动量定理复习要点及解题技巧

动量定理复习要点及解题技巧

夏双亚

（江苏省江阴长泾中学 214411）

动量定理是高中物理最重要的定理之一，它由牛顿第二定律和运动学公式推导而得，但它的适用范围更加广泛，不仅适用于恒力，而且适用于变力；不仅适用于直线运动，而且适用于曲线运动，这就决定了动量定理在高中阶段的重要性，可以说在高中阶段的各个物理知识中都有运用动量定理的实例。因此在高三的复习教学中，我们更要注重知识点的前后联系，复习全面，从千变万化的物理情境中找到正确的方法、原理来解题。下面笔者就来谈谈自己在复习动量定理时的一些方法和体会，供读者参考。 一、动量定理在力学中的运用

动量定理由力学中推导而得，在力学中运用也最广泛。下面分几种情况来说明：

1、研究对象为单个物体，运动过程也单一的情况

例、一个质量为0.18kg 的垒球，以25m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后，反向水平飞回，速度大小为45m/s 。设球棒与垒球的作用时间为0.01s ，求球棒对垒球的平均作用力有多大？

[析与解]取棒球为研究对象，取初速度方向为正方向，由动量定理得：

0mv mv Ft --=-

解得；N F 1260= 心得体会：

动量定理表达式是矢量式，在实际运用时要注意，如果初、末动量在同一直线上，则选定正方向，并给每个力的冲量和初末动量带上正负号，以表示和规定的正方向同向或反向；如果初、末动量不在同一直线上，则用平行四边形定则求解（高中阶段不作要求） 2、研究对象为单个物体，运动过程较复杂的情况

例、质量为100g 的小球从0.80m 高处自由落到一厚软垫上，若小球接触软垫到陷至最低点经历0.20s ，求这段时间内软垫的弹力对小球的冲量是多大？ [析与解]法一：小球接触软垫的速度为s m gh v /42==

对小球从接触软垫到陷至最低点这一过程运用动量定理，规定向下为正，有

mv t F mg -=-0)(

解得：N F 3=，所以冲量为s N I ?=6.0 法二：小球自由下落时间s g

h t 4.021==

对小球从刚开始下落到陷至最低点这一过程运用动量定理，规定向下为正，有 00)(1-=-+Ft t t mg

所以s N Ft I ?==6.0 心得体会：

（1）对于多过程的情况，往往可以运用整体法的观点取全过程运用动量定理，使解题快速而准确，但要注意每个力的作用时间为多少及冲量的正负；

（2）动量定理中应考虑的是合外力的冲量，在列方程时，应先对物体进行受力分析，不能

漏掉重力。若相互作用时间极短（通常认为s t 01.0≤），重力冲量可以忽略不计； （3）当直接用t F ?求冲量（通常是变力冲量）和用mv v m -'求动量变化（通常是恒力作用下的动量变化）困难时，可根据动量定理，通过求p ?达到求t F ?的目的（多用于圆周运动），同样也可通过求t F ?达到求p ?的目的（多用于抛体运动）。 3、研究对象为多个物体，运动过程较复杂的情况

例、在光滑的水平面上沿直线按不同的间距依次排列着质量均为m 的滑块1、2、3、┈（n-1）、n ，滑块P 的质量也为m 。P 从静止开始在大小为F 的水平恒力作用下向右运动，经历时间T 与滑块1碰撞，碰撞后两滑块便粘连在一起运动。以后每经历时间T 就与下一滑块碰撞一次，每次碰撞后滑块均粘连在一起，碰撞经历的时间极短，每个滑块都可简化为质点。求：

（1）第一次碰撞后瞬间的速度1v （2）第n 次碰撞后滑块P 的速度n v

（3）第（n-1）个滑块与第N 个滑块间的距离1-n S

[析与解]

在每一次碰撞中动量守恒，所以在碰撞前后系统动量等于恒力F 在这段时间内的冲量 第一次碰撞后 12mv FT = ? m

FT v 21=

第n 次碰撞后 n mv n nFT )1(+= ? m

n n F T v n )1(+=

第（n-1）次碰撞后 1)1(-=-n n m v FT n ? n m

FT

n v n )1(1-=-

第（n-1）次碰撞后加速度nm

F a =

第（n-1）个滑块与第n 个滑块间的距离nm

FT

n aT

T v S n n 2)12(2

12

2

11-=+=--

心得体会：

在这类问题中，必须要搞清楚恒力F 在不同时间内的冲量大小等于哪些物体的动量变化。 二、动量定理在热学中的运用和注意事项

在热学中，动量定理常常与气体分子的运动联系在一起。

例：设某气体分子的质量为m ，做无规则运动的平均速率为v 且碰撞后速率不变，每一个分子向各个方向运动的机会相等，即对于一定体积的分子，其中各有1/6的分子向着上、下、前、后、左、右运动。试证明：气体压强的表达式为：E n P 03

1=（已知气体单位体积的分

子数为0n ，气体分子动能2

21mv E =

）

[析与解]

此时我们把气体分子想象成一个个的小球，与容器壁碰撞后速率不变，动量变化为mv 2-，因此受到容器壁的弹力，由牛顿第三

定律知，气体分子也对容器壁有压力，从而产生压强。如图所示，在气体内部设想一个柱体，底面积为单位面积，高度为分子平均速率V 的数值。所以在单位时间内该体积内的分子数为v n 0，其中有

v n 06

1个分子向右运动。取这些分子为研究对象，由动量定理得：

mv v n Ft ?=

06

1 ?单位时间气体对单位面积容器壁的压力E n F F 031=

='

所以压强为E n P 031=

心得体会：

这类问题其实属于变质量中运用动量定理的问题。在力学、光学等中也有很多的实例，在后面的巩固练习中笔者选择了一些供读者参考。

解决此类问题的关键有三个：一是要找到方法，知道用动量定理解题；二是要会选择研究对象，通常选择单位时间作用在单位面积上的水（或者气体分子、电子、光子等）为研究对象，三是正确求出研究对象的质量（对于气体、电子、光子等，实际上就是求出有多少个数）。对于光子还要搞清楚一个光子的动量大小λ

h

c E mc p ==

=。

三、动量定理在电磁学中的运用

在电磁学中也会出现象上述一样的问题，在这里就不在赘述，只强调一种常见和重点类型。通常教师在教授完动量定理和动能定理，指导学生解题方法时，都会强调“一般题目中涉及到时间时，常用动量定理；而涉及到位移时，常用动能定理”，这样在学生的头脑中就会产生思维定势，那么就很难找到下面这类问题的解决方法。

例：水平固定的光滑U 形金属框架宽为L ，足够长，其上放一质量为m 的金属棒ab ，左端连接一阻值为R 的定值电阻（金属棒、金属框及导线的电阻均可忽略不计）。整个装置处在向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，现给棒一个

初速度V 0，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。 （1）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻R 的电量和电阻上产生的热量；

（2）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中金属棒通

过的位移；

（3）如果将U 型金属框架左端的电阻R 换成一电容为C 的电容器，其他条件不变，如图所示，求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量（不计电路向外辐射的能量） [析与解]

（1）分析：最终金属棒将静止在导轨上 由动量定理得：00mv Ft -=-，即00mv Lt I B -=-

所以BL

mv t I q 0==

由能量守恒定律得：产生的热量2

02

1mv Q =

（2）又t

BLS t

S B t

E ?=??=??Φ=

t

q R

E I ?=

=

所以2

2

0L

B R mv BL

qR S =

=

（3）当金属棒AB 做切割磁感线运动时，要产生感应电动势，这样电容器C 将被充电，AB 棒中有充电电流存在，AB 棒受到安培力的作用而减速，当AB 以稳定速度匀速运动时有：

C

Q U BLv c =

=

而对导体棒AB 利用动量定理可得：

0mv mv BLQ -=-

由上述两式可解得：C

L B m mv v 2

2

0+=

C L B m C B L m v Q 2

2

0+=

由能量守恒得：2

2

20

2

02

2

0)(

2

12

12

12

1C

L B m mv m mv mv

mv E +-

=

-

=

存

心得体会：

拿到本题，有很多学生不知道如何下手，特别是第二问中求位移，好多学生都用动能定理来解而导致错误，实际上没有搞清楚在这里安培力是变力，做的功不能用Fs W =来计算。所以，在教授“电磁感应”这一章时，教师应该多拿一些这类题型给学生练习，纠正学生头脑中的思维定势，找到正确的方法。

四、动量定理在光学、原子物理中的运用

动量定理在光学、原子物理中的运用与热学中的很类似，详见下面的巩固练习。 巩固练习：

1、以速度v 0水平抛出一个质量为1kg 的物体，若在抛出后5s 落地，求它在后3s 内动量的变化。（不计空气阻力）

2、如右图所示，水平传送带的速度为s m v /5.60=，离传送带高为m h 2.3=处自由落下一

个质量为kg m 2.1=的小球撞击传送带后弹起的速度

s m v t /10=，与传送带成0

53=α角，已知小球与传送带的动摩

擦因素3.0=μ，取2

/10s m g =，求： （1）小球水平方向动量的变化量； （2）传送带对小球的平均弹力。

3、如图所示，顶角为2θ、内壁光滑的圆锥体倒立竖直固定在P 点，中心轴PO 位于竖直方向，一质量为m 的质点以角速度w 绕竖直轴沿圆锥内壁在同一水平面上作匀速圆周运动，已知a 、b 两点为质点m 运动所通过的圆周一直径上的两点，求质点m 从a 点经半周运动到b 点圆锥体内壁对质点施加的弹力的冲量。

4、在D 型盒回旋加速器中，高频交变电压加在a 板和b 板间，带电粒子在a 、b 间的电场中加速，电压大小为U=800V ，在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁感应强度大小为B=0.628T ，a 板与b 板间距离d=0.1mm ，被加速的粒子为质子，质子的质量为Kg m 27106.1-?=，电荷量为C q 19106.1=?=。t=0时刻，静止的质子从靠近

a 板的P 点开始第一次加速，t=T/2时刻恰好第二次开始加速，t=T 时刻恰好第三次开始加速，┉┉，每隔半个周期加速一次。（设每一次加速的时间与周期相比可以忽略） （1）求交变电压的周期；

（2）虽然每一次的加速时间可以忽略，但随着加速次数的增多，在电场中运动的时间累积起来就不能忽略了，这也是回旋加速器不能产生高能离子的原因之一。求第n 次完整加速结束时质子在ab 间电场中加速运动的总时间t （用相关物理量的符号表示）

5、一边长为L 的正方形单匝线框沿光滑水平面运动，以速度V 1开始进入一有界匀强磁场区域，最终以速度V 2滑出磁场。设线框在运动过程中速度方向始终与磁场边界垂直，磁场的宽度大于L （如图所示）。刚开始进入磁场瞬间，线框中的感应电流为I 1。根据以上信息，你能得到哪些物理量的定量结果？试写出有关求解过程，用题中已知量表示之。

6、如图所示，相距为d 的两根平行光滑导轨水平放置，在导轨上有质量均为m ，电阻均为R 的两根金属棒a 和b ，匀强磁场方向垂直导轨平面，磁感应强

度大小为B 。若同时给a 和b 两杆大小分别为V 1和V 2（21V V >）方向相反的初速度，试问： （1）两杆最终的速度各多大

（2）要使两杆在运动时不发生碰撞，开始时两杆至少相距多远

7、光子具有动量，当光照射到物体表面时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子

的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力，称为光压。右图是列别捷夫设计的用来测量光压的仪器，图中a 、b 是两个半径都是r 的圆片，a 是涂黑的，当光线照射到a 上时，可以认为光子全部被吸收，b 是光亮的，当光线照射到b 上时，可以认为光子全部被反射。分别用光线照射在a 或b 上，由于光压的作用，都可以引起悬丝的旋转，旋转的角度可以借助于和悬丝一起旋转的小平面M 进行观察。

（1）如果用一束强光同时照射a 、b 两个圆片，光线的入射方向跟圆片表面垂直，从上往下看，悬丝将向哪个方向旋转？为什么？

（2）现用频率为γ的激光束同时照射a 、b 两个圆片，设入射光与圆片表面垂直，单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上通过的光子个数为n ，光速为c ，普朗克常数为h ，求由于光压,在a 、b 表面上产生的作用力分别是多大？

参考答案：

1、大小：s N ?30 方向：竖直向下

2、（1）s m kg /2.7?（2）60N

3、

2

2

)

tan /2()/(θωωπmg mg I +=

冲 方向如图所示

4、(1)10-7s (2)d qU

mn t 2=

5、离开磁场瞬间电流11

22I v v I =

进入或离

开磁场的过程通过线框的电量1

1v LI q =

进入或离开磁场的过程安培力冲量1

12

v I BL I =

冲由

此得在磁场中速度2

2

1v v v +=

12

12v L

v v a -=

进 22

12v L

v v a -=

出6、(1)

22

1v v - (2)

2

2

21)(d

B R

mv mv s +=

7、(1)逆时针转动（2）a 板c

r nh F a 2

πγ=

b 板c

r

nh F b 2

2πγ=

动量和动量定理 导学案

动量和动量定理 一．动量 1、概念：在物理学中，物体的和的乘积叫做动量。 2、定义式： 3、单位： 4、对动量的理解： （1）矢量性：动量的方向与方向一致。 （2）瞬时性：动量的定义式中的v指物体的瞬时速度，从而说明动量与或对应，是（状态量或过程量）。 （3）相对性：速度具有相对性，参考系不同，就不同。 二、动量的变化量 1.定义：物体的与之矢量差叫做物体动量的变化. 2.表达式： 3.矢量性：动量的变化量等于末状态动量减去初状态的动量，一维情况下，提前规定正方向，?p的方向与△v的方向 . 4.动量的变化也叫动量的增量或动量的改变量 例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一 个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞 前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 练习1、通过解答以下三个小题，思考动量与动能的区别。 （1）质量为2 kg的物体，速度由3 m／s增大为6m／s，它的动量和动能各增大为原来的几倍? （2）质量为2kg的物体，速度由向东的3 m／s变为向西的3m／s，它的动量和动能是否变化了?如果变化了，变化量各是多少? （3）A物体质量是2kg，速度是3m/s，方向向东，B物体质量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它们的动量之和是多少?动能之和是多少? 总结：1.动量和动能都是量（填“状态量”或“过程量”） 2.动量是量，动能是量(标量或矢量) 3.动量发生变化时，动能发生变化，动能发生变化时，动量发生变化（填一定或不一定） 4.二者的定量关系：

思考讨论：以下几种运动的动量变化情况（即动量大小，方向的变化情况）。 ①物体做匀速直线运动②物体做自由落体运动 ③物体做平抛运动④物体做匀速圆周运动 在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里；跳高时在下落处要放海绵垫子；从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲；轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎，汽车安装有安全气囊等，这样做的目的是为了什么呢？而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子而不用橡皮锤。这些现象中的原因是什么呢？接下来我们来探究其中的奥秘。 合作探究二：阅读课本第7—11页，完成以下几个问题 三、冲量、动量定理 推导：用动量概念表示牛顿第二定律 设一个物体质量为m，在恒力F作用下，在时刻t 物体的速度为v，经过一段时间，在时刻t’物体的速度为v ’，尝试由F=ma和运动学知识推导出力和动量变化的关系？ v v ’ t’ 最终你得到的表达式为：F=_________。 物理意义：物体所受的力等于物体动量的_________。 请结合课本，根据以上推论完成以下内容： 1、冲量： ___ ___与_________的乘积叫冲量。公式：I=_________。单位：_________。它反映了力 的作用对_______的积累效果。 说明：①冲量是过程量，求冲量一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。 ②冲量是矢量，冲量的方向不一定是力的方向，只有恒力冲量的方向才与力的方向。 ③上式只能用来计算恒力的冲量。 ④力作用一段时间便有了冲量，与物体的运动状态无关。 思考：用力去推一个物体，一段时间后仍没能推动。这个力的冲量为零吗？为什么？这个力对物体做功了吗？又为什么？ 2、动量定理：物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。 公式：F?t=_________或___________=I 说明：①动量定理中的Ft指的是的冲量 ②动量定理描述的是一个过程，它表明物体所受是物体的原因，物体动量的变化是由它受到的外力经过一段时间积累的结果. ③Ft=p′-p是一个矢量式，运算应遵循．若动量定理公式中各量均在一条直线上，可规定某一方向为正，根据已知各量的方向确定它们的正负，从而把矢量运算简化为代数运算． ④动量定理说明合外力的冲量与研究对象的动量增量的数值，方向，单

高中物理动量守恒定律解题技巧及练习题

高中物理动量守恒定律解题技巧及练习题 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd 和ef 两个光滑半圆形导轨，c 与e 端由导线连接，一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行ce 由静止下落，并恰好从ce 端进入凹槽，整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。已知磁场的磁感应强度B=0.5T ，导轨的间距与导体棒的长度均为L=0.5m ，导轨的半径r=0.5m ，导体棒的电阻R=1Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s 2，不计空气阻力。 (1)求导体棒刚进入凹槽时的速度大小； (2)求导体棒从开始下落到最终静止的过程中系统产生的热量； (3)若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为16J ，求导体棒第一次通过最低点时回路中的电功率。 【答案】(1) 210/v m s = (2)25J (3)9W 4 P = 【解析】 【详解】 解：(1)根据机械能守恒定律，可得：212 mgh mv = 解得导体棒刚进入凹槽时的速度大小：210/v m s = (2)导体棒早凹槽导轨上运动过程中发生电磁感应现象，产生感应电流，最终整个系统处于静止，圆柱体停在凹槽最低点 根据能力守恒可知，整个过程中系统产生的热量：()25Q mg h r J =+= (3)设导体棒第一次通过最低点时速度大小为1v ，凹槽速度大小为2v ，导体棒在凹槽内运动时系统在水平方向动量守恒，故有：12mv Mv = 由能量守恒可得： 22 12111()22 mv mv mg h r Q +=+- 导体棒第一次通过最低点时感应电动势：12E BLv BLv =+ 回路电功率：2 E P R =

动量守恒定律典型例题解析

动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 如图52－1所示，在光滑的水平面上，质量为m 1的小球以速度v 1追逐质量为m 2，速度为v 2的小球，追及并发生相碰后速度分别为v 1′和v 2′，将两个小球作为系统，试根据牛顿运动定律推导出动量守恒定律． 解析：在两球相互作用过程中，根据牛顿第二定律，对小球1有：F ＝＝，对有′＝＝．由牛顿第三定律得＝m a m m F m a m F 1112222????v t v t 12 －F ′，所以F ·Δt ＝－F ′·Δt ，m 1Δv 1＝－m 2Δv 2，即m 1( v 1′－v 1)＝－m 2(v 2′－v 2)，整理后得：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋ m 2v 2′，这表明以两小球为系统，系统所受的合外力为零时，系统的总动量守恒． 点拨：动量守恒定律和牛顿运动定律是一致的，当系统内受力情况不明，或相互作用力为变力时，用牛顿运动定律求解很繁杂，而动量定理只管发生相互作用前、后的状态，不必过问相互作用的细节，因而避免了直接运用牛顿运动定律解题的困难，使问题简化． 【例2】 把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是 [ ] A ．枪和子弹组成的系统动量守恒 B ．枪和车组成的系统动量守恒 C ．子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒 D ．子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同 解析：正确答案为C 点拨：在发射子弹时，子弹与枪之间，枪与车之间都存在相互作用力，所以将枪和子弹作为系统，或枪和车作为系统，系统所受的合外力均不为零，系统的动量不守恒，当将三者作为系统时，系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相等，方向相反．可见，系统的动量是否守恒，与系统的选取直接相关． 【例3】 如图52－2所示，设车厢的长度为l ，质量为M ，静止于光滑的水平面上，车厢内有一质量为m 的物体以初速度v 0向右运动，与车厢壁来

高中物理 动量和动量定理期末复习学案新人教版选修

高中物理动量和动量定理期末复习学案新人教 版选修 1、了解物理学中动量概念的建立过程。 2、理解动量和动量的变化及其矢量性，会正确计算一维运动的物体的动量变化。 3、理解冲量概念，理解动量定理及其表达式。 4、能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。课内探究上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后 mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。探究一：动量 1、动量的定义： 2、定义式： 3、单位： 4、说明：①瞬时性：动量的定义式中的v指物体的瞬时速度，从而说明动量与时刻或位置对应，是状态量。②矢量性：动 量的方向与速度方向一致。思考：匀速圆周运动的物体在运动过 程中动量变化吗？为什么？探究二：动量的变化量： 1、定义：若某一运动物体在某一过程的始、末动量分别为p 和p′，则称：△p= p′－p为物体在该过程中的动量变化（量）。说明：动量变化△p也是矢量。一维情况下，Δp= mυ/-

mυ 例1：一个质量是0、1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？提示：因为动量及其变化量都是矢量，所以首先要规定正方向。探究三：用动量概念表示牛顿第二定律一质量为m的物体在一段时间Δt内受到一恒力F的作用，作用前后的速度分别为v 和v/,请你用动量表示出牛顿第二定律。最终你得到的表达式为：F=_____________________。物理意义：物体所受的力等于物体动量的________________________。探究四：动量定理上式可以变形为Δp=FΔt,从中可以看出力越大，作用时间越长，物体的动量变化越大。说明FΔt这个量反映了力的作用对时间的积累效应。 1、冲量：定义：_________与______________的乘积叫冲量。公式：I=_________。单位：_________说明：①冲量是过程量，求冲量一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。②冲量是矢量，冲量的方向不一定是力的方向，只有恒力冲量的方向才与力的方向相同。③上式只能用来计算恒力的冲量。④力作用一段时间便有了冲量，与物体的运动状态无关。拓展：用力去推一个物体，一段时间后仍没能推动。这个力的冲量为零吗？为什么？这个力对物体做功了吗？又为什么？ 2、动量定理：物体在一个过程始末的____________等于它在这个过程中所受力的______。表达式为F合t=_________或 ___________=I合说明：动量定理不仅适用于恒力，也适用于变

高中物理动量守恒定律解题技巧及练习题(含答案)

高中物理动量守恒定律解题技巧及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，质量M=1kg 的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分嵌有cd 和ef 两个光滑半圆形导轨，c 与e 端由导线连接，一质量m=lkg 的导体棒自ce 端的正上方h=2m 处平行ce 由静止下落，并恰好从ce 端进入凹槽，整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好。已知磁场的磁感应强度B=0.5T ，导轨的间距与导体棒的长度均为L=0.5m ，导轨的半径r=0.5m ，导体棒的电阻R=1Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s 2，不计空气阻力。 (1)求导体棒刚进入凹槽时的速度大小； (2)求导体棒从开始下落到最终静止的过程中系统产生的热量； (3)若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为16J ，求导体棒第一次通过最低点时回路中的电功率。 【答案】(1) 210/v m s = (2)25J (3)9W 4 P = 【解析】 【详解】 解：(1)根据机械能守恒定律，可得：212 mgh mv = 解得导体棒刚进入凹槽时的速度大小：210/v m s = (2)导体棒早凹槽导轨上运动过程中发生电磁感应现象，产生感应电流，最终整个系统处于静止，圆柱体停在凹槽最低点 根据能力守恒可知，整个过程中系统产生的热量：()25Q mg h r J =+= (3)设导体棒第一次通过最低点时速度大小为1v ，凹槽速度大小为2v ，导体棒在凹槽内运动时系统在水平方向动量守恒，故有：12mv Mv = 由能量守恒可得： 22 12111()22 mv mv mg h r Q +=+- 导体棒第一次通过最低点时感应电动势：12E BLv BLv =+ 回路电功率：2 E P R =

动量守恒定律经典习题(带答案)

动量守恒定律习题（带答案）（基础、典型） 例1、质量为1kg的物体从距地面5m高处自由下落，正落在以5m/s的速度沿水平方向匀速前进的小车上，车上装有砂子，车与砂的总质量为 4kg，地面光滑，则车后来的速度为多少？ 例2、质量为1kg的滑块以4m/s的水平速度滑上静止在光滑水平面上的质量为3kg的小车，最后以共同速度运动，滑块与车的摩擦系数为0.2，则此过程经历的时间为多少？ 例3、一颗手榴弹在5m高处以v0=10m/s的速度水平飞行时，炸裂成质量比为3：2的两小块，质量大的以100m/s的速度反向飞行，求两块落地 点的距离。（g取10m/s2） 例4、如图所示，质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车，车的质量为1.6kg，木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2)。设 小车足够长，求： （1）木块和小车相对静止时小车的速度。 （2）从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。 （3）从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离。 例5、甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他所乘的冰车的质量共为30kg，乙和他所乘的冰车的质量也为30kg。游戏时，甲推着一个质量为15kg的箱子和甲一起以2m/s的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推向乙，箱子滑到乙处，乙迅速将它抓住。若不计冰面的摩擦，甲至少要以多大的速度（相对于地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞？ 答案：1.

h b 分析：以物体和车做为研究对象，受力情况如图所示。 在物体落入车的过程中，物体与车接触瞬间竖直方向具有较大的动量，落入车后，竖直方向上的动量减为0，由动量定理可知，车给重物的作用力远大于物体的重力。因此地面给车的支持力远大于车与重物的重力之和。 系统所受合外力不为零，系统总动量不守恒。但在水平方向系统不受外力作用，所以系统水平方向动量守恒。以车的运动方向为正方向，由动量守恒定律可得： 车 重物初：v 0=5m/s 0末：v v ?Mv 0=(M+m)v ?s m v m N M v /454 14 0=?+=+= 即为所求。 2、分析：以滑块和小车为研究对象，系统所受合外力为零，系统总动量守恒。 以滑块的运动方向为正方向，由动量守恒定律可得 滑块 小车初：v 0=4m/s 0末：v v ?mv 0=(M+m)v ?s m v m M M v /143 11 0=?+=+= 再以滑块为研究对象，其受力情况如图所示，由动量定理可得 ΣF=-ft=mv-mv 0 ?s g v v t 5.110 2.0) 41(0=?--=-=μf=μmg 即为所求。 3、分析：手榴弹在高空飞行炸裂成两块，以其为研究对象，系统合外力不为零，总动量不守恒。但手榴弹在爆炸时对两小块的作用力远大于自身的重力，且水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，以初速度方向为正。 由已知条件：m 1：m 2=3：2 m 1 m 2 初：v 0=10m/s v 0=10m/s

动量导学案

动量导学案 【学习目标】 1、理解动量和冲量的概念 2、掌握动量定理及其应用 3、动量守恒定律 4、动量守恒定律成立的条件 5、应用动量守恒定律分析、解题 【知识网络】 一、动量 1、定义： 2、表达式： 3、标失性： 4、动量变化表达式： 矢量性 方向 二、冲量 1、定义： 2、表达式： 适用条件 3、标失性 方向： 三、动量定理 1、内容：物体所受的合力的 等于物体的 变化 2、表达式： 3、应用：在某一方向上动量定理 四、动量守恒定律 1、内容：如果一个系统 ， 或者 ，这个系统总动量保持不变。 2、动量守恒定律的适用条件 （1）系统不受 ，或系统所受外力之和 或系统所受外力之和虽不为零，但系统内力 ， （2）系统某一方向上不受外力或所受的外力的矢量和为零，或外力远远小于内力，则系统在该方向上 （3）动量守恒的典型过程： 、 、 其对应守恒表达式： 、 、 【典型训练】 1、质量为m 的物体A 受如图所示F 的恒力作用，作用了ts ，物体始终保持静止，则在此过程中F 的冲量大小为 重力的冲量大小为 支持力的冲量大小为 合力的冲量为 摩擦力冲量大小为 2、如图，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两个物体的下列物理量中大小相等的是 ( ) A.重力的冲量 B.弹力的冲量 C.合力的冲量 D.刚到达底端时的动量 3、下列几种说法中，正确的是 ( ) A.不同的物体，动量越大，动能不一定大 B.跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量 C.在推车时推不动车，是因为外力冲量不够大 D.动量相同的两个物体受相同的阻力作用，质量小的先停下来 4、下列运动过程中，在任何相等的时间内，物体动量变化相等的是 ( ) A.自由落体运动 B.平抛运动 C.匀速圆周运动 D.匀减速直线运动 5、下列哪种说法是错误的（ ） A ．运动物体动量的方向总是与它的运动方向相同 B ．如果运动物体的动量发生变化，作用在它上面的合外力的冲量必不为0 C ．作用在物体上的合力冲量总是使物体的动能增大 D ．合外力的冲量就是物体动量的变化 6．关于冲量、动量与动量变化的下述说法中正确的是（ ） A ．物体的动量等于物体所受的冲量 B ．物体所受外力的冲量大小等于物体动量的变化大小 C ．物体所受外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同 D ．物体的动量变化方向与物体的动量方向相同 7．A 、B 两个物体都静止在光滑水平面上，当分别受到大小相等的水平力作用，经过相等时间，则下述说法中正确的是（ ） A ．A 、B 所受的冲量相同 B ．A 、B 的动量变化相同 C ．A 、B 的末动量相同 D ．A 、B 的末动量大小相同

高中物理动量守恒定律练习题

一、系统、内力和外力┄┄┄┄┄┄┄┄① 1．系统：相互作用的两个(或多个)物体组成的一个整体。 2．内力：系统内部物体间的相互作用力。 3．外力：系统以外的物体对系统内部的物体的作用力。 [说明] 1．系统是由相互作用、相互关联的多个物体组成的整体。 2．组成系统的各物体之间的力是内力，将系统看作一个整体，系统之外的物体对这个整体的作用力是外力。 ①[填一填]如图，公路上有三辆车发生了追尾事故，如果把前面两辆车看作一个系统，则前面两辆车之间的撞击力是________，最后一辆车对前面两辆车的撞击力是________(均填“内力”或“外力”)。 答案：内力外力 二、动量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。 2．表达式：对两个物体组成的系统，常写成： p1＋p2＝或m1v1＋m2v2＝。 3．适用条件：系统不受外力或者所受外力的矢量和为0。 4．动量守恒定律的普适性 动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域。 [注意] 1．系统动量是否守恒要看研究的系统是否受外力的作用。

2．动量守恒是系统内各物体动量的矢量和保持不变，而不是系统内各物体的动量不变。 ②[判一判] 1．一个系统初、末状态动量大小相等，即动量守恒(×) 2．两个做匀速直线运动的物体发生碰撞，两个物体组成的系统动量守恒(√) 3．系统动量守恒也就是系统的动量变化量为零(√) 1.对动量守恒定律条件的理解 (1)系统不受外力作用，这是一种理想化的情形，如宇宙中两星球的碰撞，微观粒子间的碰撞都可视为这种情形。 (2)系统受外力作用，但所受合外力为零。像光滑水平面上两物体的碰撞就是这种情形。 (3)系统受外力作用，但当系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时，系统的总动量近似守恒。例如，抛出去的手榴弹在空中爆炸的瞬间，弹片所受火药爆炸时的内力远大于其重力，重力可以忽略不计，系统的动量近似守恒。 (4)系统受外力作用，所受的合外力不为零，但在某一方向上合外力为零，则系统在该方向上动量守恒。 2．关于内力和外力的两点提醒 (1)系统内物体间的相互作用力称为内力，内力会改变系统内单个物体的动量，但不会改变系统的总动量。 (2)系统的动量是否守恒，与系统的选取有关。分析问题时，要注意分清研究的系统，系统的内力和外力，这是正确判断系统动量是否守恒的关键。 [典型例题] 例 1.[多选]如图所示，光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧，两手分别按住小车，使它们静止，对两车及弹簧组成的系统，下列说法中正确的是() A．两手同时放开后，系统总动量始终为零

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析

动量定理与动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子，盒子中间有一质量为m 的物体，如图55－1所示．物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动，当它刚好与盒子右壁相碰时，速度减为 v 02 ，物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上，求： (1)物体在盒内滑行的时间； (2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量． 解析：(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得：－μmgt ＝ m mv t 0·－，＝v v g 0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒，设碰 撞前瞬时盒子的速度为，则：＝＋＝＋．解得＝，＝．所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得＝－＝，方向向右． v mv m v 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043 点拨：分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键． 【例2】 如图55－2所示，质量均为M 的小车A 、B ，B 车上 挂有质量为的金属球，球相对车静止，若两车以相等的速率M 4 C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动，相碰后连在一起，则碰撞刚结束时小车的速度多大？C 球摆到最高点时C 球的速度多大？ 解析：两车相碰过程由于作用时间很短，C 球没有参与两车在水平方向的相互作用．对两车组成的系统，由动量守恒定律得(以向左为正)：Mv －Mv ＝

2Mv 1两车相碰后速度v 1＝0，这时C 球的速度仍为v ，向左，接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用，到达最高点时和两车 具有共同的速度，对和两车组成的系统，水平方向动量守恒，＝＋＋，解得＝＝，方向向左．v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419 点拨：两车相碰的过程，由于作用时间很短，可认为各物都没有发生位移，因而C 球的悬线不偏离竖直方向，不可能跟B 车发生水平方向的相互作用．在C 球上摆的过程中，作用时间较长，悬线偏离竖直方向，与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变，这时只有将C 球和两车作为系统，水平方向的总动量才守恒． 【例3】 如图55－3所示，质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端，处于静止状态．已知车的长度为L ，则当人走到小车的左端时，小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离？ 点拨：将人和车作为系统，动量守恒，设车向右移动的距离为s ，则人向左移动的距离为L －s ，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得M ·s －m(L －s)＝0，从而可解得s ．注意在用位移表示动量守恒时，各位移都是相对地面的，并在选定正方向后位移有正、负之分． 参考答案 例例跟踪反馈．．．；；．×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55－4所示，气球的质量为M 离地的高度为H ，在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳，人和气球恰悬浮在空中处于静止状态，现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面，求软绳的长度．

《动量和动量定理》学案

《动量和动量定理》学案 【学习目标】 .了解物理学中动量概念的建立过程。 2.理解动量和动量的变化及其矢量性，会正确计算做一维运动的物体的动量变化。 3.理解冲量概念，理解动量定理及其表达式。 4.能够利用动量定理解释有关现象和解决实际问题。 【学习重点】 理解动量定理 【学习难点】 .理解动量定理的矢量性 2.利用动量定理解释实际问题 【知识链接】 上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后 的矢量和保持不变，因此 很可能具有特别的物理意义。 【导学流程】 一．动量 讨论:讨论下列问题，并说明理由 .动量是矢量还是标量？ 2.动量是过程量还是状态量？

3.动量与参考系的选择有没有关系？ 练习1 关于物体的动量，下列说法中正确的是（） A．动量越大的物体，其惯性一定越大 B．动量越大的物体，其速度一定越大 c．物体的加速度不变，其动量一定也不变 D．运动物体在任一时刻的动量方向，一定与该时刻物体的速度方向相同 二、动量的变化量 .知识回顾：速度变化量是某一运动过程的末速与初速的矢量差 2.类比“速度变化量”的定义给“动量变化量”下一个定义： 3.表达式△p= 4.讨论：△p是矢量还是标量？方向如何？ 提示： XX年06月05日速度变化的运算（在图中作出△v） XX年06月05日 XX年06月05日

XX年06月05日 XX年06月05日 类比：动量变化的运算（在图中作出△p） XX年06月05日 XX年06月05日 XX年06月05日 XX年06月05日 动量的变化量等于末状态动量减去初状态的动量，一维情况下，提前规定正方向，∆p的方向与△v的方向. XX年06月05日 例1、一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动（如图），碰撞前后钢球的动量各是多少？碰撞前后钢球的动量变化了多少？ 三、冲量、动量定理 推导：用动量概念表示牛顿第二定律 XX年06月05日设一个物体质量为m，在恒力F作用下，在时刻t物体的速度为v，经过一段时间，在时刻t’物体的速度为v’，尝试由F=ma和运动学知识推导出力和动量变

高中物理动量定理解题技巧(超强)及练习题(含答案)

高中物理动量定理解题技巧(超强)及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题动量定理 1．如图所示，一质量m 1=0.45kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m 2=0.4 kg 的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m 0=0.05 kg 的子弹以水平速度v 0=100 m/s 射中小车左端，并留在车中，已知子弹与车相互作用时间极短，小物体与车间的动摩擦因数为μ=0.5，最终小物体以5 m/s 的速度离开小车．g 取10 m/s 2．求： （1）子弹从射入小车到相对小车静止的过程中对小车的冲量大小． （2）小车的长度． 【答案】（1）4.5N s ? （2）5.5m 【解析】 ①子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，有： 0011()o m v m m v =+，可解得110/v m s =； 对子弹由动量定理有：10I mv mv -=-， 4.5I N s =? (或kgm/s)； ②三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有： 0110122()()m m v m m v m v +=++； 设小车长为L ，由能量守恒有：22220110122111()()222 m gL m m v m m v m v μ= +-+- 联立并代入数值得L ＝5.5m ； 点睛：子弹击中小车过程子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车的速度，根据动量定理可求子弹对小车的冲量；对子弹、物块、小车组成的系统动量守恒，对系统应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出小车的长度． 2．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端，有一质量m =1.0kg 、可视为质点的物体，以v 0=6.0m/s 的初速度沿斜面上滑。已知sin37o=0.60，cos37o=0.80，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力。求： （1）物体沿斜面向上运动的加速度大小； （2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值； （3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。 【答案】（1）6.0m/s 2（2）18J （3）20N· s ，方向竖直向下。 【解析】 【详解】

高中物理动量守恒定律题20套(带答案)

高中物理动量守恒定律题20套(带答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，在光滑的水平面上有一长为L 的木板B ，上表面粗糙，在其左端有一光滑的四分之一圆弧槽C ，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B 、C 静止在水平面上．现有滑块A 以初速度0v 从右端滑上B ，一段时间后，以0 2 v 滑离B ，并恰好能到达C 的最高点．A 、B 、C 的质量均为m ．求： （1）A 刚滑离木板B 时，木板B 的速度； （2）A 与B 的上表面间的动摩擦因数μ； （3）圆弧槽C 的半径R ； （4）从开始滑上B 到最后滑离C 的过程中A 损失的机械能． 【答案】（1） v B ＝04v ；（2）20516v gL μ=（3）2064v R g =（4）20 1532 mv E ?= 【解析】 【详解】 (1)对A 在木板B 上的滑动过程，取A 、B 、C 为一个系统，根据动量守恒定律有： mv 0＝m 2 v ＋2mv B 解得v B ＝ 4 v (2)对A 在木板B 上的滑动过程，A 、B 、C 系统减少的动能全部转化为系统产生的热量 2 220001 11()2()22224 v v mgL mv m m μ?＝－－ 解得20 516v gL μ= (3)对A 滑上C 直到最高点的作用过程，A 、C 系统水平方向上动量守恒，则有： 2 mv ＋mv B ＝2mv A 、C 系统机械能守恒： 22200111 ()()222242 v v mgR m m mv +-?＝ 解得2 64v R g = (4)对A 滑上C 直到离开C 的作用过程，A 、C 系统水平方向上动量守恒

16.2动量和动量定理_导学案

16.2 动量和动量定理导学案 编写：高二年级组 一．动量 1.动量的定义： 2. 定义式： 3.单位： 4.说明：①瞬时性：动量的定义式中的v指物体的瞬时速度，从而说明动量与时刻或位置对应，是状态量。 ②矢量性：动量的方向与速度方向一致，运算遵循平行四边形定则。通常选地面为参考系。思考：匀速圆周运动的物体在运动过程中动量变化吗？为什么？ 二、动量的变化量： 1.定义：若某一运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′－p 为物体在该过程中的动量变化（量）。 说明：动量变化△p也是矢量。一维情况下，Δp= mυ/- mυ 【例1】一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化？变化了多少？ 思考讨论：以下几种运动的动量变化情况（即动量大小，方向的变化情况）。 1. 物体做匀速直线运动 2. 物体做自由落体运动 3．物体做平抛运动 4. 物体做匀速圆周运动 三、用动量概念表示牛顿第二定律 一质量为m的物体在一段时间Δt内受到一恒力F的作用，作用前后的速度分别为v和v/,请你用动量表示出牛顿第二定律。 最终你得到的表达式为：F=_________。物理意义：物体所受的力等于物体动量的_______ 。 四、动量定理 上式可以变形为Δp=FΔt,从中可以看出力越大，作用时间越长，物体的动量变化越大。说明FΔt这个量反映了力的作用对时间的积累效应。 1、冲量：定义：______与______________的乘积叫冲量。公式：I=_________。单位：______ __ _ 说明：①冲量是过程量，求冲量一定要明确哪一个力在哪一段时间内的冲量。 ②冲量是矢量，冲量的方向不一定是力的方向，只有恒力冲量的方向才与力的方向相同。

高中物理动量守恒定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析

高中物理动量守恒定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球A、B、C，三球的质量分别为m A=1kg、m B=2kg、m C=6kg，初状态BC球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，B、C连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，A球以v0=9m/s的速度向左运动，与同一杆上的B球发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），求： （1）A球与B球碰撞中损耗的机械能； （2）在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能； （3）在以后的运动过程中B球的最小速度． 【答案】（1）；（2）；（3）零． 【解析】 试题分析：（1）A、B发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有： 碰后A、B的共同速度 损失的机械能 （2）A、B、C系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧的弹性势能最大 根据动量守恒定律有： 三者共同速度 最大弹性势能 （3）三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，A、B在前，C在后．此后C向左加速，A、B的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故A、B继续向左减速，若能减速到零则再向右加速． 弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有： 根据机械能守恒定律： 此时A、B的速度，C的速度

可知碰后A、B已由向左的共同速度减小到零后反向加速到向右的，故B 的最小速度为零． 考点：动量守恒定律的应用，弹性碰撞和完全非弹性碰撞． 【名师点睛】A、B发生弹性碰撞，碰撞的过程中动量守恒、机械能守恒，结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出A球与B球碰撞中损耗的机械能．当B、C速度相等时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，结合B、C在水平方向上动量守恒、能量守恒求出最大的弹性势能．弹簧第一次恢复原长时，由系统的动量守恒和能量守恒结合解答 2．牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相碰，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15∶16．分离速度是指碰撞后B对A的速度，接近速度是指碰撞前A对B的速度．若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度v0碰撞质量为m 的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小． 【答案】v0v0 【解析】设A、B球碰撞后速度分别为v1和v2 由动量守恒定律得2mv0＝2mv1＋mv2 且由题意知＝ 解得v1＝v0，v2＝v0 视频 3．如图所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m，人在极端的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰，三车以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求： (1)整个过程中摩擦阻力所做的总功； (2)人给第一辆车水平冲量的大小； (3)第一次与第二次碰撞系统功能损失之比。

高中物理动量守恒定律基础练习题及解析

高中物理动量守恒定律基础练习题及解析 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v 向右匀速运动．已知木箱的质量为m ，人与车的总质量为2m ，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住．求： (1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v 1的大小； (2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v 2的大小． 【答案】①2v ；②23 v 【解析】 试题分析：①取向左为正方向，由动量守恒定律有：0=2mv 1-mv 得12v v = ②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv 1=（m+2m ）v 2 解得223 v v = 考点：动量守恒定律 2．如图所示，质量为M =2kg 的小车静止在光滑的水平地面上，其AB 部分为半径R =0.3m 的光滑 1 4 圆孤，BC 部分水平粗糙，BC 长为L =0.6m 。一可看做质点的小物块从A 点由静止释放，滑到C 点刚好相对小车停止。已知小物块质量m =1kg ，取g =10m/s 2。求： （1）小物块与小车BC 部分间的动摩擦因数； （2）小物块从A 滑到C 的过程中，小车获得的最大速度。 【答案】（1）0.5（2）1m/s 【解析】 【详解】 解：(1) 小物块滑到C 点的过程中，系统水平方向动量守恒则有：()0M m v += 所以滑到C 点时小物块与小车速度都为0 由能量守恒得： mgR mgL μ= 解得：0.5R L μ= =

(2)小物块滑到B 位置时速度最大，设为1v ，此时小车获得的速度也最大，设为2v 由动量守恒得 ：12mv Mv = 由能量守恒得 ：221211 22 mgR mv Mv =+ 联立解得： 21/ v m s = 3．两个质量分别为0.3A m kg =、0.1B m kg =的小滑块A 、B 和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小滑块A 粘连，另一端与小滑块B 接触而不粘连.现使小滑块A 和B 之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度03/v m s =在水平面上做匀速直线运动，如题8图所示.一段时间后，突然解除锁定（解除锁定没有机械能损失），两滑块仍沿水平面做直线运动，两滑块在水平面分离后，小滑块B 冲上斜面的高度为 1.5h m =.斜面倾角 o 37θ=，小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.15μ=，水平面与斜面圆滑连接.重力加速度g 取210/m s .求：（提示：o sin 370.6=，o cos370.8=） （1）A 、B 滑块分离时，B 滑块的速度大小. （2）解除锁定前弹簧的弹性势能. 【答案】（1）6/B v m s = （2）0.6P E J = 【解析】 试题分析：（1）设分离时A 、B 的速度分别为A v 、B v ， 小滑块B 冲上斜面轨道过程中，由动能定理有：2 cos 1sin 2 B B B B m gh m gh m v θμθ+?= ① （3分） 代入已知数据解得：6/B v m s = ② （2分） （2）由动量守恒定律得：0()A B A A B B m m v m v m v +=+ ③ （3分） 解得：2/A v m s = （2分） 由能量守恒得： 222 0111()222 A B P A A B B m m v E m v m v ++=+ ④ （4分） 解得：0.6P E J = ⑤ （2分） 考点：本题考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律. 4．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝1 kg ，车上另有一个质量为m ＝0.2 kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车以v 0＝8 m/s

物理动量守恒定律题20套(带答案)

物理动量守恒定律题20套(带答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M 1＝1 kg ，车上另有一个质量为m ＝0.2 kg 的小球，甲车静止在水平面上，乙车以v 0＝8 m/s 的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M 2＝2 kg ，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上) 【答案】25m/s 【解析】试题分析：要使两车恰好不相撞，则两车速度相等． 以M 1、M 2、m 组成的系统为研究对象，水平方向动量守恒： ()20120M v M m M v +=++共，解得5m /s v =共 以小球与乙车组成的系统，水平方向动量守恒： ()202M v mv m M v -=+共，解得 25m /s v = 考点：考查了动量守恒定律的应用 【名师点睛】要使两车不相撞，甲车以最小的水平速度将小球发射到乙车上的临界条件是两车速度相同，以甲车、球与乙车为系统，由系统动量守恒列出等式，再以球与乙车为系统，由系统动量守恒列出等式，联立求解 2．一质量为的子弹以某一初速度水平射入置于光滑水平面上的木块 并留在其中， 与木块 用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，开始弹簧处于原长，如图所示．已知弹簧 被压缩瞬间 的速度 ，木块 、 的质量均为 ．求： ?子弹射入木块 时的速度； ?弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能． 【答案】22()(2) Mm a M m M m ++b 【解析】 试题分析：（1）普朗克为了对于当时经典物理无法解释的“紫外灾难”进行解释，第一次提出了能量量子化理论，A 正确；爱因斯坦通过光电效应现象，提出了光子说，B 正确；卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故正确；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核有复杂的结构，但没有发现质子和中子，D 错；德布罗意大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，E 错．(2)1以子弹与木块A 组成的系统为研究对象，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： 解得：

高考物理 第六章 动量和动量守恒定律 第1讲 动量和动量定理学案.doc

第1讲动量和动量定理 ★★★考情微解读★★★ 见学生用书P092 微知识1 动量 1．定义：物体的质量与速度的乘积。 2．公式：p＝mv。 3．单位：千克·米/秒。符号：kg·m/s。 4．意义：动量是描述物体运动状态的物理量，是矢量，其方向与速度的方向相同。微知识2 动量变化 1．定义：物体的末动量p′与初动量p的差。 2．定义式：Δp＝p′－p。 3．矢量性：动量变化是矢量，其方向与物体的速度变化的方向相同。 微知识3 动量定理 1．内容：物体在一个过程始末的动量变化等于它在这个过程中所受力的冲量。2．表达式：p′－p＝I或mv′－mv＝Ft。 3．冲量：力与力的作用时间的乘积，即I＝Ft。 一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．动量是矢量，其方向与物体速度的方向相同。(√) 2．做匀速圆周运动的物体的动量不变。(×) 3．物体静止在水平面上是因为受到的支持力的冲量为零。(×) 4．合外力的冲量等于物体的动量变化。(√) 5．合外力的冲量等于各外力冲量的代数和。(×) 二、对点微练

1．(动量的理解)(多选)下列关于动量的说法正确的是( ) A．质量大的物体，动量一定大 B．质量和速率都相同的物体，动量一定相同 C．一个物体的速率改变，它的动量一定改变 D．一个物体的运动状态改变，它的动量一定改变 解析根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，故A 项错；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故B项错；一个物体的速率改变，则它的动量大小就一定改变，故C项对；物体的运动状态变化，则它的速度就一定发生了变化，它的动量也就发生了变化，故D项对。 答案CD 2．(冲量)(多选)恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是( ) A．拉力F对物体的冲量大小为零 B．拉力F对物体的冲量大小为Ft C．拉力F对物体的冲量大小是Ft cosθ D．合力对物体的冲量大小为零 解析对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量，是某一个力的冲量、是合力的冲量、是分力的冲量还是某一方向上力的冲量。这一个力的冲量与另一个 力的冲量无关。B、D项正确。 答案BD 3．(动量定理)质量为m的物体在力F作用下做初速度为v1的匀加速直线运动，经时间t，物体的动量由mv1增到mv2，则( ) A．若该物体在2F力作用下经2t，则物体的动量变化量为4mv2－4mv1 B．若该物体在2F力作用下经2t，则物体的动量变化量为4mv2－3mv1 C．在2F力作用下经t，物体的动量变化量为2mv2 D．在2F力作用下经t，物体的动量变化量为2mv2－mv1 解析由动量定理得Ft＝mv2－mv1，则2F·2t＝4mv2－4mv1,2Ft＝2mv2－2mv1，故只有选项A正确。 答案 A 见学生用书P092