數學化學動量定律練習題含數學化學動量定律練習題含PAGE/數學化學動量定律練習題含【物理】物理動量定律練習題含答案一、高考數學精講專題動量定律1．如圖甲所示，物塊A、B的質量分別是mA＝4.0kg和mB＝3.0kg。用輕彈簧拴接，置于圓滑的水平川面上，物塊B右側與豎直墻上相接觸。還有一物塊C從t＝0時以必定速度往右運動，在t＝4s時與物塊A相撞，并馬上與A粘在一齊不再分開，所示。求：C的v－t圖像如圖乙（1）C的質量mC；（2）t＝8s時彈簧擁有的彈性勢能Ep1，4~12s內墻上對物塊B的沖量大小I；（3）B走開墻后的運動過程中彈簧擁有的最大彈性勢能Ep2。【答案】（1）2kg；（2）27J，36N·S；（3）9J【分析】【詳解】（1）由題圖乙知，C與A碰前速率為v1＝9m/s，碰后速率大小為v2＝3m/s，C與A碰撞過程動量守恒mCv1＝(mA＋mC)v2解得C的質量mC＝2kg。（2）t＝8s時彈簧擁有的彈性勢能E＝(m＋m)v22=取水平向左為正方向，根據動量定律，4~12s內墻上對物塊B的沖量大小I=(mA＋mC)v3-(mA＋mC)（-v2）=36N·S（3）由題圖可知，12s時B走開墻上，此時A、C的速率大小v3＝3m/s，之后A、B、C及彈簧構成的系統動量和機械能守恒，且當A、C與B的速率相等時動量定理中的力是什么力，彈簧彈性勢能最大(mA＋mC)v3＝(mA＋mB＋mC)v4(mA＋mC)v32＝1(mA＋mB＋mC)v42＋Ep222解得B走開墻后的運動過程中彈簧擁有的最大彈性勢能Ep2＝9J。
2．以以右圖，粗拙的水平面聯結一個豎直平面內的半方形圓滑軌道，其直徑為R=0.1m，半方形軌道的底端擱置一個質量為m=0.1kg的小球B，水平面上有一個質量為M=0.3kg的小球A以初速率v0=4.0m/s開始奔向鐵塊B滑動，經過時間t=0.80s與B發生彈性碰撞．設兩小球均才能看作質點，它們的碰撞時間極短，且已知鐵塊A與桌面間的動磨擦質數μ=0.25，求：1）兩小球碰前A的速率；2）球碰撞后B,C的速率大小；3）小球B運動到最低點C時對軌道的壓力；【答案】（1）2m/s（2）vA＝1m/s，vB＝3m/s（3）4N，方向豎直向下【分析】【分析】【詳解】（1）選往右為正，碰前對小球A的運動由動量定律可得：–μMgt＝Mv–Mv0解得：v＝2m/s（2）對A、B兩球構成系統碰撞前后動量守恒，動能守恒：B2222解得：vA＝1m/svB＝3m/s（3）由于軌道圓滑，B球在軌道由最高點運動到C點過程中機械能守恒：在最低點C對小球B受力剖析，由牛頓第二定理有：解得：FN＝由牛頓第三定理知，FN'＝FN＝4N小球對軌道的壓力的大小為3N，方向豎直向下．3．以以右圖，一個質量為m的物體，初速率為v0，在水平合外力F（恒力）的作用下，經過一段時間t后，速率弄成vt。
(1)請根據上述情景，借助牛頓第二定理推論動量定律，并寫出動量定律表達式中等號兩旁化學量的數學意義。(2)快件企業用密封性好、充滿二氧化碳的塑膠袋包裹易碎品，以以右圖。請運用所學數學知識剖析說明這樣做的道理。【答案】詳情想法析【分析】【詳解】(1)根據牛頓第二定理Fma,推動度定義aviv0解得即動量定律,Ft表示物體所受合力的沖量，mvt-mv0表示物體動量的變化快件物件在運送途中不免出現磕碰現象，根據動量定律在動量變化相等的狀況下，作用時間越長，斥力越小。飽含二氧化碳的塑膠袋富裕彈性，在碰撞時，簡單發生形變，減緩作用過程，延展作用時間動量定理中的力是什么力，降低斥力，因而能更好的保護快件物件。4．一質量為m的小球，以初速率v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一夾角為30°的固3定斜面上，并馬上沿反方向彈回．已知大跌速率的大小是入射速率大小的.求在碰撞過程4中斜面對小球的沖量的大小．【答案】7mvmv02【分析】【詳解】小球在碰撞歪頭前做平拋運動，設剛要碰撞斜面時小球速率為v，由題意知v的方向與豎直線的傾角為30°，且水平重量仍為v0，由此得v＝2v0.碰撞過程中，小球速率由v弄成反向的3v，碰撞時間極短，可不計重力的沖量，由動量定律，設大跌速率的方向為正方4向，則斜面對小球的沖量為I＝m(3v)－m·(－v)4解得I＝7mv0.25．以以右圖，質量為m=245g的鐵塊（可視為質點）置于質量為M=0.5kg的木板下端，足夠長的木板靜止在圓滑水平面上，鐵塊與木板間的動磨擦質數為μ=0.4，質量為m0=5g的炮彈以速率v0=300m/s沿水平方向射入鐵塊并留在此中（時間極短），子彈射入后，g取10m/s2，求：(1)炮彈步入鐵塊后炮彈和鐵塊一齊往右滑行的最大速率v1(2)木板往右滑行的最大速率v2(3)鐵塊在木板滑行的時間t【答案】(1)v1=6m/s(2)v2=2m/s(3)t=1s【分析】【詳解】(1)炮彈攻入鐵塊過程，由動量守恒定理可得：m0v0=(m0+m)v1解得：v1=6m/s(2)鐵塊在木板上滑動過程，由動量守恒定理可得：(m0+m)v1=(m0+m+M)v2解得：v2=2m/s(3)對炮彈鐵塊整體，由動量定律得：﹣μ(m0+m)gt=(m0+m)(v2﹣v1)解得：物塊相關于木板滑行的時間．動能定律和動量定律不但合用于質點在恒力作用下的運動，也合用于質點在變力作用下的運動，這時兩個定律表達式中的力均指均勻力，但兩個定律中的均勻力的涵義不一樣，在動量定律中的均勻力F1是指合力對時間的均勻值，動能定律中的均勻力F2是合力指對位移的均勻值．(1)質量為1.0kg的物塊，受變力作用下由靜止開始沿直線運動，在2.0s的時間內運動了2.5m的位移，速率達到了2.0m/s．分別應用動量定律和動能定律求出均勻力F和F的12值．(2)如圖1所示，質量為m的物塊，在外力作用下沿直線運動，速率由v0變化到v時，經歷的時間為t，發生的位移為x．剖析說明物體的均勻速率v與v01、v滿足哪些條件時，F和F2是相等的．(3)質量為m的物塊，在如圖2所示的合力作用下，以某一初速率沿x軸運動，當由地點x=0運動至x=A處時，速率剛好為0，此過程中經歷的時間為t2m，求此過程中物塊k所受合力對時間t的均勻值．【答案】（1）=1.0N，F=0.8N；（2）當vt2時，F=F；（3）F．【分析】【詳解】解：(1)物塊在推動運動過程中，應用動量定律有：解得：.02.0N1.0Nt2.0物塊在推動運動過程中，應用動能定律有：解得：.02.02N0..5(2)物塊在運動過程中，應用動量定律有：解得：F1m(vv0)t物塊在運動過程中，應用動能定律有：解得：F2m(v2v02)2x當F1F2時，由上兩式得：(3)由圖2可求得物塊由x0運動至xA過程中，外力所做的功為：設物塊的初速率為v0，由動能定律得：解得：v0Akm設在t時間內物塊所受均勻力的大小為F，由動量定律得：由題已知條件：tm解得：．以以右圖,兩個小球A和B質量分別是mA＝2.0kg,mB＝1.6kg,球A靜止在圓滑水平面上的M點,球B在水平面上從遠處沿兩球的中心連線奔向球A運動,假設兩球相距L≤18m時存在著恒定的作用力F,L＞18m時無相互斥力.當兩球相距最近時,它們間的距離為d＝2m,此時球B的速率是4m/s.求:球B的初速率大小;兩球之間的作用力大小;兩球從開始相互作用到相距最近時所經歷的時間.【答案】(1)；(2)F2.25N；(3)t3.56s【分析】試題剖析：（1）當兩球速率相等時，兩球相距最近，根據動量守恒定理求出B球的初速率；（2）在兩球相距L＞18m時無相互斥力，B球做勻速直線運動，兩球相距L≤18m時存在著恒定作用力F，B球做勻減速運動，由動能定律可得相互斥力（3）根據動量定律獲取兩球從開始相互作用到相距最近時所經歷的時間．（1）設兩球之間的作用力大小是F，兩球從開始相互作用到兩球相距最近時所經歷的時間是t。
當兩球相距最近時球B的速率vB4m，此時球A的速率vA與球B的速率大小相s等，,由動量守恒定理可得：vB09m;ss(2)兩球從開始相互作用到它們之寬度離最近時，它們之間的相對位移x=L-d，由功能關系可得：'得：F=2.25N22(3)根據動量定律，對A球有,得t3.56s點晴：此題綜合觀察了動量定律、動量守恒定理和能量守恒定理，綜合性較強．曉得速率相等時，兩球相距最近，以及曉得恒力與與相對位移的乘積等于系統動能的損失是解決此題的要點．8．用動量定律代辦二維問題時，才能在相互垂直的x、y兩個方向上分別進行研究。如圖所示，質量為m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后彈出的角度也是θ，碰撞前后的速率大小都是v。碰撞過程中忽略小球所受重力。若小球與木板的碰撞時間為t，求木板對小球的均勻斥力的大小和方向。【答案】軸正方向，方向沿t【分析】【詳解】小球在x方向的動量變化為小球在y方向的動量變化為(mvcos)根據動量定律，方向沿y軸正方向解得Ft9．如圖甲所示，足夠長圓滑金屬滑軌MN、PQ處在同一斜面內，斜面與水平面間的傾角θ=30°d=0.2m，滑軌的N、Q之間聯結一電阻R=0.9Ω，兩滑軌寬度的定值內阻。
金屬桿ab的內阻r=0.1Ω，質量m=20g，垂直滑軌擱置在滑軌上。整個裝置處在垂直于斜面向下的勻強磁場中，勻強磁場的磁覺得硬度B=0.5T。現用沿斜面平行于金屬滑軌的力F拉著金屬桿ab向下運動過程中，經過R的電壓i隨時間t變化的關系圖象如圖乙所示。不計其他內阻，重力推進度g取10m/s2。(1)求金屬桿的速率v隨時間t變化的關系式；(2)請做出拉力F隨時間t的變化關系圖象；(3)求0～1s內拉力F的沖量。【答案】（1）v5t（2）圖想法析；（3）IF0.225Ns【分析】【詳解】（1）設剎時覺得電動勢為e，回路中覺得電壓為i，金屬桿ab的剎時速率為v。由法拉第電磁覺得定理：eBdv閉合電路的歐姆定理：ieRr由乙圖可得，i0.5t聯立以上各色得：v5t（2）ab沿滑軌向下運動過程中，由牛頓第二定理，得：由第（1）問可得，推動度a5m/s2聯立以上各色可得：F0.05t0.2由此可畫出F-t圖象：（3）對金屬棒ab，由動量定律可得：由第（1）問可得：聯立以上各色，得：tIF1s時，v=5m/s0.225Ns另解：由F-t圖象的面積可得IF1(0.20.25)1Ns=0.．質量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護，使他懸掛上去；已知彈性安全帶的緩沖時間是1.2s，安全帶長5m，（安全帶伸長量遠大于其原長）不計空氣阻力影響，g取10m/s2。
求：人向上減速過程中，安全帶對人的均勻斥力的大小及方向。【答案】100N，方向：豎直向下【分析】【詳解】采納人為研究對象，人盼頭過程有：v2=2gh，代入數據解得：v=10m/s，緩沖過程由動量定律有：（F-mg）t=mv，解得：）（60t1.2則安全帶對人的均勻斥力的大小為1100N，方向豎直向下。11．質量為2kg的球，從4.05m高處自由盼頭到水平厚板上又被豎直彈起，彈起后能達到的最大高度為3.2m，如果球從開始盼頭到彈起并達到最大高度所用時間為1.75s，不考慮空氣阻力（g取10m/s2），求小球對厚板的斥力的大小和方向．【答案】700N【分析】【詳解】物體從盼頭到落地過程中經歷的時間為t1，從彈起前往到最低點經歷的時間為t2，則有：，可得：.05s0.9s，.2s0.8sg10球與厚板作用的時間：tt總t1t21.750.90.8s0.05s由動量定律對全過程可列多項式：mgt總Ft00可得厚板對小球的斥力Fmgt總2101.，方向豎直向下．t0.0512．一個質量為2kg的物體靜止在水平桌面上，如圖1所示，此刻對物體施加一個水平往右的拉力F，拉力F隨時間t變化的圖象如圖2所示，已知物體在第1s內保持靜止狀態，第2s初開始做勻推動直線運動，第3s末撤掉拉力，第5s末物體速率降低為0.求：(1)前3s內拉力F的沖量．(2)第2s末拉力F的功率．【答案】（1）25Ns（2）50W【分析】【詳解】（1）由動量定律有即前3s內拉力F的沖量為I2525Ns（2）設物體在運動過程中所受滑動磨擦力大小為f，則在2s～6s內，由動量定律有F2t2f(t2t3)0設在1s～3s內物體的推進度大小為a，則由牛頓第二定理有F2fma第2s末物體的速率為vat2第2s末拉力F的功率為PF2v聯立以上等式可求出P50W