1、高中物理動量定理技巧(很有用)及練習題一、高考物理精講專題動量定理1.如下圖,一質量mi=0.45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上.車頂右端放一質量m2=0.4kg的小物體,小物體可視為質點.現有一質量mo=0.05kg的子彈以水平速度vo=100m/s射中小車左端,并留在車中,子彈與車相互作用時間極短,小物體與車間的動摩擦因數為后0.5,最終小物體以5m/s的速度離開小車.g取10m/s2.求：斗.八E一I(1)子彈從射入小車到相對小車靜止的過程中對小車的沖量大小.(2)小車的長度.【答案】(1)4.5Ns(2)5.5m【解析】 子彈進入小車的過程中,子彈與小車組成的系統動量守恒,有：m

2、0Vo(m0mjv1,可解得10m/s；對子彈由動量定理有：Imv1mV.,|4.5Ns(或kgm/s)； 三物體組成的系統動量守恒,由動量守恒定律有：(m0mJ"(m0mjv2nv；1 11919設小車長為L,由能重寸恒有：m2gL(m0mJ4(m0m1)v|m2v2 22聯立并代入數值得L=5.5m;點睛：子彈擊中小車過程子彈與小車組成的系統動量守恒,由動量守恒定律可以求出小車的速度,根據動量定理可求子彈對小車的沖量；對子彈、物塊、小車組成的系統動量守恒,對系統應用動量守恒定律與能量守恒定律可以求出小車的長度.2.如圖甲所不,物塊A、B的質量分別是mA=4.0kg和mB=3.0k

3、g.用輕彈簧拴接,放在光滑的水平地面上,物塊B右側與豎直墻壁相接觸.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vt圖象如圖乙所示.求：(1) C的質量me；(2) t=8s時彈簧具有的彈性勢能Ep1(3)412s內墻壁對物塊B的沖量大小I【答案】(1)2kg(2)27J36N關【解析】【詳解】(1)由題圖乙知,C與A碰前速度為Vi=9m/s,碰后速度大小為V2=3m/s,C與A碰撞過程動量守恒mcvi=(mA+mc)V2解得C的質量mc=2kg.(3) t=8s時彈簧具有的彈性勢能1 2.Epi=(mA+mc)v2=27J(3)取水平向左

4、為正方向,根據動量定理,472s內墻壁對物塊B的沖量大小I=(mA+mc)v3-(mA+mc)(-V2)=36Ns3 .在某次短道速滑接力賽中,質量為50kg的運發動甲以6m/s的速度在前面滑行,質量為60kg的乙以7m/s的速度從后面追上,并迅速將甲向前推出,完成接力過程.設推后乙的速度變為4m/s,方向向前,假設甲、乙接力前后在同一直線上運動,不計阻力,求：接力后甲的速度大小；假設甲乙運發動的接觸時間為0.5s,乙對甲平均作用力的大小.【答案】(1)9.6m/s；(2)360N；【解析】【分析】【詳解】(1)由動量守恒定律得m?v甲+m乙v乙=斤1甲v甲+mfcv乙v甲=9.6m/s；(2

5、)對甲應用動量定理得Ftm甲v甲-叫v甲F=360N4 .質量為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量變化；(2)假設小球與地面的作用時間為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量為：Pi=m(vi)=0,2x(6)kgm/s=-1.2kgm/s小球與地面碰撞后的動量為P2=mv2=0.2x4kgm/s=0.8kgm/s小球與地面碰撞前后動量的變化量

6、為a=P2p1=2kgm/s(2)由動量定理得(F-mg)A=Zp所以F=+mg=-N+0.2X10N=12N,方向豎直向上.5 .質量為70kg的人不慎從高空支架上跌落,由于彈性平安帶的保護,使他懸掛在空中.人先自由下落3.2m,平安帶伸直到原長,接著拉伸平安帶緩沖到最低點,緩沖時間為1s,取g=10m/s2.求緩沖過程人受到平安帶的平均拉力的大小.【答案】1260N【解析】【詳解】人下落3.2m時的速度大小為v2gh8.0m/s在緩沖過程中,取向上為正方向,由動量定理可得(Fmg)t0(mv)那么緩沖過程人受到平安帶的平均拉力的大小mvF工-mg1260N6 .以初速度v0=10m/s水平

7、拋出一個質量為m=2kg的物體,假設在拋出后3s過程中,它未與地面及其它物體相碰,g取l0m/s2.求：(1)它在3s內所受重力的沖量大小；(2)3s內物體動量的變化量的大小和方向；(3)第3秒末的動量大小.【答案】(1)60N-s(2)60kgm/s,豎直向下(3)20j10kgm/s【解析】【詳解】(1) 3s內重力的沖量：I=Ft=mgt=2X10X3Ns=60N-s(2) 3s內物體動量的變化量,根據動量定理：P=mgt=20x3kgm/s=60kgm/s方向：豎直向下.(3)第3s末的動量:P=mv末=m.v：vj=2102gt220.10kgm/s7.質量m=0.60kg的籃球從距

8、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高處經歷的時間t=1.1s,忽略空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2,求：(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機械能AE;(2)籃球對地板的平均撞擊力的大小.【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械能為EmgHmgh0.610(0.80.45)J=2,1J(2)設籃球從H高處下落到地板所用時間為t1,剛接觸地板時的速度為V1；反彈離地時的速度為V2,下落過程解得上升過程解得籃球與地板接觸時間為設地板對籃球的平均撞擊力為間為t2,由動能定理

9、和運動學公式12mgH5mMv14m/sv1-t1-0.4sg12mgh0-mv2v23m/sv2t2-20.3sgttt1t20.4s取向上為正方向,由動量定理得(Fmg)tmv2(mv1)解得F根據牛頓第三定律,籃球對地板的平均撞擊力16.5NFF16.5N,方向向下.點睛：此題主要考查了自由落體運動的根本規律,在與地面接觸的過程中,合外力對物體的沖量等于物體動量的變化量,從而求出地板對籃球的作用力.8.蹦床是運發動在一張繃緊的彈性網上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動工程.一個質量為60kg的運發動從離水平網面3.2m高處自由下落,著網后沿豎直方向蹦回到離水平網面高5m處,運發動與網接觸的

10、時間為1.2s.g取10m/s2求：1運發動自由下落到接觸網時的瞬時速度.2假設把網對運發動的作用力當做恒力處理,此力的大小是多少.【答案】18m/s,方向向下；2網對運發動的作用力大小為1500N.【解析】【分析】1根據題意可以把運發動看成一個質點來處理,下落過程是自由落體運動,由位移-速度公式即可求出運發動著網前瞬間的速度大小；2上升過程是豎直上拋運動,我們可以算出自豎直上拋運動的初速度,算出速度的變化量,由動量定理求出網對運發動的作用力大小.【詳解】,、-2_.1從h1=3.2m自由落體到床的速度為v1,那么：V12gh1代入數據可得：V1=8m/s,方向向下；2離網的速度為V2,那么：

11、V2J2gh210m/s,方向豎直向上,規定向下為正方向,由動量定理得：mgt-Ft=mv2-mv1可得：Fmgmv2mv1=1500N所以網對運發動的作用力為1500N.此題關鍵是對運發動的各個運動情況分析清楚,然后結合機械能守恒定律、運動學公式、動量定理列式后聯立求解.9.一個質量為2kg的物體靜止在水平桌面上,如圖1所示,現在對物體施加一個水平向右的拉力F,拉力F隨時間t變化的圖象如圖2所示,物體在第1s內保持靜止狀態,第2s初開始做勻加速直線運動,第3s末撤去拉力,第5s末物體速度減小為“求：一I1T1口前3s內拉力F的沖量.第2s末拉力F的功率.【答案】1尸石Nq【解析】【詳解】沖量

12、為：.=八門+廣必=5乂1+】ox2=25N,s即前3s內拉力F的沖量為2,*Y(2)設物體在運動過程中所受滑動摩擦力大小為f,那么在2S65內,由動量定理有:產血一/02+tJ)=fl設在|1£3s內物體的加速度大小為a,那么由牛頓第二定律有：-/=ma第2s末物體的速度為：v=at2第2s末拉力F的功率為：P=F?v聯立以上方程代入數據可求出F的功率為：P=50W10 .高空作業須系平安帶.如果質量為m的高空作業人員不慎跌落,從開始跌落到平安帶對人剛產生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運動).此后經歷時間t平安帶到達最大伸長,假設在此過程中該作用力始終豎直向上,求：(1)

13、整個過程中重力的沖量；(2)該段時間平安帶對人的平均作用力大小.【答案】(1)、(2)f【解析】試題分析：對自由落體運動,有：h=l；,解得：除F,那么整個過程中重力的沖量I=mg(t+ti)=mg(t+ff)(2)規定向下為正方向,對運動的全程,根據動量定理,有：mg(ti+t)-Ft=0解得：5=畢;11 .把戲滑冰賽場上,男女運發動一起以速度vo=2m/s沿直線勻速滑行,不計冰面的摩擦,某時刻男運發動將女運發動以v1=6m/s的速度向前推出,男運發動的質量為M=60kg,女運發動的質量為m=40kg,求：(1)將女運發動推出后,男運發動的速度；(2)在此過程中,男運發動推力的沖量大小；2,【答案】(1)V2m/s；(2)I=160N-s3【詳解】設推出女運發動后,男運發動的速度為V2,根據動量守恒定律Mmv0mvMv2-2解得V2-m/s,("表示男運發動受到方向與其初速度方向相反.3在此過程中,對運發動有：1 mv1mv0解得I=160Ns12.質量是40kg的鐵錘從5m的高處自由落下,打在一高度可忽略的水泥樁上沒有反彈,與水泥樁撞擊的時間是