高考物理专题18动量备考强化训练45冲量与动量动量定理新人教版.doc

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1、1 / 13【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 1818 动量备考强化训练动量备考强化训练4545 冲量与动量动量定理新人教版冲量与动量动量定理新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于：理解和掌握冲量、动量两个重要概念.能用牛顿运动定律和加速度的概念推导出动量定理，能熟练地运用动量定理解释有关物理现象。并进行有关的计算.解答此类试题，既要透彻理解动量、冲量和动量定理等物理概念，又要有丰富的空间想象能力。全卷 16 题，总计 100 分，选做题 1？道备用。 一、破解依据动量和冲量动量和冲量 大小：

2、，方向：与速度方向一致；大小：，方向：与合外力 方向一致。mvp ；FtI 动量变化。指末、初动量之差。特别关注动量（或速度）的方动量变化。指末、初动量之差。特别关注动量（或速度）的方 向性向性vmmvmvppp/一维往复：设来时方向为正，则一维往复：设来时方向为正，则)(vmmvp 二维互成角度：设二速度夹角为，动量变化的大小，方向，其二维互成角度：设二速度夹角为，动量变化的大小，方向，其 中为速度变化与初速度的夹角。例如右图中为速度变化与初速度的夹角。例如右图-1-1 所示情形，具体应用见所示情形，具体应用见 第第 1010 题。题。cos222vvvvmvmpcossintanvvvv动

3、量定理动量定理 大小：，或,其中指合外力的冲量；或 方向：动量变化与合外力的“方向一致”。 )(/ttFmvmv合Ipp/ 合I332211tFtFtFI合ppp/F2 / 13坐标正方向的选取：坐标正方向的选取：初速度方向；初速度方向；或合外力方向。或合外力方向。二、二、 精选习题精选习题选择题（每小题选择题（每小题 5 5 分，共分，共 6060 分）分）(14(14 北京北京) ) 带电粒子带电粒子 a a、b b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，它们的动量大小相等，a a 运动的半径大于运动的半径大于 b b 运动的半径若运动的半径若

4、 a a、b b 的的电荷量分别为电荷量分别为 qaqa、qbqb，质量分别为，质量分别为 mama、mbmb，周期分别为，周期分别为 TaTa、Tb.Tb.则则一定有一定有( ( ) )A. qa t2 Bt1= t2 CI1 I2 DI1= I2 11.(1311.(13 天津天津) )我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3 3 000000 m m 接力三连冠。观察发现接力三连冠。观察发现,“,“接棒接棒”的运动员甲提前站在的运动员甲提前站在“交棒交棒”的运动员乙前面的运动员乙前面, ,并且开始向前滑行并且开始向前滑行, ,待乙追上甲时待乙追

5、上甲时, ,乙猛推甲一把乙猛推甲一把, ,使甲获得更大的速度向前冲出使甲获得更大的速度向前冲出, ,在乙推甲的过程中在乙推甲的过程中, ,忽略运动员与冰忽略运动员与冰5 / 13面间在水平方向上的相互作用面间在水平方向上的相互作用, ,则则 ( ( ) )A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功12.12. (17(17 全国全国)将质量为将质量为 1.00kg1.00kg 的模型火箭点火升空，的模型火箭点火升空，50g50g 燃燃烧的燃气以大小为烧的燃气以大小为 60060

6、0 m/sm/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）阻力可忽略）A30 B5.7102 kg m/skg m/sC6.0102 D6.3102kg m/skg m/s计算题（共计算题（共 4040 分）分）13.13. (15(15 安徽安徽) )（1414 分）分） 一质量为一质量为 0.50.5 kgkg 的小物块放在水平地的小物块放在水平地面上的面上的 A A 点，距离点，距离 A A 点点 5 5 m m 的位置的位置 B B

7、 处是一面墙，如图处是一面墙，如图-8-8 所示。长所示。长物块以物块以 vo=9vo=9 m/sm/s 的初速度从的初速度从 A A 点沿点沿 ABAB 方向运动，在与墙壁碰撞前方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为瞬间的速度为 7 7 m/sm/s，碰后以，碰后以 6 6 m/sm/s 的速度把向运动直至静止。的速度把向运动直至静止。g g取取 1010 m/s2m/s2。（1）求物块与地面间的动摩擦因数；（2）若碰撞时间为 0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小 F；（3）求物物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W。14.14.（1313 新课标新课标）（）（1010 分）

8、在粗糙的水平桌面上有两个静止分）在粗糙的水平桌面上有两个静止6 / 13的木块的木块 A A 和和 B B，两者相距为，两者相距为 d d。现给。现给 A A 一初速度，使一初速度，使 A A 与与 B B 发生弹性发生弹性正碰，碰撞时间极短正碰，碰撞时间极短: :当两木块都停止运动后，相距仍然为当两木块都停止运动后，相距仍然为 d.d.已知已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为两木块与桌面之间的动摩擦因数均为 . B B 的质量为的质量为 A A 的的 2 2 倍，重倍，重力加速度大小为力加速度大小为 g.g.求求 A A 的初速度的大小。的初速度的大小。15.15. (13(13 天津天津)

9、 )（1616 分）质量为分）质量为 m=4kgm=4kg 的小物块静止于水平地面的小物块静止于水平地面上的上的 A A 点点, ,现用现用 F=10NF=10N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去的水平恒力拉动物块一段时间后撤去, ,物块继物块继续滑动一段位移停在续滑动一段位移停在 B B 点点,A,A、B B 两点相距两点相距 x=20m,x=20m,物块与地面间的动物块与地面间的动摩擦因数摩擦因数 =0.2,g=0.2,g 取取 10m/s2,10m/s2,求求: : (1)物块在力 F 作用过程发生位移 x1 的大小; (2)撤去力 F 后物块继续滑动的时间 t。16.16. (13(1

10、3 北京北京) )（1010 分）正方体密闭容器中有大量运动粒子分）正方体密闭容器中有大量运动粒子, ,每每个粒子质量为个粒子质量为 m,m,单位体积内粒子数量单位体积内粒子数量 n n 为恒量。为简化问题为恒量。为简化问题, ,我们我们假定假定: :粒子大小可以忽略粒子大小可以忽略; ;其速率均为其速率均为 v,v,且与器壁各面碰撞的机会均且与器壁各面碰撞的机会均等等; ;与器壁碰撞前后瞬间与器壁碰撞前后瞬间, ,粒子速度方向都与器壁垂直粒子速度方向都与器壁垂直, ,且速率不变。且速率不变。利用所学力学知识利用所学力学知识, ,导出器壁单位面积所受粒子压力导出器壁单位面积所受粒子压力 f f

11、 与与 m m、n n 和和 v v的关系。的关系。(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)（三）选做题（三）选做题17.(1317.(13 安徽安徽) )（1414 分）一物体放在水平地面上分）一物体放在水平地面上, ,如图如图-10-10 甲所示甲所示, ,已已知物体所受水平拉力知物体所受水平拉力 F F 随时间随时间 t t 的变化情况如图的变化情况如图-10-10 乙所示乙所示, ,物体相物体相应的速度应的速度 v v 随时间随时间 t t 的变化关系如图的变化关系如图-10-10 丙所示。求丙所示。求: :7 / 13(1)08s 时间内拉力的冲量

12、;(2)06s 时间内物体的位移;(3)010s 时间内,物体克服摩擦力所做的功。三、参考答案三、参考答案选择题选择题【答案答案】A】A 【解析解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动和动量定义带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvBm，pmv，得 pqBr，两粒子动量相等，则 qaBraqbBrb，已知 rarb，则 qaqb，A 正确，其他条件未知，B、C、D 无法判定【答案答案】B】B。【解析解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能内做匀速圆周运动，

13、动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故在变化，故 A A 错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律有：，座椅对他的支持力，故有：，座椅对他的支持力，故 B B 正确；乘客随座舱转动一周的过程正确；乘客随座舱转动一周的过程中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量，故中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量，故 C C 错误；错误；乘客重力的瞬时功率，其中乘客重力的瞬时功率，其中 为线速度和竖直方向的夹角，摩天轮为线速度和竖直方向的夹角，摩天轮转动过程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但转动过程中，乘客的重力和线速度的大小

14、不变，但 在变化，所以在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化，故乘客重力的瞬时功率在不断变化，故 D D 错误。错误。rvmNmg2 8 / 13mgrvmmgN20tmgIcos mgvP【答案答案】AB】AB【解析解析】 由题目可知由题目可知 F F2 2 N N，FF1 1 N N，由动量定理，由动量定理FtFtmv1mv1mv0mv0，可知，可知 t t1 1 s s 时，时，Ft1Ft1mv1mv1，代入数据可得，代入数据可得 v1v1 m/sm/s1 1 m/sm/s，故，故 A A 正确；正确；t t2 2 s s 时，时，p pFt2Ft2，代入数据可得，代入数据可得 p p

15、4 4 kgm/skgm/s，故，故 B B 正确；正确；t t3 3 s s 时，时，p pFt2Ft2F(t3F(t3t2)t2)，代入数据，代入数据可得可得 p p3 3 kgm/skgm/s，故，故 C C 错误；错误；t t4 4 s s 时，由时，由 Ft2Ft2F(t4F(t4t2)t2)mv4mv4，代入数据可得，代入数据可得 v4v4 m/sm/s1 1 m/sm/s，故，故 D D 错误错误【答案答案】A】A【解析解析】人下落人下落 h h 高度为自由落体运动，由运动学公式，可知；高度为自由落体运动，由运动学公式，可知；缓冲过程（取向上为正）由动量定理得，解得：，故选缓冲过

16、程（取向上为正）由动量定理得，解得：，故选 A A。22vgh2vgh()0()Fmg tmv 2mghFmgt【答案答案】B】B【解析解析】a】a 粒子和质子质量之比为粒子和质子质量之比为 4 4 ：1 1，电荷量之比为，电荷量之比为 2 2 ：1 1 ，由于动量相同，故速度之比为，由于动量相同，故速度之比为 1 1 ：4 4，选项，选项 C C 错误；在同一匀强错误；在同一匀强磁场磁场 B B 中，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径，得两者中，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径，得两者的运动半径之比为的运动半径之比为 1 1 ：2 2，选项，选项 A A 错误；带电粒子在匀强磁

17、场中做错误；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期，得周期之比为匀速圆周运动的周期，得周期之比为 2 2 ：1 1，选项，选项 B B 正确；由带电正确；由带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力 f f = = qvBqvB，得受到的洛伦兹力之，得受到的洛伦兹力之比为比为 1 1 ：2 2，选项，选项 D D 错误。错误。qBmvr qBmT2【答案答案】B】B 9 / 13【解析解析】由动量定理由动量定理 FtFtpp 知，接球时两手随球迅速收缩至知，接球时两手随球迅速收缩至胸前，延长了手与球接触的时间，从而减小了球的动量变化率，减胸前，延长了手与球接触的时间，从

18、而减小了球的动量变化率，减小了球对手的冲击力，选项小了球对手的冲击力，选项 B B 正确正确【答案答案】【解析解析】【答案答案】A】A【解析解析】从绳恰好伸直到人运动到最低点的过程中，绳对人的从绳恰好伸直到人运动到最低点的过程中，绳对人的拉力始终向上，故冲量始终向上。此过程中人先加速再减速，当拉拉力始终向上，故冲量始终向上。此过程中人先加速再减速，当拉力等于重力时，速度最大，则动量先增大后减小，力等于重力时，速度最大，则动量先增大后减小，A A 正确，正确，B B、C C 错错误，在最低点时，人的加速度向上，拉力大于重力，误，在最低点时，人的加速度向上，拉力大于重力，D D 错误。错误。【解答

19、解答】依牛二定律可知，小球的加速度为依牛二定律可知，小球的加速度为再规定向下为正方向，依匀加速直线运动速度-位移公式，小球竖直下落到地面的速度容易求出 hmfgv)-2 （由于小球与地面发生了弹性碰撞，无能量损失，速度大小不变、方向向上，因而碰撞前后动量变化的大小vvmvvvmvvmvmp2)()( 把式代入式即得“”号说明，动量变化的方向竖直向上。【答案答案】C】C【解析解析】设小球的质量为，设小球的质量为，OAOA 下落高度下落高度, ,则容易求出球到达则容易求出球到达 A A点的速度。注意到点的速度。注意到, ,。由动量定理得和，显然。故选。由动量定理得和，显然。故选 C C。mhghv

20、2BAvv0CvBBABAmvvvmpI22 1BBCBmvvmpI)0(221II 10 / 13【答案答案】选选 B B。【解析解析】运动员乙推甲的过程中的甲和乙间的相互作用力等大运动员乙推甲的过程中的甲和乙间的相互作用力等大反向反向, ,作用时间相等作用时间相等, ,故甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小相等故甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小相等, ,方向方向相反相反; ;由动量定理由动量定理, ,动量变化的大小相等动量变化的大小相等, ,方向相反方向相反,A,A 错错,B,B 对对;“;“交棒交棒”过程中甲和乙的速度不一定相等过程中甲和乙的速度不一定相等, ,在乙推甲的过程中位移不一定相等在乙

21、推甲的过程中位移不一定相等, ,因因而甲对乙做的负功和乙对甲做的正功的绝对值不一定相等而甲对乙做的负功和乙对甲做的正功的绝对值不一定相等, ,由动能定由动能定理理, ,其动能变化量的绝对值也不一定相等其动能变化量的绝对值也不一定相等,C,C、D D 错。错。【答案答案】A】A【解析解析】设燃气的质量为设燃气的质量为 m m，由于作用时间相同（且视为相互，由于作用时间相同（且视为相互作用），因而可得燃气的冲量和火箭的冲量；再依牛三定律，因而作用），因而可得燃气的冲量和火箭的冲量；再依牛三定律，因而求出，亦即。求出，亦即。tFItFI FF -II -pp-考虑到作用前两者初动量均为 0，再由动量

22、定理即可求出，号说明火箭与燃气的动量反向。所以 A 正确，BCD 错误。smkgsmkgmvpp/30/60005. 0计算题计算题【答案答案】（1 1） （2 2） （3 3）0.32130FN9WJ【答案答案】gdv5280【解析解析】设在发生碰撞的瞬间，木块设在发生碰撞的瞬间，木块 A A 的速度大小为的速度大小为 v v；在碰；在碰撞后的瞬间，撞后的瞬间，A A 和和 B B 的速度分别为的速度分别为 v1v1 和和 v2v2。在碰撞过程中，由能量。在碰撞过程中，由能量和动量守恒定律，得和动量守恒定律，得2 22 12)2(21 21 21vmmvmv 11 / 1321)2(vmmv

23、mv式中，以碰撞前木块 A 的速度方向为正。由式得22 1vv 设碰撞后 A 和 B 运动的距离分别为 d1 和 d2,由动能定理得2 1121mvmgd 2 22)2(21)2vmgdm（ 按题意有 d= d1+d2 设 A 的初速度大小为 v0，由动能定理有22 021 21mvmvmgd 联立至式，得 gdv5280【答案答案】(1)16m】(1)16m (2)2(2)2 s s【解析】(1)设物块受到的滑动摩擦力为 F1,则 F1=mg 根据动能定理,对物块由 A 到 B 整个过程,有 Fx1-F1x=0 代入数据,解得 x1=16m(2)设刚撤去力 F 时物块的速度为 v,此后物块的

24、加速度为 a,滑动的位移为 x2,则x2=x-x1 由牛顿第二定律得 a= 1F m由匀变速直线运动公式得 v2=2ax2 以物块运动的方向为正方向,由动量定理,得-F1t=0-mv 代入数据,解得 t=2s【答案】(2)f=nmv2。1 312 / 13【解析解析】(2)】(2)一个粒子每与器壁碰撞一次对器壁的冲量为一个粒子每与器壁碰撞一次对器壁的冲量为 I0=2mvI0=2mv如图所示,以器壁上的面积 S 为底、以 vt 为高构成柱体,由题意可知,柱体内的粒子在 t 时间内有与器壁发生碰撞,碰撞的粒子总数为 N=nSvt1 61 6在 t 时间内粒子对器壁的冲量为I=NI0=nSmv2t1

25、 3面积为 S 的器壁受到粒子的压力为 F=nSmv2I t 1 3则器壁单位面积上所受到粒子的压力为f=nmv2F S1 3选做题选做题【答案答案】 (1)18(1)18 NsNs (2)6(2)6 m m (3)30(3)30 J.J.【解析解析】(1)0】(1)08s8s 时间内拉力的冲量时间内拉力的冲量I= F1t1+F2t2+F3t3=12+34+22=18(Ns)(2)06s 时间内物体的位移x=t2=(6-2)=6(m)2v 3 2(3)68s 内物体做匀速运动,由物体受力平衡可得Ff=2N010 s 时间内,物体的位移l=t2+vt3+t42v 2v13 / 13=4+32+2=15(m)3 23 2物体克服摩擦力所做的功 W=Ffl=215J=30 J