动量定理和动能定理专题练习题.doc

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1、动量定理和动能定理专题练习题动量定理和动能定理专题练习题未经允许 请勿转载 专题4、动量定理和动能定理典型例题【例】如以以下图,质量mA为.0g的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数为0.4,木板右端放着质量mB为1.0kg的小物块视为质点,它们均处于静止状态木板突然受到水平向右的12s的瞬时冲量作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能EKA为.0J,小物块的动能EB为050J,重力加速度取10/s2，求：未经许可 请勿转载1瞬时冲量作用结束时木板的速度0;2木板的长度L训练题质量为 1kg的小木块可看在质点，放在质量为M = g的长木板的左端，如以以下图.长木板放在光滑水平桌

2、面上.小木块与长木板间的动摩擦因数 =0.1,长木板的长度l = m系统处于静止状态.现使小木块从长木板右端脱离出来,可采用以下两种方法:取10m/s2未经许可 请勿转载 1给小木块施加水平向右的恒定外力作用时间 2s，则至少多大？给小木块一个水平向右的瞬时冲量I,则冲量I至少是多大?【例2】在一次抗洪抢险活动中,解放军某部队用直升飞机抢救一重要落水物体，静止在空中的直升飞机上的电动机通过悬绳将物体从离飞机90m处的洪水中吊到机舱里已经知道物体的质量为80kg,吊绳的拉力不能超过200，电动机的最大输出功率为2kW，为尽快把物体安全救起，操作人员采取的办法是，先让吊绳以最大拉力工作一段时间,而

3、后电动机又以最大功率工作,当物体到达机舱前已达到最大速度g取1ms2求:未经许可 请勿转载落水物体运动的最大速度;2这一过程所用的时间训练题一辆汽车质量为m,由静止开始运动，沿水平地面行驶s后,达到最大速度m，设汽车的牵引力功率不变,阻力是车重的k倍，求：未经许可 请勿转载1汽车牵引力的功率;汽车从静止到匀速运动的时间.训练题水平推力和分别作用于水平面上等质量的、b两物体上,作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下，两物体的v-t图线如以以下图,图中线段CD,则以下说法正确的选项是 未经许可 请勿转载A.的冲量大于的冲量 B.的冲量小于的冲量C两物体受到的摩擦力大小相等D.两物体受

4、到的摩擦力大小不等【例】一个带电量为-q的液滴,从O点以速度射入匀强电场中,的方向与电场方向成角，已经知道油滴的质量为，测得油滴达到运动轨道的最高点时,速度的大小为,求:未经许可 请勿转载1最高点的位置可能在O点上方的哪一侧？ 电场强度为多大?3最高点处设为N与O点电势差绝对值为多大?训练题质量为2k的小球以4/s的初速度由倾角为0斜面底端沿斜面向上滑行，若上滑时的最大距离为1m，则小球滑回到出发点时动能为多少？取g = 10m/s2未经许可 请勿转载ADBCOE【例5】.如以以下图，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为，磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,

5、电场强度为E,方向水平向左。一个质量为m的小球可视为质点放在轨道上的C点恰好处于静止,圆弧半径C与水平直径D的夹角为sn0.8.未经许可 请勿转载求小球带何种电荷?电荷量是多少？并说明理由如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？训练题.如以以下图，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下,虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外,ab是一根长为的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上.将一套在杆上的带正电的小球从a端由静止释放后，小球先做加速运动,后做匀速运动到达端已经知道小球与绝缘杆间的动摩擦因数3，小球重力忽略不计,当小

6、球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是/,求带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值.未经许可 请勿转载abEB【例】.6分如以以下图，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源串有一滑动变阻器R、定值电阻、电容器原来不带电和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为。一质量为，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已经知道电源电动势为E,内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻。未经许可 请勿转载1当K接1时,金属棒b在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值多大？当K接2后

7、,金属棒b从静止开始下落，下落距离时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少? 未经许可 请勿转载abR0ECrK123RB先把开关接通2，待ab达到稳定速度后，再将开关K接到。试通过推导，说明b棒此后的运动性质如何？求ab再下落距离s时，电容器储存的电能是多少?设电容器不漏电,此时电容器还没有被击穿未经许可 请勿转载训练题8分如此图1所示,两根与水平面成=30角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L1m，导轨两端各接一个电阻，其阻值R1=R2=1,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度BT。现有一质量为m=.2k

8、、电阻为1W的金属棒用绝缘细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5kg的物体相连,细绳与导轨平面平行。将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了6m后开始做匀速运动。运动过程中,棒与导轨始终保持垂直且接触良好，图示中细绳与R2不接触。=10ms2求:未经许可 请勿转载1金属棒匀速运动时的速度; 2棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R1上产生的焦耳热；3棒从释放到开始匀速运动的过程中,经历的时间；BR1R2MM图1若保持磁感应强度为某个值B不变，取质量不同的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的速度值v，得到vM图像如此图2所示,请根据图中的数据计算出此时的B0。未经许可 请勿转载能力训练1在北戴

9、河旅游景点之一的北戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB均可看作斜面甲、乙两名旅游者分别乘坐两个完全相同的滑沙撬从A点由静止开始分别沿A和AB滑下，最后都停止在水平沙面BC上,如以以下图设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是圆滑时,滑沙者保持一定的姿势在滑沙撬上不动.则以下说法中正确的选项是 未经许可 请勿转载甲在B点速率一定大于乙在B点的速率B甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程C.甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移D甲在B点的动能一定大于乙在B的动能2以下说法正确的选项是 .一质点受两个力的作用而处于平衡状态静止或匀速直线运动，则这两个力在同一作

10、用时间内的冲量一定相同未经许可 请勿转载B一质点受两个力的作用而处于平衡状态,则这两个力在同一时间内做的功都为零,或者一个做正功,一个做负功，且功的绝对值相等未经许可 请勿转载C在同一时间内作用力和反作用力的冲量一定大小相等，方向相反D在同一时间内作用力和反作用力有可能都做正功.质量分别为1和m的两个物体m1m2,在光滑的水平面上沿同方向运动,具有相同的初动能.与运动方向相同的水平力F分别作用在这两个物体上,经过相同的时间后,两个物体的动量和动能的大小分别为P、P2和1、E2，则 A.P和E1 PP和E1 未经许可 请勿转载C.PE2 DP1mB，置于光滑水平面上，相距较远.将两个大小均为F的

11、力，同时分别作用在A、B上经相同距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将未经许可 请勿转载停止运动 B向左运动 C向右运动 D.不能确定5如此图348所示，一个质子和一个粒子垂直于磁场方向从同一点射入一个匀强磁场，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的,则它们在磁场中运动的过程中 未经许可 请勿转载磁场对它们的冲量为零 磁场对它们的冲量相等磁场对质子的冲量是对粒子冲量的2倍磁场对粒子的冲量是质子冲量的2倍7如以以下图,倾角37的斜面底端平滑连接着半径r=0.40的竖直光滑圆轨道。质量m0.50kg的小物块,从距地面h=27m处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数=0.25,求：i

12、n37=，co37=0.8，g=10/s未经许可 请勿转载1物块滑到斜面底端时的速度大小。2物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小。ABOh8一质量为500kg的汽艇，在静水中航行时能达到的最大速度为10m/s，若汽艇的牵引力恒定不变,航行时所受阻力与航行速度满足关系f=k，其中=0Nsm。 未经许可 请勿转载1求当汽艇的速度为m/s时,它的加速度;2若水被螺旋桨向后推动的速度为8m/s,则螺旋桨每秒向后推动水的质量为多少?以上速度均以地面为参考系未经许可 请勿转载9.如以以下图,两块竖直放置的平行金属板A、,两板相距为d,两板间电压为,一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向

13、上的初速度进入两板间匀强电场内运动，当它达到电场中的N点时速度变为水平方向,大小变为20,求M、两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g未经许可 请勿转载0.如以以下图,在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着b射线放射源P,已经知道射线实质为高速电子流，放射源放出b 粒子的速度v=1.107ms。足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置,相距d=2.10-2m,其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小E=2514N/。已经知道电子电量e1.119C，电子质量取m=90-31kg。求未经许可 请勿转载电子到达荧光屏上的动能；2荧光屏上的发光面积。11.如

14、以以下图，两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L,导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域图中的虚线范围,磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为S,相邻磁场区域的间距也为,S大于，磁场左、右两边界均与导轨垂直。现有一质量为m,电阻为r，边长为L的正方形金属框,由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨,在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域,最终线框恰好完全通过段磁场区域。地球表面处的重力加速度为g,感应电流的磁场可以忽略不计,求:未经许可 请勿转载刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度.2整个过程中金属框内产生的电热.3金属框完全进入第

15、kn段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率. 1、如以以下图,在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场。磁感应强度为B,方向水平并垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的带电微粒在此区域恰好作速度大小为的匀速圆周运动。重力加速度为g未经许可 请勿转载1求此区域内电场强度的大小和方向。2若某时刻微粒运动到场中距地面高度为的P点,速度与水平方向成45,如以以下图。则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高？未经许可 请勿转载3在问中微粒又运动点时,突然撤去磁场,同时电场强度大小不变,方向变为水平向右,则该微粒运动中距地面的最大高度是多少?未经许可 请勿转载HPBv45专

16、题4答案:：【例】【解析】1在瞬时冲量的作用时,木板A受水平面和小物块的摩擦力的冲量均可以忽略.取水平向右为正方向，对A由动量定理,有:I mA0代入数据得：0 =3.0/s2设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力大小分别为FfAB、FfBA、fA，B在A上滑行的时间为t,离开时A的速度为A，B的速度为BA、B对C位移为s、sB.未经许可 请勿转载对A由动量定理有:FfBA+fCAt = mAA-mA0对由动理定理有:FfAB = mBB其中由牛顿第三定律可得FfB= FfB，另FfCA = mmBg对A由动能定理有:FBA+FfCAs = /2A1/mA未经许可 请勿转载对B由动能定理有:fB

17、f sB= 1/mB未经许可 请勿转载根据动量与动能之间的关系有： AA = ,BB =未经许可 请勿转载木板的长度即B相对A滑动距离的大小,故L = A-sB，代入放数据由以上各式可得L= 0.5m.训练题答案:1F=1.5N 26.94N【例2】【解析】先让吊绳以最大拉力FTm = 200N工作时,物体上升的加速度为a,由牛顿第二定律有：a = ，代入数据得a = 5/2未经许可 请勿转载当吊绳拉力功率达到电动机最大功率Pm 1kW时,物体速度为，由Pm = T,得= 10ms.未经许可 请勿转载物体这段匀加速运动时间1 = 2s,位移 = 1/at 10.未经许可 请勿转载此后功率不变,

18、当吊绳拉力FT = mg时,物体达最大速度= =5m/s未经许可 请勿转载这段以恒定功率提升物体的时间设为t2,由功能定理有：P-mgh-s = m-m2未经许可 请勿转载代入数据得t2= .5s，故物体上升的总时间为 = t+t2=.75s即落水物体运动的最大速度为15m/s，整个运动过程历时7s.训练题答案:1P=kmgvm2t=v2kg2kgvm训练题答案:：【例3】【解析】1带电液油受重力mg和水平向左的电场力q,在水平方向做匀变速直线运动，在竖直方向也为匀变速直线运动，合运动为匀变速曲线运动未经许可 请勿转载由动能定理有：WG+W电 =EK,而EK =0重力做负功，WG0，故必有W电

19、0，即电场力做正功,故最高点位置一定在O点左侧.2从点到最高点运动过程中,运动过程历时为t，由动量定理：在水平方向取向右为正方向，有：E =-mco在竖直方向取向上为正方向，有：-mg=0-msin上两式相比得,故电场强度为 = 未经许可 请勿转载3竖直方向液滴初速度为1=n，加速度为重力加速度g，故到达最高点时上升的最大高度为h，则h 未经许可 请勿转载从进入点O到最高点由动能定理有-mgh E= 0,代入h值得U =【例4】【解析】木块受四个力作用,如以以下图,其中重力和浮力的合力竖直向上,大小为 = F浮-mg,而F浮 = 液Vg= 2木Vg = 2mg,故F = g在垂直于管壁方向有：

20、FN = Fcos = mgcs,未经许可 请勿转载在平行管方向受滑动摩擦力Ff =N =co，比较可知，Fsin = mgsin = 0.mg，Ff 0.mg，FsiFf故木块从A到B做匀加速运动，滑过B后F的分布和滑动摩擦力均为阻力,做匀减速运动，未到C之前速度即已为零,以后将在B两侧管间来回运动,但离B点距离越来越近,最终只能静止在处.未经许可 请勿转载1木块从A到过程中，由动能定理有:Fsn-FfL= /m未经许可 请勿转载代入、Ff各量得 = 2 = 2.3m.木块从开始运动到最终静止,运动的路程设为s,由动能定理有:FLsnf =K= 0未经许可 请勿转载代入各量得 = 3m训练题

21、答案:：:K=4【例5】答案:正电荷, 解:小球在C点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡,电场力的方向一定是向左的，与电场方向相同，如以以下图.因此小球带正电荷.未经许可 请勿转载 则有 小球带电荷量 1 2小球从点释放后,沿圆弧轨道滑下，还受方向指向轨道的洛仑兹力f,力f随速度增大而增大,小球通过C点时速度设为v最大，力f最大,且q和mg的合力方向沿半径O,因此小球对轨道的压力最大未经许可 请勿转载 由 通过C点的速度 小球在重力、电场力、洛仑兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动,有 3 最大压力的大小等于支持力训练题解:小球在沿杆向下运动时,受力情况如以以下图:在水平方向：N=q

22、v,所以摩擦力=Nqv当小球做匀速运动时:qE=qvbB 6分fqvBNqE小球在磁场中做匀速圆周运动时，又，所以 4分小球从运动到b的过程中，由动能定理得：而 所以则 8分【例6】.16分1由 分 分得1分2由 分 得 1分由动量定理，得 1分 其中 1分得 1分 或3K接3后的充电电流1分 分 得=常数 1分所以ab棒的运动性质是“匀加速直线运动,电流是恒定的。1分 1分，根据能量转化与守恒得 1分 1分 或训练题新海中学18分Mggsn 分未经许可 请勿转载v=6m 2分,2M-ms s Q=M+mv2 2分，未经许可 请勿转载=Mgsgs in v1.4 分未经许可 请勿转载 2分3q

23、=4C 1分棒从释放到开始匀速运动的过程中,由动量定理:即： 分1B2.C5.答案:：1设在t时间内,CO2分子运动的距离为,则 L=t 打在平板上的分子数 N=n S A 故单位时间内打在平板上的C02的分子数为 得 N=n S A 2根据动量定理 Ft2mN = m解得 F=nS2 O2气体对平板的压力 /= F=nS 7答案:：1物块沿斜面下滑过程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动,设下滑加速度为a ，到达斜面底端B时的速度为,则 代入数据解得：m/ 2设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为vA,在A点受到圆轨道的压力为，由机械能守恒定律得: 物块运动到圆轨道的最高点A时,由牛

24、顿第二定律得:代入数据解得： N=0N 由牛顿第三定律可知，物块运动到圆轨道的最高点时，对圆轨道的压力大小=N=0N8答案:：1汽艇以v=5m速度航行时所受阻力为fkv 其牵引力为： Ffkvm 根据牛顿运动定律有: F-fma 代入数据得： a=1m/s 2水向后的速度为u，根据动量定理有: mu 代入数据解得: 9.答案:：:：带电小球从M运动到N的过程中，在竖直方向上小球仅受重力作用，从初速度v匀减速到零。水平方向上小球仅受电场力作用，速度从零匀加速到2v。竖直位移：水平位移: 又 所以:所以M、N两点间的电势差从M运动到N的过程，由动能定理得：又 所以101分1由动能定理 E K 2分

25、 未经许可 请勿转载 EK= =1.10-16J 4分未经许可 请勿转载2 射线在A、B间电场中被加速，除平行于电场线的电子流外,其余均在电场中偏转,其中和铅屏平行的电子流在纵向偏移距离最大相当于平抛运动水平射程。未经许可 请勿转载 t 3s 2分 r v0t=.007 310-931-2m 在荧光屏上观察到的范围是半径为3.2502米的圆 2分圆面积 S =r22.31-3m2 4分未经许可 请勿转载1.1设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为0，金属框在进入和穿出第一段匀强磁场区域的过程中，线框中产生平均感应电动势为未经许可 请勿转载 . .1分未经许可 请勿转载平均电流强度为不考虑电

26、流方向变化 . . .分未经许可 请勿转载由动量定理得: .分未经许可 请勿转载 同理可得: 整个过程累计得: .分未经许可 请勿转载解得: .1分未经许可 请勿转载金属框沿斜面下滑机械能守恒: .1分未经许可 请勿转载 .1分未经许可 请勿转载2金属框中产生的热量Q=mg. .2分未经许可 请勿转载Q.分未经许可 请勿转载3金属框穿过第k-1个磁场区域后，由动量定理得：.2分金属框完全进入第k个磁场区域的过程中，由动量定理得: .1分解得：.1分未经许可 请勿转载功率:.2分未经许可 请勿转载12.解:1带电微粒在做匀速圆周运动，电场力与重力应平衡，因此: m=q 解得: 方向: 竖直向下P45 2粒子作匀速圆周运动,轨道半径为,如以以下图。 最高点与地面的距离为： 解得: 该微粒运动周期为: 运动到最高点所用时间为： 3设粒子升高度为,由动能定理得: 解得: 微粒离地面最大高度为: 未经允许 请勿转载