中學(xué)生身高1.80m，質(zhì)量70kg。他站立舉臂，手指摸到的高度為2.10m.在一次摸高測試中，如果他下蹲，再用力瞪地向上跳起，同時舉臂，離地后手指摸到高度為2.55m。設(shè)他從蹬地到離開地面所用的時間為0.7s。不計空氣阻力，(g=10m/s2)?求：他跳起剛離地時的速度大小；從蹬地到離開地面過程中重力的沖量的大小；⑶上跳過程中他對地面平均壓力的大小?！敬鸢浮?1)3m/s(2)⑴八"(2)1000N【解析】【分析】人跳起后在空中運動時機械能守恒，由人的重心升高的高度利用機械能守恒可求得人剛離地時的速度；人在與地接觸時，地對人的作用力與重力的合力使人獲得上升的速度，由動量定理可求得地面對他的支持力，再由牛頓第三定律可求得他對地面的平均壓力；【詳解】跳起后重心升高;:=-■-?:.17根據(jù)機械能守恒定律：’’’丁’，解得：;根據(jù)沖量公式可以得到從蹬地到離開地面過程中重力的沖量的大小為：J-mgt^-70X10X0.7/V■s-490/V-方向豎直向下；上跳過程過程中，取向上為正方向，由動量定理T-mv即：’：'',將數(shù)據(jù)代入上式可得“u"根據(jù)牛頓第三定律可知：對地面的平均壓力廠?1【點睛】本題中要明確人運動的過程，找出人起跳的高度及人在空中運動的高度，從而正確選擇物理規(guī)律求解。高空作業(yè)須系安全帶.如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動).此后經(jīng)歷時間t安全帶達(dá)到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，求：(1)整個過程中重力的沖量；【解析】試題分析：對自由落體運動，有：h=解得：_，則整個過程中重力的沖量I=mg(t+J)=mg(t+巴)(2)規(guī)定向下為正方向，對運動的全程，根據(jù)動量定理，有：mg(j+t)-Ft=O解得：F=_如圖所示，質(zhì)量為M=5.0kg的小車在光滑水平面上以r■''■■■速度向右運動，一人背靠豎直墻壁為避免小車撞向自己，拿起水槍以的水平速度將一股水流自右向左射向小車后壁，射到車壁的水全部流入車廂內(nèi)，忽略空氣阻力，已知水槍的水流流量恒為L''‘L''‘：，：1■■：：：：-（單位時間內(nèi)流過橫截面的水流體積），水的密度為p—1.0x103^/m3o求：（1）經(jīng)多長時間可使小車速度減為零；（2）小車速度減為零之后，此人繼續(xù)持水槍沖擊小車，若要維持小車速度為零，需提供多參纟纟S纟大的水平作用力?！敬鸢浮浚?）50s（2）0.2N【解析】解：（1）取水平向右為正方向，’'由于水平面光滑，經(jīng)t時間，流入車內(nèi)的水的質(zhì)量為\①對車和水流，在水平方向沒有外力，動量守恒心「；一，：1②由①②可得t=50s（2）設(shè)；時間內(nèi)，水的體積為林，質(zhì)量為1?'，貝『匕；：?。孩墼O(shè)小車隊水流的水平作用力為'，根據(jù)動量定理小…a、”④由③④可得1；；，''八根據(jù)牛頓第三定律，水流對小車的平均作用力為'"，由于小車勻速，根據(jù)平衡條件T-F'-0.2/V12．柴油打樁機的重錘由氣缸、活塞等若干部件組成，氣虹與活塞間有柴油與空氣的混合物．在重錘與樁碰攤的過程中，通過壓縮使混合物燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，從而使樁向下運動，錘向上運動．現(xiàn)把柴油打樁機和打樁過程簡化如下：柴油打樁機重錘的質(zhì)量為m，錘在樁帽以上高度為h處（如圖1）從靜止開始沿豎直軌道自由落下，打在質(zhì)量為M（包括樁帽）的鋼筋混凝土樁子上，同時，柴油燃燒，產(chǎn)生猛烈推力，錘和樁分離，這過程的時間極短.隨后，樁在泥土中向下移動一距離l.已知錘反跳后到達(dá)最高點時，鍾與已停下的樁子之間的距離也為h（如圖2）.已知m=1.0x103kg,M=2.0x103kg,h=2.0m,/=0.2m，重力加速度g=10m/s2，混合物的質(zhì)量不計，設(shè)樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力F是恒力，求：tfl泥b反跳虛的tfl泥b反跳虛的(丄)重錘m與樁子M發(fā)生碰撞之前的速度vi大??；重錘m與樁子M發(fā)生碰后即將分離瞬間，樁子的速度V大小;樁向下移動的過程中泥土對樁的作用力F的大小.【答案】⑴V]=2\.I0m/s(2)見解析(3)F=2.1x105N【解析】(1)錘自由下落，設(shè)碰樁前速度大小為I，由動能定理得：mgh=mv221化簡得：V]=J2gh=2j10m/s即錘與樁碰撞前的瞬間，錘速度的大