11-19年高考物理真题分专题汇编之专题023.动量和动量定理.doc

1、 第第 23 节节 动量和动量定理动量和动量定理 1.2012 年天津卷年天津卷 9. （1） 质量为 0.2kg 的小球竖直向下以 6m/s 的速度落至水平地面，再以 4m/s 的速度反向弹回，取竖直向 上为正方向，则小球与地面碰撞前后的动量变化为 kgm/s。 若小球与地面的作用时间为 0.2s，则小球受到地面的平均作用力大小为 N（g=10m/s2） 。 解析：取竖直向上为正方向则初动量为负末动量为正，动量变化为 2)2 . 06(2 . 04pppkgm/s 12102 . 0 2 . 0 2 mg t p FN 2.2014 年年物理物理上海卷上海卷 22A动能相等的两物体 A、B

2、在光滑水平面上沿同一直线相向而行，它们的速度大小之比 vAvB =2: 1，则动量大小之比 PAPB= ;两者碰后粘在一起运动，其总动量与 A 原来动量大小 之比 PPA= 。 【答案】12； 11 【解析】动能 2 2 1 mvEk，由 vAvB=2: 1，可知两者质量之比 14，所以动量的关系为：12； 两者碰撞遵循动量守恒， 其总动量与 A 的动量等大反向， 所以碰后的总动量与 A 原来的动量之比为 11。 3.2017 年海南卷年海南卷 1光滑水平桌面上有 P、Q 两个物块，Q 的质量是 P 的 n 倍。将一轻弹簧置于 P、 Q 之间，用外力缓慢压 P、Q。撤去外力后，P、Q 开始运动

3、，P 和 Q 的动量大小的比值为 （ D ） A 2 n Bn C 1 n D1 解析：由动量守恒定律得 QP Mvmv 0，所以 P 和 Q 的动量大小的比值为 1:1，D 正确。 4.2015 年理综重庆卷年理综重庆卷 3高空作业须系安全带。如果质量为 m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌 落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为 h （可视为自由落体运动） 。 .此后经历时间 t 安全带达到 最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上。则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 （ A ） A 2mgh mg t B 2mgh mg t C m gh mg t D m gh mg t 解析

4、：人下落 h 高度为自由落体运动，由运动学公式 2 2vgh，可知2vgh；缓冲过程（取向 上为正）由动量定理得()0()Fmg tmv ，解得： 2mgh Fmg t ，故选 A。 5.2015 年理综北京卷年理综北京卷 18“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高 处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中， B h C A FN G 答图 2 下列分析正确的是 （ A ） A绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小 B绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小 C绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大 D人在最

5、低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力 解析：绳子从伸直到第一次下降至最低点的过程中，拉力逐渐增大，由牛顿第二定律mgTma 可得，人先做加速度减小的加速运动，当mgT时加速度减小到 0，人的速度最大，即动量最大，动 能也最大。此后人继续向下运动（Tmg） ，人做加速度增大的减速运动，动量一直减小到零，全程拉 力向上，其冲量一直向上，选项 A 正确、选项 C 和 D 错误。B、拉力与运动方向相反，一直做负功，但 动能先增大后减小，选项 B 错误。故选 A。 6.2018 年全国卷年全国卷 II 、15高空坠物极易对行人造成伤害。若一个 50 g 的鸡蛋从一居民楼的 25 层坠下，与地面的撞击时间

6、约为 2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 （ C ） A10 N B102 N C103 N D104 N 解析：本题是一道估算题，要知道一层楼的高度大约 3m， 根据动能定理： 2 2 1 mvmgh 得m/s10122431022ghv 设向下为正，由受力分析，落地时鸡蛋受到重力和地面对鸡蛋的冲击力， 由动量定理可得：mvNtmgt0 联立方程解得 N=103N 由牛顿第三定律可知该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 N=103N，选项 C 正确。 7.2018 年北京卷、年北京卷、22 （16 分）2022 年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏 性的项目之一。某滑道示意图

7、如下，长直助滑道 AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔接，滑道 BC 高 h = 10 m，C 是半径 R = 20 m 圆弧的最 低点。 质量m = 60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速 度 a = 4.5 m/s2，到达 B 点时速度 vB = 30 m/s。取重力加速度 2 10 m/sg 。 （1）求长直助滑道 AB 的长度 L； （2）求运动员在 AB 段所受合外力的冲量 I 的大小； （3）若不计 BC 段的阻力，画出运动员经过 C 点时的受力图，并求其所受支持力 FN的大小。 解： （1）根据匀变速直线运动公式，有 22 100 m 2 BA L a vv （2）根据动量

8、定理，有 1 8 0 0 N s BA Immvv （3）运动员经 C 点时的受力分析如答图 2 根据动能定理，运动员在 BC 段运动的过程中，有： 22 11 22 CB mghmmvv 根据牛顿第二定律，有 2 N C Fmgm R v 得 FN= 3900N 8.2013 年天津卷年天津卷 2我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3000m 接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员 甲提前站在“交捧”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大 的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则 A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲

9、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 【答案】B 【解析】本题主要考察能量（做功正负判断） 、动量（动量定理、动量守恒）相关知识。 设甲乙 两运动员的质量分别为 m甲、m乙，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是 v甲，v乙， 根据题意 整个交接棒过程可以分为两部分： 完全非弹性碰撞过程“交棒”；m甲v甲+m乙v乙=（m甲+m乙）v共 向前推出（人船模型）“接棒” （m甲+m乙）v共= m甲v甲+m乙v乙 由上面两个方程联立可以解得：m甲v甲= m乙v乙，即 B 选项正确。 经历了中间的完全非弹性碰撞过

10、程 会有能量损失，C、D 选项错误。 9.2017 年新课标年新课标卷卷 20一质量为 2 kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动。F 随 时间 t 变化的图线如图所示，则 At=1 s 时物块的速率为 1 m/s Bt=2 s 时物块的动量大小为 4 kg m/s Ct=3 s 时物块的动量大小为 5 kg m/s Dt=4 s 时物块的速度为零 答：AB 解析：由动量定理可得：Ft=mv，解得 m Ft v ，t=1 s 时物块的速率为 m/s1 2 12 m Ft v ，故 A 正确；在 F-t 图中面积表示冲量，所以 t=2 s 时物块的动量大小为 m/s4kgm/s2

11、kg2 Ftp ， t=3 s 时物块的动量大小为 m/s3kgm/skg11-22）（p ，t=4 s 时物块的动量大小为 m/s2kgm/skg21-22 ）（p ，所以 t=4 s 时物块的速度为 1m/s，故 B 正确，C、D 错误。 0 t/s F/N 1 2 3 4 1 2 -1 10.2013 年天津卷年天津卷 10 （16 分）质量为 m=4kg 的小物块静止于水平地面上的 A 点，现用 F=10N 的水平恒力拉动物块 一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在 B 点，A、B 两点相距 x=20m，物块与地面间的动摩擦因 数 =0.2，g 取 10m/s2，求： 物块在力 F

12、作用过程发生位移 xl的大小： 撤去力 F 后物块继续滑动的时间 t。 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 F x1 -F1 x =0 代入数据，解得 x1=16m （2）设刚撤去力 F 时物块的速度为 v，此后物块的加速度为 a，滑动的位移为 x2，则 x2 = x- x1 由牛顿第二定律得 m F a 1 由匀变速直线运动公式得 v2=2ax2 以物块运动方向为正方向，由动量定理，得 -F1t=0-mv 代入数据，解得 t=2s 11.2015 年理综天津卷年理综天津卷 10、 （16 分）某快递公司分拣邮件的水平

13、传输装置示意如图，皮带在电动机 的带动下保持 v=1m/s 的恒定速度向右运动， 现将一质量为 m=2kg 的邮件轻放在皮带上， 邮件和皮带间 的动摩擦因数 =0.5，设皮带足够长，取 g=10m/s2，在邮件与 皮带发生相对滑动的过程中，求 （1）邮件滑动的时间 t； （2）邮件对地的位移大小 x； （3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功 W. 答案： （1）0.2s； （2）0.1m； （3）-2J； 解析： （1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为 F，则有： mgF 取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有：0 mvFt 由式解得： s2 . 0t （2）邮件与皮

14、带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有：0 2 1 2 mvFx 由式并代入数据解得：m1 . 0 x （3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为 s，则有：vts 摩擦力对皮带做的功为：FsW v m 由式代入相关数据解得：J2W 12.2015 年理综安徽卷年理综安徽卷 22 （14 分） 一质量为 0.5 kg 的小物块放在水平地面上的 A 点， 距离 A 点 5 m 的位置 B 处是一面墙，如图所示。物块以 v0=9 m/s 的初速度从 A 点沿 AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为 7 m/s，碰后以 6 m/s 的速度反向运动直至静止。g 取 10

15、m/s2。 （1）求物块与地面间的动摩擦因数 ； （2）若碰撞时间为 0.05 s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小 F； （3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 W。 【答案】 （1）0.32； （2）130 N； （3）9 J 解析： （1） 由 A 到 B 做匀减速运动， 22 0 2 BAB vvax， 由牛顿第二定律mgma， 联立得 =0.32 （或根据动能定理 22 0 11 22 BAB mvmvmgx ，得 =0.32 ） （2）根据动量定理，取水平向左为正方向，有 BB mvvmtF， 代入数据，得130 NF （3）根据动能定理， 2 2 1 0 B vmW

16、， 所以9 JW 13.2016 年北京卷年北京卷 18.如图所示， 一颗人造卫星原来在椭圆轨道 1 绕地球 E 运行， 在 P 变轨后进入轨 道 2 做匀速圆周运动。下列说法正确的是 A.不论在轨道 1 还是在轨道 2 运行，卫星在 P 点的速度都相同 B.不论在轨道 1 还是在轨道 2 运行，卫星在 P 点的加速度都相同 C.卫星在轨道 1 的任何位置都具有相同加速度 D.卫星在轨道 2 的任何位置都具有相同动量 【答案】B 【解析】从轨道 1 变轨到轨道 2，需要加速。故 v2pv1p；人造卫星在万有引力作用下绕地球运行， 在任意位置 2 FFM aG mmr 引合 ，无论在轨道 1 还

17、是轨道 2，都是在 P 点，与地球距离相等，加速度均 相同，因此 B 正确；在轨道 1 不同的位置离地球距离不同，加速度大小不同，故 C 不正确；动量是矢 量，在轨道 2 不同位置，卫星的速度方向不同，所以动量方向不同，则动量不相同，故 D 错误。 14.2016 年北京卷年北京卷 24(20 分) （1） 动量定理可以表示为 p=Ft， 其中动量 p 和力 F 都是矢量。 在运用动量定理处理二维问题时， 可以在相互垂直的 x、y 两个方向上分别研究。例如，质量为 m 的小 球斜射到木板上，入射的角度是 ，碰撞后弹出的角度也是 ，碰撞 前后的速度大小都是 v， 如图 1 所示。 碰撞过程中忽略

18、小球所受重力。 A v0 B P 1 2 E x y O 图 1 v v a分别求出碰撞前后 x、y 方向小球的动量变化 px、py； b分析说明小球对木板的作用力的方向。 （2）激光束可以看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动。激光照射到物体上， 在发生反射、折射和吸收现象的同时，也会对物体产生作用。光镊效应就是一个实例，激光束可以像镊 子一样抓住细胞等微小颗粒。 一束激光经 S 点后被分成若干细光束， 若不考虑光的反射 和吸收，其中光束和穿过介质小球的光路如图所示，图 中 O 点是介质小球的球心，入射时光束和与 SO 的夹角均 为 ，出射时光束均与 SO 平行。请在下面两种情

19、况下，分析 说明两光束因折射对小球产生的合力的方向。 a. 光束和强度相同； b. 光束比强度大。 【答案】 （1）a. 0 x P，2cos y Pmv，方向沿 y 轴正方向； b. y 轴负方向 （2）a. 两光束对小球的合力的方向沿 SO 向左 b. 两光束对小球的合力的方向指向左上方 【解析】 （1）a.在沿 x 轴方向，=sinsin0 xxx PPPmvmv 末初 在沿 y 轴方向，=cos( cos )2cos xyy PPPmvmvmv 末初 沿 y 轴正方向 b.设木板对小球的两个方向的作用力分别为 Fx、Fy； 依题意，对小球由动量定理可得：0 x x P F t ， 2c

20、os y y P mv F tt 。 由牛顿第三定律可知，小球对木板的作用力0 xx FF； 2cos yy mv FF t 即小球对木板的作用力沿 y 轴负方向。 （2）设每个粒子的动量为 p。 激光束穿出介质球后，粒子动量大小不变。 以水平向右为 x 轴为正方向，以竖直向上为 y 轴为正方向。 对光束： 1 cos x Ppp； 1 0sinsin y Ppp； 对光束： 2 cos x Ppp； 2 0 (sin )sin y Ppp ； 设 t 时间内，光束与介质球作用的粒子数为 N1，光束与介质球作用的粒子数为 N2；根据动量 定理可得：介质小球对光束的作用力为 1 111 cos

21、x x Ppp FNN tt ， 1 111 sin y y P p FNN tt ； 同理：介质小球对光束的作用力为 2 222 cos x x Ppp FNN tt ， 2 222 sin y y P p FNN tt ； 由牛顿第三定律可得，光束对小球的作用力： 111 cos xx pp FFN t ， 111 sin yy p FFN t ； O S 图 2 222 cos xx pp FFN t ， 222 sin yy p FFN t ； 因此两光束对介质小球的总作用力： 1212 cos () xxx pp FFFNN t ， 1212 sin () yyy p FFFNN t

22、 a.两束光强度相同时，N1=N2，此时 Fx沿 x 轴负向，Fy=0，故两光束对小球的合力的方向沿 SO 向 左； b.光束强度大时，N1N2，此时 Fx沿 x 轴负向，Fy沿 y 轴负向，故两光束对小球的合力的方向指 向左上方。 15.【2019年物理全国卷1】最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标 志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。 若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s， 产生的推力约为4.8 108 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A1.6 102 kg B1.6 103 kg C1.6 105 kg D1.6 106 kg 【答案】B 【解析】 【详解】设该发动机在ts 时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ftmv，可知，在 1s 内喷射出的气体质量 6 3 0 4.8 10 1.6 10 3000 mF mkgkg tv ，故本题选 B。