（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 微專題46 動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用加練半小時(shí)（含解析）

《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 微專題46 動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用加練半小時(shí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 微專題46 動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用加練半小時(shí)（含解析）（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用 [方法點(diǎn)撥]　(1)注意動(dòng)量的矢量性及動(dòng)量變化量的矢量性.(2)動(dòng)量定理Ft＝p′－p中“Ft”為合外力的沖量.(3)要明確過(guò)程的初、末狀態(tài). 1.(2019·湖北省黃岡市質(zhì)檢)一小球從水平地面上方無(wú)初速度釋放，與地面發(fā)生碰撞后反彈至速度為零，假設(shè)小球與地面碰撞沒(méi)有機(jī)械能損失，運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力大小不變，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.上升過(guò)程中小球動(dòng)量改變量等于該過(guò)程中空氣阻力的沖量 B.小球與地面碰撞過(guò)程中，地面對(duì)小球的沖量為零 C.下落過(guò)程中小球動(dòng)能的改變量等于該過(guò)程中重力做的功 D.從釋放到反彈至速度為零過(guò)程中小球克服空氣阻力做的功等于重力做的功 2.(

2、2018·重慶市八中模擬)航天器離子發(fā)動(dòng)機(jī)原理如圖1所示，首先電子槍發(fā)射出的高速電子將中性推進(jìn)劑離子化(即電離出正離子)，正離子被正、負(fù)極柵板間的電場(chǎng)加速后從噴口噴出，從而使航天器獲得推進(jìn)或姿態(tài)調(diào)整的反沖力.已知單個(gè)正離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，正、負(fù)柵板間加速電壓為U，從噴口噴出的正離子所形成的電流為I.忽略離子間的相互作用力，忽略離子噴射對(duì)航天器質(zhì)量的影響.該發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的平均推力F的大小為(　　) 圖1 A.IB.IC.ID.2I 3.(多選)A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，如圖2所示為兩球碰撞前后的位移－時(shí)間圖象.a、b分別為A、B兩球碰撞前的位移－時(shí)間圖象，c為碰撞后兩球共

3、同運(yùn)動(dòng)的位移－時(shí)間圖象.若A球的質(zhì)量m＝2kg，則由圖可知下列結(jié)論正確的是(　　) 圖2 A.A、B碰撞前的總動(dòng)量為3kg·m/s B.碰撞時(shí)A對(duì)B所施加的沖量為－4N·s C.碰撞前后A的動(dòng)量變化量為4kg·m/s D.碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10J 4.(多選)(2017·山東省德州市一模)物體僅在力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，力F隨時(shí)間變化的圖象如圖3所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A.0～3s內(nèi)，力F所做的功等于零，沖量也等于零 B.0～4s內(nèi)，力F所做的功等于零，沖量也等于零 C.第1s內(nèi)和第2s內(nèi)的速度方向相同，加速度方向相反 D.第

4、3s內(nèi)和第4s內(nèi)的速度方向相反，加速度方向相同 5.(2018·安徽省馬鞍山二中模擬)如圖4所示，質(zhì)量為m的小球以速度v0水平拋出，恰好與傾角為30°的斜面垂直相碰，其彈回速度的方向與碰前相反，大小與拋出時(shí)的速度大小相等，則小球與斜面碰撞過(guò)程中受到的沖量大小為(　　) 圖4 A.mv0B.2mv0C.3mv0D.6mv0 6.(多選)1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測(cè)定質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，用宇宙飛船(質(zhì)量m)去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭(質(zhì)量mx，發(fā)動(dòng)機(jī)已熄滅)，如圖5所示，接觸以后，開動(dòng)飛船尾部的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速，推進(jìn)器的平均推力為F，開動(dòng)時(shí)間Δt

5、，測(cè)出飛船和火箭組的速度變化是Δv，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖5 A.推力F越大，就越大，且與F成正比 B.推力F通過(guò)飛船m傳遞給了火箭mx，所以m對(duì)mx的彈力大小應(yīng)為F C.火箭質(zhì)量mx應(yīng)為 D.火箭質(zhì)量mx應(yīng)為－m 7.如圖6甲所示，光滑水平面上的O處有一質(zhì)量為m＝2kg的物體.物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力的作用，F(xiàn)1＝4N，方向向右，F(xiàn)2的方向向左，大小如圖乙所示.物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，則在0～2s時(shí)間內(nèi)下列結(jié)論不正確的是(　　) 圖6 A.加速度的最大值為1m/s2 B.當(dāng)t＝1s時(shí)速度最大，最大值為0.5m/s C.合外力的沖量為8N·s D.當(dāng)

6、t＝1.5s時(shí)物體的加速度大小為0.5m/s2 8.(多選)(2018·安徽省合肥市八中模擬)如圖7所示，一顆隕石進(jìn)入到地球周圍的空間中，它的運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線abc所示，b為距地球最近點(diǎn).隕石質(zhì)量保持不變，不計(jì)阻力，圖中虛線是以地心為圓心的同心圓，則下列說(shuō)法正確的有(　　) 圖7 A.在地球的引力作用下，隕石做曲線運(yùn)動(dòng) B.在b點(diǎn)，隕石的動(dòng)量最大 C.在b點(diǎn)，隕石動(dòng)量的變化率最大 D.在a、c點(diǎn)，隕石動(dòng)量的變化率最大 9.(2018·河北省邢臺(tái)市質(zhì)檢)汽車碰撞試驗(yàn)是綜合評(píng)價(jià)汽車安全性能的有效方法之一.設(shè)汽車在碰撞過(guò)程中受到的平均撞擊力達(dá)到某個(gè)臨界值F0時(shí)，安全氣囊爆開.某次試驗(yàn)

7、中，質(zhì)量m1＝1600kg的試驗(yàn)車以速度v1＝36km/h正面撞擊固定試驗(yàn)臺(tái)，經(jīng)時(shí)間t1＝0.10s碰撞結(jié)束，車速減為零，此次碰撞安全氣囊恰好爆開.忽略撞擊過(guò)程中地面阻力的影響. (1)求此過(guò)程中試驗(yàn)車受到試驗(yàn)臺(tái)的沖量I0的大小及F0的大?。? (2)若試驗(yàn)車以速度v1撞擊正前方另一質(zhì)量m2＝1600kg、速度v2＝18km/h同向行駛的汽車，經(jīng)時(shí)間t2＝0.16s兩車以相同的速度一起滑行.試通過(guò)計(jì)算分析這種情況下試驗(yàn)車的安全氣囊是否會(huì)爆開. 10.某游樂(lè)場(chǎng)入口旁有一噴泉，在水泵作用下會(huì)從魚模型背部噴出豎直向上的水柱，將站在沖浪板上的MickeyMouse模型托

8、起，穩(wěn)定地懸停在空中，伴隨著音樂(lè)旋律，MickeyMouse模型能夠上下運(yùn)動(dòng)，引人駐足，如圖8所示.這一景觀可做如下簡(jiǎn)化，水柱從橫截面積為S0的魚背部噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出，設(shè)同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相同，沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積，保證所有水都能噴到?jīng)_浪板的底部.水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽略不計(jì)，沖擊沖浪板后，水在豎直方向的速度立即變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開.已知MickeyMouse模型和沖浪板的總質(zhì)量為M，水的密度為ρ，重力加速度大小為g，空氣阻力及水的粘滯阻力均可忽略不計(jì)，噴水的功率定義為單位時(shí)間內(nèi)噴口噴出水的動(dòng)能. 圖8 (1

9、)求噴泉噴水的功率P. (2)試計(jì)算MickeyMouse模型在空中懸停時(shí)離噴口的高度h. (3)實(shí)際上，當(dāng)我們仔細(xì)觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)噴出的水柱在空中上升階段并不是粗細(xì)均勻的，而是在豎直方向上一頭粗、一頭細(xì).請(qǐng)你說(shuō)明上升階段的水柱是上端較粗還是下端較粗，并說(shuō)明水柱呈現(xiàn)該形態(tài)的原因. 答案精析 1.D 2.A　[以正離子為研究對(duì)象，由動(dòng)能定理得qU＝mv2，Δt時(shí)間內(nèi)通過(guò)的總電荷量為Q＝IΔt，噴出的正離子總質(zhì)量為M＝m＝m.由動(dòng)量定理可知正離子所受的平均沖量Δt＝Mv，聯(lián)立以上式子可得＝I，根據(jù)牛頓第三定律可知，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的平均推力F＝I，故A正確.] 3.BCD　[

10、由題圖可知，碰撞前有vA＝＝m/s＝－3m/s，vB＝＝m/s＝2m/s，碰撞后有vA′＝vB′＝v＝＝m/s＝－1m/s；對(duì)A、B組成的系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，A、B兩球沿一直線運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰，碰撞前后兩球都是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，碰撞前后A的動(dòng)量變化ΔpA＝mvA′－mvA＝4kg·m/s，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碰撞前后B的動(dòng)量變化為ΔpB＝－ΔpA＝－4kg·m/s，同理ΔpB＝mB(vB′－vB)，所以mB＝＝kg＝kg，所以A與B碰撞前的總動(dòng)量p總＝mvA＋mBvB＝－kg·m/s，由動(dòng)量定理可知，碰撞時(shí)A對(duì)B所施加的沖量IB＝ΔpB＝－4kg·m/s＝－4N·s.碰撞中A、B兩

11、球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能ΔEk＝mvA2＋mBvB2－(m＋mB)v2，代入數(shù)據(jù)解得ΔEk＝10J，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確.] 4.AD 5.C　[小球在碰撞斜面前做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)碰撞斜面時(shí)小球速度為v′，由幾何關(guān)系得v′＝＝2v0，碰撞過(guò)程中，小球速度由v′變?yōu)榉聪虻膙0，以反彈的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理可得，小球與斜面碰撞過(guò)程中受到的沖量大小I＝mv0－(－2mv0)＝3mv0，故選C.] 6.AD　[對(duì)整體由動(dòng)量定理可得：FΔt＝(m＋mx)Δv；由公式可得，F(xiàn)＝(m＋mx)，因質(zhì)量不變，故推力F越大，就越大，且與F成正比，故A正確；對(duì)mx分析可得：FN＝mx，故FN小于F，故B

12、錯(cuò)誤；火箭的質(zhì)量mx＝－m，故C錯(cuò)誤，D正確.] 7.C　[物體在t＝0或t＝2s時(shí)，合力最大，加速度最大，t＝0時(shí)，am＝＝m/s2＝1m/s2，方向水平向右；t＝2s時(shí)，am＝＝m/s2＝1m/s2，方向水平向左，故A正確； 根據(jù)題圖得，F(xiàn)2＝(2t＋2)N，則F2＝4N時(shí)，對(duì)應(yīng)t1＝1s 合力為零時(shí)，加速度為零，速度最大，根據(jù)動(dòng)量定理 F1t1－2t1＝mvm－0，有4×1N·s－×1N·s＝2vm－0 解得：vm＝0.5m/s，故B正確；在2s內(nèi)F1產(chǎn)生的沖量：I1＝F1t＝4×2N·s＝8N·s，方向向右；F2產(chǎn)生的沖量：I2＝2t＝×2N·s＝8N·s，方向向左；由于兩個(gè)

13、力的沖量大小相等，方向相反，所以合外力的沖量大小為0，故C錯(cuò)誤；當(dāng)t＝1.5s時(shí)，F(xiàn)2＝5N，根據(jù)牛頓第二定律：a＝＝m/s2＝0.5m/s2，故D正確.] 8.ABC　[隕石受到的合力(地球的引力)與運(yùn)動(dòng)速度不共線，所以隕石做曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確；隕石在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，萬(wàn)有引力先做正功，后做負(fù)功，所以速度先增大后減小，在b點(diǎn)隕石的速度達(dá)到最大，動(dòng)量最大，故B正確；由動(dòng)量定理可知，動(dòng)量的變化率即為物體受到的合外力的大小，b為距地球最近點(diǎn)，隕石在b點(diǎn)受到的合外力最大，所以在b點(diǎn)，隕石的動(dòng)量變化率最大，故C正確，D錯(cuò)誤.] 9.(1)1.6×104N·s　1.6×105N　(2)見解析 解析　(1

14、)v1＝36km/h＝10m/s，取速度v1的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理有－I0＝0－m1v1① 將已知數(shù)據(jù)代入①式得I0＝1.6×104N·s② 由沖量定義有I0＝F0t1③ 將已知數(shù)據(jù)代入③式得F0＝1.6×105N④ (2)設(shè)試驗(yàn)車和汽車碰撞后獲得共同速度v，以v1的方向?yàn)檎较颍? 由動(dòng)量守恒定律有m1v1＋m2v2＝(m1＋m2)v⑤ 對(duì)試驗(yàn)車，由動(dòng)量定理有－Ft2＝m1v－m1v1⑥ 將已知數(shù)據(jù)代入⑤⑥式得F＝2.5×104N⑦ 可見F＜F0，故試驗(yàn)車的安全氣囊不會(huì)爆開. 10.(1)ρS0v03　(2)－　(3)見解析 解析　(1)噴泉噴水的功率為： P＝＝＝＝＝ρS0v03. (2)以向上為正方向，以Δt內(nèi)沖擊沖浪板底部的水柱為研究對(duì)象，設(shè)碰到?jīng)_浪板時(shí)水的速度大小為v： F·Δt＝Δp＝Δm·Δv＝ρS0v0Δt·Δv＝ρS0v0Δt·(0－v) 所以：F＝－ρS0v0v 根據(jù)牛頓第三定律：F′＝－F＝Mg 所以：Mg＝ρS0v0v得：v＝ 水從噴口噴出后再做豎直上拋運(yùn)動(dòng)： v2－v02＝－2gh， 所以：h＝－. (3)從噴口噴出的水的流量Q＝S0v0是定值，單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的體積不變Q＝S0v0＝Sivi，在vi不斷變小時(shí)，橫截面積Si在不斷增大，因此上升階段的水柱呈現(xiàn)的形態(tài)是上端較粗. 7