第一章动量守恒定律解答题专项特训-2023-2024学年高中物理人教版选择性必修第一册

第一章动量守恒定律解答题专项特训-2023-2024学年高中物理人教版选择性必修第一册 1．篮球运动员高高跃起将篮球以v＝2m/s的速度从距地面高h1＝3m的篮筐内竖直向下灌入（篮球可以看做质点，不考虑空气阻力和篮网对篮球阻碍），篮球竖直下落与地面碰撞后弹起，竖直上升的最大高度距离地面高h2＝1.8m，重力加速度g取10m/s2。求 （1）篮球下落过程中的时间； （2）取竖直向下为正方向，篮球与地面碰撞过程速度的变化量。 2．某同学对着墙壁练习踢球技术，其模型简化如图所示。质量为m的足球，以大小为v0的速度向右运动，与墙壁碰撞后以大小为v的速度向左运动，足球与墙壁碰撞接触时间为t，忽略所有阻力，求： （1）足球动量变化量的大小； （2）足球与墙壁碰撞过程中的平均加速度大小； （3）墙壁对足球做的功。 3．如图所示，质量为m的茶杯（视为质点）放在水平餐桌的转盘上，茶杯到转轴的距离为r，转盘匀速转动，每秒钟转n周，茶杯与转盘保持相对静止。求： （1）茶杯所受的摩擦力大小f； （2）每转半周茶杯的动量变化量大小。 4．如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。（提示：可以尝试把小球所受合力看作新的重力）求： （1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小； （2）小球到达A点时动量的大小； 5．如图所示，形状、材料相同的物块a、b静止在足够长的粗糙水平面上，b左端固定一劲度系数足够大的轻弹簧c，a、b、c中心共线，c左端与a相距。现给a一水平向右的初速度v，a刚接触c时的速度为，此后a的速度减为零时恰好与c分离，且此时b的速度恰好为。已知物块a、b质量分别为2m、m，两物块均可视为质点，重力加速度为g，忽略空气阻力，求： （1）物块a、b与水平面间的动摩擦因数； （2）物块a与c接触的时间t； （3）物块a与c刚分离时，物块b的位移大小x。 6．辘轳是我国古老的打水工具，如图，其结构由辘轳头、摇柄等部分组成，辘轳头和摇柄固定，转动摇柄即可打水。某次打水，桶装满水后桶和水的总质量为，摇柄转动，将桶先匀加速再匀减速提到井口，到井口时速度刚好为零，整个过程水桶上升了10m，，忽略空气阻力。求： （1）打水整个过程中绳索拉力做的功 （2）在这次打水过程中，当桶提到井口停下时，绳索突然断裂，桶又掉进井里，撞击水面0.5s后速度减为0（此过程水未溢出来），求桶撞击水面时的速度大小及撞击水面的平均作用力大小。 7．如图所示，水平轨道与竖直圆轨道底部平滑连接，圆轨道的上方有一个缺口CD，CD关于通过圆轨中心O的竖直线对称，缺口的圆心角，圆轨道的半径。一质量的小球从A点由静止在（x为物体的位移）的力作用下开始运动，到圆轨道最低点B时撤去F，小球从C点飞过缺口后能无碰撞地经D点回到圆轨道。不计一切摩擦，重力加速度； （1）小球通过C点时的速度； （2）AB两点间的距离； （3）若将力F改为（v为物体的速度），AB两点间的距离不变，仍要满足小球从C点飞过缺口后能无碰撞地经D点回到圆轨道，求小球初速度为多少。 8．如图所示，一高空作业的工人重为600N，系一条长为的安全带，若工人不慎跌落，在安全带拉伸过程中给工人的缓冲时间，g取10。求： （1）人从跌落到安全带最长时，重力对人的冲量； （2）人从跌落到安全带最长的过程中，安全带对人的平均冲力是多大？ 9．工业化流水线生产，极大地提高生产效率。图为某瓶装饮料生产车间中两段分别单独匀速运动的传送带俯视图，AB段为直线型，长度L=16m；BC段半圆型，半径r=4m；B处无缝连接。工人在A点将质量为m=0.12kg的纸箱轻轻放下。当纸箱运动到B点时，机器把12个质量为m0的同规格空瓶子装入纸箱，且操作时间极短。接着纸箱在半圆形传送带的带动下运动到C点，通过机器给瓶子注入饮料。已知纸箱与两段传送带间的滑动摩擦因数均为μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求： （1）若AB段传送带的速度大小为v1=4m/s，则纸箱从A点运动到B点所需的时间t； （2）若AB段传送带的速度大小为v2=8m/s，要使纸箱以及空瓶子以最短的时间运动到C点，则每个空瓶子的质量m0应该设计为多少。 10．水平固定一光滑长杆，杆上P点正下方处固定一光滑定滑轮，一质量为的滑块A套在细杆上，下端系一长的轻质细绳绕过定滑轮，悬挂一质量为的小球B，用水平外力F将滑块A拉至P点左侧C点，绳与竖直方向夹角，