高考物理知识点《动量定理》考点巩固（2019年最新版） - 高考物理题库

高考物理知识点《动量定理》考点巩固（2019年最新版）(八)

2019-07-03 00:12:43 【大中小】

1、简答题如图所示，一个足够长的金属导轨PQ、MN固定在水平面内，PQ、MN两导轨间的距离L=0.50m，PM间接入R=0.4Ω的电阻．一根质量为m=0.5kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好，abMP围成一个正方形．该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中，ab棒与导轨间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等且均为Fm=1.0N，ab棒的电阻为r=0.1Ω，其余电阻不计．开始时（t=0），磁感应强度为B0=0.50T．
求：
（1）若从t=0时开始，调节磁感应强度的大小，使其以

△B
△t

=0.2T/s的变化率均匀增加，求经过多长时间ab棒开始滑动及此时通过ab棒的电流方向？
（2）若保持磁感应强度的大小恒为B0=0.50T，在t=0时刻给ab棒一个向右的瞬时冲量I，接着ab棒在导轨上运动了S=2m后停下来，已知在此过程中，整过回路中电阻上产生的电热为Q=2J，求冲量I的大小．

参考答案：（1）以ab棒为研究对象，当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I，以ab棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力fm相等（导体棒刚滑动的临界条件）时ab棒开始滑动．?
由F=BIL=fm?
B=B0+△B△tt=（0.5+0.2t）T
闭合电路欧姆定律：I=ER
法拉第电磁感应定律：E=△?△t=△BL2△t
由以上各式求出，经时间t=97.5 s后ab棒开始滑动，
由楞次定律可判定棒ab中感应电流的方向由a→b（或顺时针方向）
（2）t=0时刻给ab棒冲量I时，ab棒获得的速度为v0，ab棒切割磁感线产生感应电流，受安培力和摩擦力作用作减速运动，直到停止，由能量守恒关系有：
12mv20=Q+f?S
代入数据可解得：v0=4m/s?
所以冲量：I=mv0=2N?s?
答：（1）经过97.5 s后ab棒开始滑动，此时通过ab棒的电流方向由a→b（或顺时针方向）．
（2）冲量I的大小是2N?s．

本题解析：

本题难度：一般

2、简答题如图所示，质量为mA=4.9kg，长为L="0.50" m，高为h="0.20" m的木块A放在水平地面上，质量为mB=1.0kg的小木块B(可视为质点)放在木块A的右端，质量为mC=0.10kg、初速度大小为v0=100m/s的子弹C从A的左端水平射入并和它一起以共同速度运动(射入时间忽略不计)．若A、B之间接触面光滑，A和地面之间的动摩擦因数为=0.25，取g=10m/s2．求：
（1）子弹刚射入木块A后它们的共同速度；
（2）子弹射入A后到B落地的时间t；
（3）A滑行的总路程s．

参考答案：（1）2m/s（2）0.53s（3）0.7m

本题解析：（1）C从A的一端射入并和它一起以速度运动的极短时间内A、C组成的系统动量守恒，则：?①（2分）
代入数据并解得　?水平向右?②（3分）
（2）因A和B之间光滑，B相对地处于静止，设B经时间离开A的瞬间，A的速度为，则由动能定理和动量定理得：
? ……….. ③（2分）
? ……….. ④（2分）
? ……….. ⑤（2分）
由以上各式联立求解得：??……….. ⑥（2分）
B离开A后做自由落体运动，则由得
? ……….. ⑦（1分）
子弹射入A后到B第一次落地的时间为　　?⑧（1分）
（3）B离开A后，A做匀减速直线运动至速度为零，则由动能定理得：
? ……….. ⑨（2分）
? ……….. ⑩（2分）
由以上各式联立求解得?………..（1分）
整个过程中A滑动的路程为：? ………..（1分）