2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第七章動(dòng)量守恒定律第30講動(dòng)量動(dòng)量定理教學(xué)案新人教版

1、第30講 動(dòng)量 動(dòng)量定理研讀考綱明方向考綱要求復(fù)習(xí)指南內(nèi)容要求考情分析：近幾年高考既有對(duì)本章內(nèi)容的單獨(dú)考查，也有跟運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、能量、電磁場(chǎng)等內(nèi)容相結(jié)合的綜合考查。單獨(dú)命題往往是選擇題，綜合考查往往出現(xiàn)在計(jì)算題。命題趨勢(shì)：從近幾年的考試情況來看單獨(dú)命題都是比較基礎(chǔ)的選擇題，從命題趨勢(shì)上看對(duì)本章內(nèi)容與其他知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行考查，以及與實(shí)際生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技相結(jié)合進(jìn)行綜合考查的幾率非常高，在復(fù)習(xí)中應(yīng)當(dāng)多注意這方面的問題。動(dòng)量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用彈性碰撞和非彈性碰撞實(shí)驗(yàn)七：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律重讀教材定方法1.p1觀察彩圖中的分叉的粒子徑跡可以得出什么判斷？提示：分裂前與分裂后總動(dòng)量相同。2

2、p6問題與練習(xí)t2，從紙帶上能獲取什么物理量？提示：小車碰撞前后的速度。3p10科學(xué)足跡體會(huì)動(dòng)量定理反映力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)，動(dòng)能定理反映力對(duì)空間的積累效應(yīng)。4p11做一做，結(jié)合問題與練習(xí)t1，說出動(dòng)量與動(dòng)能兩者的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)以及兩者的聯(lián)系。提示：相同點(diǎn)：都與物體的速度及質(zhì)量有關(guān)，都是物體的質(zhì)量越大、速度越大，就越大。不同點(diǎn)：動(dòng)量是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量；動(dòng)量的大小與速度成正比，動(dòng)能的大小與速度的平方成正比；動(dòng)量的單位為kgm/s 或ns，動(dòng)能的單位為j。聯(lián)系：ek，p。5p1112問題與練習(xí)t1、t2：將錯(cuò)誤選項(xiàng)改正。t4：說明重力是否可以忽略。提示：t1：(1)2,4。(2)動(dòng)量變化，動(dòng)能不變，

3、若規(guī)定向東為正方向，動(dòng)量變化12 kgm/s。(3)若規(guī)定向東為正方向，動(dòng)量的矢量和為6 kgm/s，動(dòng)能之和為33 j。t2：a項(xiàng)，動(dòng)量將等于p；c項(xiàng)，動(dòng)能將等于4ek。t4：考慮重力時(shí)，沖擊力f8400 n，不考慮重力時(shí)，沖擊力f8000 n，故不可忽略重力。6p1213閱讀“動(dòng)量守恒定律”一段，嘗試自己推導(dǎo)動(dòng)量守恒定律。提示：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)量定理或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)。7p1415例題2體會(huì)動(dòng)量守恒定律的列式方法；若已知爆炸時(shí)的高度h，是否可以求出兩塊落地點(diǎn)距離？提示：綜合應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可求出。8p16思考與討論該動(dòng)量變化的方向與石板對(duì)球的作用力沖量的關(guān)系怎樣？若存在摩

4、擦力會(huì)怎樣？提示：利用平行四邊形定則分解可知，該動(dòng)量變化的方向與石板對(duì)球的作用力沖量的方向相同。若存在摩擦力，則動(dòng)量變化的方向與總沖量的方向相同。9p1617問題與練習(xí)t4：距離最近的特征？系統(tǒng)遵守的規(guī)律？系統(tǒng)減少的動(dòng)能呢？t5：可以逐節(jié)計(jì)算，也可以整體考慮，體會(huì)整體分析的優(yōu)勢(shì)。t7：若擺至最低點(diǎn)時(shí)有第二顆同樣子彈射入，射入后擺動(dòng)的最大偏角是多少？提示：t4：距離最近時(shí)兩粒子速度相同，兩粒子組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。t7：須分類討論，分射入速度與沙袋速度方向相同時(shí)、相反時(shí)兩種情況討論，綜合應(yīng)用機(jī)械能守恒定律與動(dòng)量守恒定律求解。10p18思考與討論以及下方分類討論，結(jié)合p19邊

5、批，體會(huì)對(duì)結(jié)果評(píng)估的方法。11p19圖16.43，你能從動(dòng)量定理角度對(duì)圖中情景解釋嗎？你對(duì)兩種碰撞應(yīng)該具有的規(guī)律有什么判斷？提示：對(duì)兩種情況中，碰撞時(shí)兩球分別進(jìn)行受力分析，并分別對(duì)比其所受沖量和動(dòng)量變化。都遵循動(dòng)量守恒定律。12完成p20思考與討論，并理解圖16.45各軌跡的畫出的依據(jù)。提示：如圖所示，兩球碰撞前后動(dòng)量守恒，動(dòng)量是矢量，合成與分解遵循平行四邊形定則。13p21問題與練習(xí)t2：碰撞后兩球速度應(yīng)滿足什么條件？你能否改編成選擇題？體會(huì)物理規(guī)律對(duì)結(jié)果預(yù)判的重要作用。t4：體會(huì)一般論證問題的方法(假設(shè)一些物理量，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系，從欲研究的物理量表達(dá)式中尋找決定因素)。t5：通過計(jì)算重

6、現(xiàn)歷史的重大發(fā)現(xiàn)。t6：思考碰撞的定義，總結(jié)“碰撞一定動(dòng)量守恒”。提示：t2：(1)碰撞前后動(dòng)量守恒；(2)碰撞后總機(jī)械能不大于碰撞前的；(3)速度符合實(shí)際，例如碰前位置在后的a球，碰后速度若與b球同向，則速度不大于b球。t4：根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解出中子速率的表達(dá)式，再分析討論。t5：根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解。t6：“碰撞”在物理學(xué)中表現(xiàn)為兩粒子或物體間極短的相互作用，外力的影響一般可以忽略，故動(dòng)量一定守恒。14p23思考與討論人要獲得更大速度，可以采取什么措施？人若要改變運(yùn)動(dòng)方向該怎樣拋出物體？(太空中飛船調(diào)整姿態(tài)是靠噴出氣體)提示：利用反沖的原理分析，人要獲得更大速度，應(yīng)以更大速度拋出手中的物

7、體，人若要改變運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)該向相反的方向拋出物體。15p2425問題與練習(xí)t1、t2：體會(huì)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)參考系應(yīng)該如何選取。t3：要使皮劃艇停止運(yùn)動(dòng)，可以怎么辦？提示：t1：以飛船為參考系。t2：以地面為參考系分析，或參考火箭加速的原理以飛機(jī)為參考系分析。t3：利用反沖原理分析，可以朝皮劃艇運(yùn)動(dòng)方向射擊，直到皮劃艇停止運(yùn)動(dòng)。第30講動(dòng)量動(dòng)量定理基礎(chǔ)命題點(diǎn)動(dòng)量、沖量、動(dòng)量的變化量1動(dòng)量、沖量、動(dòng)量的變化量的定義(1)動(dòng)量：物體的質(zhì)量與速度的乘積。即pmv。方向與速度的方向相同，是矢量。(2)沖量：力和力的作用時(shí)間的乘積。即ift。方向與力的方向相同，是矢量。(3)動(dòng)量的變化量：物體的末動(dòng)量減去

8、初動(dòng)量。即pmv2mv1或pp2p1。p是矢量。2對(duì)動(dòng)量的理解(1)動(dòng)量的兩性瞬時(shí)性：動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，是針對(duì)某一時(shí)刻或位置而言的。相對(duì)性：動(dòng)量與參考系的選取有關(guān)，通常情況是指相對(duì)地面的動(dòng)量。(2)動(dòng)量與動(dòng)能的比較動(dòng)量動(dòng)能物理意義描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量定義式pmvekmv2標(biāo)矢性矢量標(biāo)量變化因素物體所受沖量外力所做的功大小關(guān)系pek對(duì)于給定的物體，若動(dòng)能發(fā)生了變化，動(dòng)量一定也發(fā)生了變化；而動(dòng)量發(fā)生變化，動(dòng)能不一定發(fā)生變化。它們都是相對(duì)量，均與參考系的選取有關(guān)，高中階段通常選取地面為參考系都是針對(duì)某一時(shí)刻或位置而言的。3對(duì)沖量的理解(1)沖量的兩性時(shí)間性：沖量不僅由力決定，還由力

9、的作用時(shí)間決定，恒力的沖量等于該力與該力的作用時(shí)間的乘積。矢量性：對(duì)于方向恒定的力來說，沖量的方向與力的方向一致；對(duì)于作用時(shí)間內(nèi)方向變化的力(合力)來說，沖量的方向與相應(yīng)時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量改變量的方向一致。(2)作用力和反作用力的沖量：一定等大、反向，但作用力和反作用力做的功之間并無必然聯(lián)系。(3)沖量與功的比較沖量功定義作用在物體上的力和力的作用時(shí)間的乘積作用在物體上的力和物體在力的方向上的位移的乘積單位nsj公式ift(f為恒力)wflcos(f為恒力)標(biāo)矢性矢量標(biāo)量意義表示力對(duì)時(shí)間的累積是動(dòng)量變化的量度表示力對(duì)空間的累積是能量變化的量度都是過程量，都與力的作用過程相互聯(lián)系(4)變力沖量的計(jì)算

10、方法動(dòng)量定理若力的大小或方向變化，i無法直接求得，可利用ip間接求出，這是求變力沖量的首選方法(間接法)平均力法如果力隨時(shí)間是均勻變化的，則(f0ft)，該變力的沖量為i(f0ft)tft圖象ft圖線與時(shí)間軸圍成的“面積”表示力的沖量1(多選)關(guān)于動(dòng)量的變化，下列說法中正確的是()a做單向直線運(yùn)動(dòng)的物體速度增大時(shí)，動(dòng)量的變化量p的方向與速度方向相同b做單向直線運(yùn)動(dòng)的物體速度減小時(shí)，動(dòng)量的變化量p的方向與速度方向相反c物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的變化量p為零d物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的變化量p為零答案ab解析動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的變化量是末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差。物體的速度大小不變，如果方向改變，動(dòng)

11、量變化量p不為零，c、d錯(cuò)誤；做單向直線運(yùn)動(dòng)的物體，其初、末動(dòng)量的方向相同，速度增大時(shí)，動(dòng)量變化量與速度同向，速度減小時(shí)，動(dòng)量變化量與速度反向，a、b正確。2(多選)兩個(gè)質(zhì)量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個(gè)光滑斜面由靜止開始自由下滑，在它們到達(dá)斜面底端的過程中()a重力的沖量相同 b重力的功相同c斜面彈力的沖量均為零 d斜面彈力的功均為零答案bd解析設(shè)斜面高為h，傾角為，物體質(zhì)量為m，則兩物體滑至斜面底端的過程，重力做功均為mgh，b正確；物體滑至底端的過程，可由gsint2求出下滑的時(shí)間t ，則重力的沖量igmgt，與有關(guān)，故重力的沖量不同，a錯(cuò)誤；斜面彈力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功

12、，但彈力的沖量不為零，c錯(cuò)誤，d正確。3一質(zhì)量為58 g的網(wǎng)球，以40 m/s的速度水平飛來，某運(yùn)動(dòng)員以60 m/s的速度反向擊回的過程中，網(wǎng)球的動(dòng)量變化為()a大小為1.16 kgm/s，方向與初速度方向相同b大小為1.16 kgm/s，方向與初速度方向相反c大小為5.8 kgm/s，方向與初速度方向相同d大小為5.8 kgm/s，方向與初速度方向相反答案d解析規(guī)定初速度方向?yàn)檎较?，網(wǎng)球初狀態(tài)的動(dòng)量為：p1mv10.05840 kgm/s2.32 kgm/s，末狀態(tài)的動(dòng)量為：p2mv20.058(60) kgm/s3.48 kgm/s，則動(dòng)量的變化量為：pp2p13.48 kgm/s2.3

13、2 kgm/s5.8 kgm/s，負(fù)號(hào)表示動(dòng)量變化量的方向與初速度方向相反，故d正確，a、b、c錯(cuò)誤。能力命題點(diǎn)一動(dòng)量定理的理解和應(yīng)用1動(dòng)量定理物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過程中所受合外力的沖量。即f合tppp。2動(dòng)量定理的理解要點(diǎn)(1)動(dòng)量定理的表達(dá)式ppi，是矢量式。物體動(dòng)量變化的方向與合外力的沖量的方向相同。(2)沖量是動(dòng)量變化的原因。(3)適用范圍：動(dòng)量定理不僅適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，也適用于微觀物體的高速運(yùn)動(dòng)。不論物體所受的外力是變力還是恒力，不論物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線，動(dòng)量定理都適用。(4)由ftpp，得f，即物體所受的合力等于物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率。3用動(dòng)

14、量定理解釋現(xiàn)象(1)p一定時(shí)，f的作用時(shí)間越短，力就越大；時(shí)間越長(zhǎng)，力就越小。(2)f一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，p就越大；力的作用時(shí)間越短，p就越小。分析問題時(shí)，要把哪個(gè)量一定、哪個(gè)量變化搞清楚。4動(dòng)量定理的兩個(gè)重要應(yīng)用(1)應(yīng)用ip求變力的沖量。(2)應(yīng)用pft求動(dòng)量的變化量。5用動(dòng)量定理解題的基本思路(2019北京房山區(qū)二模)質(zhì)量m0.60 kg的籃球從距地板h0.80 m的高處由靜止釋放，與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度h0.45 m，從釋放到彈跳至h高處經(jīng)歷的時(shí)間t1.1 s，忽略空氣阻力，取重力加速度g10 m/s2，求：(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機(jī)械能e；(2)籃球?qū)Φ匕宓?/p>

15、平均撞擊力的大小。解析(1)籃球與地板撞擊過程中損失的機(jī)械能為：emghmgh2.1 j。(2)設(shè)籃球從h高處下落到地板所用時(shí)間為t1，剛接觸地板時(shí)的速度大小為v1；反彈離地時(shí)的速度大小為v2，上升的時(shí)間為t2，由動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式下落過程：mghmv，解得：v14 m/s，t10.4 s上升過程：mgh0mv，解得：v23 m/s，t20.3 s籃球與地板接觸時(shí)間為：ttt1t10.4 s設(shè)地板對(duì)籃球的平均撞擊力為f，取向上為正方向，由動(dòng)量定理得：(fmg)tmv2(mv1)解得：f16.5 n根據(jù)牛頓第三定律，籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅f16.5 n，方向向下。答案(1)2.1 j(2)1

16、6.5 n(1)動(dòng)量定理中的沖量是合外力的沖量，而不是某一個(gè)力的沖量。它可以是合力的沖量，也可以是各力沖量的矢量和，還可以是外力在不同階段的沖量的矢量和。(2)只分析研究對(duì)象以外的物體施加給研究對(duì)象的力。研究對(duì)象內(nèi)部的相互作用力(內(nèi)力)會(huì)改變系統(tǒng)內(nèi)某一物體的動(dòng)量，但不影響系統(tǒng)的總動(dòng)量，因此不必分析內(nèi)力。(3)對(duì)于過程較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，可分段應(yīng)用動(dòng)量定理，也可對(duì)整個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)量定理。1玻璃杯從同一高度落下，掉在石頭上比掉在草地上容易碎，這是由于在玻璃杯與石頭的撞擊過程中()a玻璃杯的動(dòng)量較大 b玻璃杯受到的沖量較大c玻璃杯的動(dòng)量變化較大 d玻璃杯的動(dòng)量變化較快答案d解析從同一高度落到草地或石頭上時(shí)，

17、速度相同，動(dòng)量相同，與草地或石頭接觸后，末動(dòng)量均變?yōu)榱?，因此?dòng)量的變化量相同，受到的沖量相同，a、b、c錯(cuò)誤。因?yàn)椴ＡПc石頭的作用時(shí)間短，由動(dòng)量定理ftmv知，f，此時(shí)玻璃杯受到的力f較大，即玻璃杯的動(dòng)量變化較快，故容易碎，d正確。2一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)t時(shí)間，身體伸直并剛好以速度v離開地面，在此過程中()a地面對(duì)他的沖量為mvmgt，地面對(duì)他做的功為mv2b地面對(duì)他的沖量為mvmgt，地面對(duì)他做的功為零c地面對(duì)他的沖量為mv，地面對(duì)他做的功為mv2d地面對(duì)他的沖量為mvmgt，地面對(duì)他做的功為零答案b解析設(shè)地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力為f，則由動(dòng)量定理得(fmg)tmv，

18、故地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量為ftmvmgt；運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)到身體剛好伸直離開地面，由于地面對(duì)人的作用點(diǎn)沿力的方向沒有位移，所以地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功為零，b正確。3(2020安徽a10聯(lián)盟高三摸底)鳥撞飛機(jī)是導(dǎo)致空難的重要因素之一。假設(shè)在某次空難中，鳥的質(zhì)量為0.6 kg，飛行的速度為3 m/s，迎面撞上速度為720 km/h的飛機(jī)，對(duì)飛機(jī)的撞擊力達(dá)到1.6106 n，則鳥撞飛機(jī)的作用時(shí)間大約為()a7.6106 s b7.6105 sc1.5105 s d1.5104 s答案b解析由于飛機(jī)質(zhì)量遠(yuǎn)大于鳥質(zhì)量，碰撞后飛機(jī)速度幾乎不變，碰撞后鳥和飛機(jī)以共同的速度前進(jìn)。以飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，設(shè)碰撞過程鳥撞

19、擊飛機(jī)的作用時(shí)間為t，則根據(jù)動(dòng)量定理：ftmv機(jī)(mv鳥)，整理可得：t s7.6105 s，b正確。能力命題點(diǎn)二應(yīng)用動(dòng)量定理解決流體問題對(duì)于“連續(xù)”質(zhì)點(diǎn)系發(fā)生持續(xù)作用，物體動(dòng)量(或其他量)連續(xù)發(fā)生變化這類問題的處理思路是：正確選取研究對(duì)象，即選取很短時(shí)間t內(nèi)動(dòng)量(或其他量)發(fā)生變化的那部分物體作為研究對(duì)象，建立如下的“柱狀”模型：在時(shí)間t內(nèi)所選取的研究對(duì)象均分布在以s為截面積、長(zhǎng)為vt的柱體內(nèi)，這部分質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為msvt，以這部分質(zhì)點(diǎn)為研究對(duì)象，研究它在t時(shí)間內(nèi)動(dòng)量(或其他量)的變化情況，再根據(jù)動(dòng)量定理(或其他規(guī)律)求出有關(guān)的物理量。模型一：流體類問題流體及其特點(diǎn)通常液體流、氣體流等被廣義地

20、視為“流體”，質(zhì)量具有連續(xù)性，通常已知密度分析步驟1建立“柱狀”模型，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其橫截面積為s2微元研究，作用時(shí)間t內(nèi)的一段柱形流體的長(zhǎng)度為lvt，對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為msvt3建立方程，應(yīng)用動(dòng)量定理研究這段柱狀流體模型二：微粒類問題微粒及其特點(diǎn)通常電子流、光子流、塵埃等被廣義地視為“微?！保|(zhì)量具有獨(dú)立性，通常給出單位體積內(nèi)粒子數(shù)n分析步驟1建立“柱狀”模型，沿運(yùn)動(dòng)的方向選取一段柱形微元，柱體的橫截面積為s2微元研究，作用時(shí)間t內(nèi)的一段柱形微元的長(zhǎng)度為lv0t，對(duì)應(yīng)的體積為vsv0t，則微元內(nèi)的粒子數(shù)nnv0st3先應(yīng)用動(dòng)量定理研究單個(gè)粒子，建立方程，再乘以n計(jì)算(2016全國

21、卷)某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為m的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便起見，假設(shè)水柱從橫截面積為s的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出；玩具底部為平板(面積略大于s)；水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密度為，重力加速度大小為g。求：(1)噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(2)玩具在空中懸停時(shí)，其底面相對(duì)于噴口的高度。解析(1)在很短的t時(shí)間內(nèi)，可認(rèn)為噴出的水柱保持速度v0不變。該時(shí)間內(nèi)，噴出水柱高度lv0t噴出水柱質(zhì)量mv其中v為水柱體積，滿足vls由可得：噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量為v0s。(2)設(shè)玩具底面相對(duì)于噴

22、口的高度為h由玩具受力平衡得f沖mg其中，f沖為水柱對(duì)玩具底面的作用力由牛頓第三定律：f壓f沖其中，f壓為玩具底面對(duì)水柱的作用力，設(shè)v為水柱到達(dá)玩具底面時(shí)的速度由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：v2v2gh在很短的t時(shí)間內(nèi)，沖擊玩具的水柱的質(zhì)量為mv0st由題意可知，在豎直方向上，對(duì)該部分水柱應(yīng)用動(dòng)量定理(f壓mg)tmv由于t很小，mgt為含t的二次方的量，可以忽略，式變?yōu)閒壓tmv由可得h。答案(1)v0s(2)將動(dòng)量定理應(yīng)用于流體時(shí)，應(yīng)在任意時(shí)刻從流管中取出一個(gè)在流動(dòng)方向上的截面為s的柱體，在t時(shí)間內(nèi)柱形流體的長(zhǎng)度為lvt，將“無形”流體變?yōu)椤坝行巍睂?shí)物，則在t時(shí)間內(nèi)對(duì)質(zhì)量為m的柱形流體，由動(dòng)量定理有ftm

23、v2mv1。1(2019山西省晉城市高三下學(xué)期第三次模擬)太空中的塵埃對(duì)飛船的碰撞會(huì)阻礙飛船的飛行，質(zhì)量為m的飛船飛入太空塵埃密集區(qū)域時(shí)，需要開動(dòng)引擎提供大小為f的平均推力才能維持飛船以恒定速度v勻速飛行。已知塵埃與飛船碰撞后將完全黏附在飛船上，則在太空塵埃密集區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為()am b.m cm d.答案d解析設(shè)單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為m，以單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上的塵埃與飛船整體為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理有：ft(mm)vmv，其中t1 s，可得：m，d正確。2如圖所示，用高壓水槍噴出的強(qiáng)力水柱沖擊煤層，設(shè)水柱直徑為d，水流速度大小為v，方向水平向右。水柱垂直

24、煤層表面，水柱沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，水的密度為，高壓水槍的重力不可忽略，手持高壓水槍操作，下列說法正確的是()a水槍單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為vd2b高壓水槍的噴水功率為c水柱對(duì)煤層的平均沖擊力大小為d手對(duì)高壓水槍的作用力水平向右答案b解析t時(shí)間內(nèi)水槍噴出水的質(zhì)量為：msvtd2vt，水槍單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為：mvd2，a錯(cuò)誤；水槍在1 s時(shí)間內(nèi)做的功轉(zhuǎn)化為水柱的動(dòng)能，即為高壓水槍的噴水功率，則：pwmv2d2v3，b正確；t時(shí)間內(nèi)噴出的水在t時(shí)間內(nèi)速度減小為0，則由動(dòng)量定理得：ft0mv，聯(lián)立得：fmvd2v2，c錯(cuò)誤；水對(duì)高壓水槍的作用力向左，則手對(duì)高壓水槍的作用力斜向右上方，d錯(cuò)誤

25、。3正方體密閉容器中有大量理想氣體分子，每個(gè)分子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)分子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問題，我們假定：分子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等；與器壁碰撞前后瞬間，分子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)，導(dǎo)出器壁所受氣體壓強(qiáng)p與m、n和v的關(guān)系。(注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說明)答案pnmv2解析一個(gè)分子每與器壁碰撞一次給器壁的沖量i2mv，如圖所示，以器壁上面積為s的部分為底、vt為高構(gòu)成的柱體，由題設(shè)可知，其內(nèi)有的分子在t時(shí)間內(nèi)與器壁上面積為s的部分發(fā)生碰撞，碰撞分子總數(shù)nnsvtt時(shí)間內(nèi)分子給器壁的沖量in

26、insmv2t器壁上面積為s的部分受到分子的壓力f則器壁所受氣體的壓強(qiáng)pnmv2。課時(shí)作業(yè)1(多選)下列說法中不正確的是()a作用在靜止物體上的力的沖量一定為零b根據(jù)f，可把牛頓第二定律表述為：物體動(dòng)量的變化率等于它所受的合外力c物體的動(dòng)量發(fā)生改變，則合外力一定對(duì)物體做了功d物體的動(dòng)能發(fā)生改變，其動(dòng)量一定發(fā)生改變答案ac解析作用在靜止的物體上的合力的沖量一定為零，而每個(gè)分力的沖量不為零，故a錯(cuò)誤；宏觀低速狀態(tài)下，物體的質(zhì)量為常量，動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率本質(zhì)上是速度對(duì)時(shí)間的變化率，因此物體所受到的合外力，等于物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率，故b正確；物體的動(dòng)量發(fā)生改變可能是速度的方向發(fā)生改變，而大小未變，

27、此時(shí)物體的動(dòng)能沒有改變，合外力對(duì)物體沒有做功，故c錯(cuò)誤；物體的動(dòng)能發(fā)生改變意味著物體的速度大小發(fā)生改變，則動(dòng)量一定改變，故d正確。2校運(yùn)會(huì)跳遠(yuǎn)比賽時(shí)在沙坑里填沙，這樣做的目的是可以減小()a人的觸地時(shí)間 b人的動(dòng)量變化率c人的動(dòng)量變化量 d人受到的沖量答案b解析跳遠(yuǎn)比賽時(shí)，人從與沙坑接觸到靜止，其動(dòng)量的變化量p相等，由動(dòng)量定理可知，人受到的合力的沖量ip是一定的，人落在沙坑中比落在地面上延長(zhǎng)了人與沙坑的接觸時(shí)間t，由動(dòng)量定理得：pft，f，p一定，t越長(zhǎng)，動(dòng)量的變化率越小，人受到的合外力越小，越安全，b正確。3如圖所示，質(zhì)量相同的三個(gè)小物塊a、b、c處在同一高度。現(xiàn)將小物塊a和b由靜止釋放，則

28、a沿光滑斜面下滑，b做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將小物塊c沿水平方向拋出。不計(jì)空氣阻力。關(guān)于三個(gè)物塊的運(yùn)動(dòng)情況，下列判斷正確的是()a三個(gè)物塊落地前瞬間的動(dòng)量相同b三個(gè)物塊落地前瞬間的動(dòng)能相同c重力對(duì)三個(gè)物塊做功相同d重力對(duì)三個(gè)物塊的沖量相同答案c解析動(dòng)量是矢量，三個(gè)物塊落地時(shí)速度的方向不同，動(dòng)量不同，故a錯(cuò)誤；三個(gè)物塊下落的過程只有重力做功，重力對(duì)三個(gè)物塊做功相同，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，mghekek0，c的初動(dòng)能不為零，故落地瞬間c的動(dòng)能較大，a、b的動(dòng)能相同，故b錯(cuò)誤，c正確；平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，故b、c下落時(shí)間相同，根據(jù)imgt可知，重力對(duì)b、c兩物塊的沖量相同，但根據(jù)牛頓第

29、二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，a的下落時(shí)間t，與b、c的下落時(shí)間不同，故三個(gè)物塊受重力的沖量不同，故d錯(cuò)誤。4如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半圓槽，a、c等高，b為圓槽最低點(diǎn)，小球從a點(diǎn)正上方o點(diǎn)由靜止釋放，從a點(diǎn)切入圓槽，剛好能運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)?？諝庾枇雎圆挥?jì)。設(shè)球在ab段和bc段運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2，合外力的沖量大小為i1、i2，則()at1t2 bt1t2ci1i2 di1i2答案c解析由vc0可知在小球從a點(diǎn)到c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，有阻力做功，所以在同一高度處，在ab弧上的速率大于在bc弧上的速率，所以ab段平均速率大于bc段平均速率，兩段路程相等，所以t1|p2|，則i1i2，故c正確

30、，d錯(cuò)誤。5跑酷是時(shí)下流行的一種極限運(yùn)動(dòng)，在某次練習(xí)中，假設(shè)質(zhì)量為50 kg的跑酷運(yùn)動(dòng)員在一堵墻前面以與水平方向成37角、大小為6 m/s的速度跳起，再用腳蹬墻面一次，使身體水平反拋回來，落到了距離墻2.16 m處。如果用腳蹬墻時(shí)跑酷運(yùn)動(dòng)員的速度方向恰好沿水平方向，不考慮空氣阻力，g取10 m/s2，則墻對(duì)跑酷運(yùn)動(dòng)員做的功和墻對(duì)跑酷運(yùn)動(dòng)員的沖量大小分別為(sin370.6，cos370.8)()a0,540 kgm/s b324 j,60 kgm/sc546 j,300 kgm/s d900 j,540 kgm/s答案a解析將初速度沿水平方向和豎直方向分解，水平分速度vxv0cos374.8

31、m/s，豎直分速度vyv0sin373.6 m/s，則跑酷運(yùn)動(dòng)員用腳蹬墻前瞬間的速度大小v1vx4.8 m/s，在空中時(shí)間為t0.36 s，則跑酷運(yùn)動(dòng)員用腳蹬墻面后，身體水平反拋回來時(shí)在空中的時(shí)間為t0.36 s，所以跑酷運(yùn)動(dòng)員用腳蹬墻后瞬間的速度大小v26 m/s，取跑酷運(yùn)動(dòng)員用腳蹬墻后返回的速度方向?yàn)檎较?，墻?duì)跑酷運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為imv2(mv1)540 kgm/s。由于墻面對(duì)跑酷運(yùn)動(dòng)員作用力的作用點(diǎn)在腳上，而作用點(diǎn)的位移為零，所以墻對(duì)跑酷運(yùn)動(dòng)員不做功，a正確。6雨打芭蕉是我國古代文學(xué)中重要的抒情意象。為估算雨天院中芭蕉葉面上單位面積所承受的力，小玲同學(xué)將一圓柱形水杯置于院中，測(cè)得10

32、分鐘內(nèi)杯中雨水上升了15 mm，查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴落地速度約為10 m/s，設(shè)雨滴撞擊芭蕉葉面后無反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1103 kg/m3，據(jù)此估算芭蕉葉面單位面積上的平均受力約為()a0.25 n b0.5 n c1.5 n d2.5 n答案a解析設(shè)雨滴受到支持面的平均作用力為f，在t時(shí)間內(nèi)有質(zhì)量為m的雨水的速度由v10 m/s減為零。不計(jì)雨滴的重力，以向上為正方向，對(duì)這部分雨水應(yīng)用動(dòng)量定理：ft0(mv)mv，得：f，設(shè)水杯橫截面積為s，對(duì)水杯里的雨水，在t時(shí)間內(nèi)水面上升h，則有：msh，故fsv，壓強(qiáng)為：pv110310 n/m20.25 n/m2，故a正確，b、c、d錯(cuò)誤。

33、7核桃是“四大堅(jiān)果”之一，桃仁具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但桃殼十分堅(jiān)硬，不借助專用工具不易剝開。小悠同學(xué)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)開核竅門：把核桃豎直上拋，待落回與堅(jiān)硬地面撞擊后就能開裂。拋出點(diǎn)距離地面的高度為h，上拋后達(dá)到的最高點(diǎn)與拋出點(diǎn)的距離為h。已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)。(1)求核桃落回地面的速度大小v；(2)已知核桃質(zhì)量為m，與地面撞擊作用時(shí)間為t，撞擊后豎直反彈h1高度。求核桃與地面之間的平均作用力f。答案(1)(2)mg，方向豎直向上解析(1)核桃豎直上拋到最高點(diǎn)后做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有：v22g(hh)則落回地面的速度：v。(2)設(shè)核桃反彈速度為v1，則有：v2gh1以向上為正方向，核桃與地面作

34、用的過程：(fmg)tmv1m(v)解得：fmg，方向豎直向上。8(2019全國卷)最近，我國為“長(zhǎng)征九號(hào)”研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功，這標(biāo)志著我國重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展。若某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3 km/s，產(chǎn)生的推力約為4.8106 n，則它在1 s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為()a1.6102 kg b1.6103 kgc1.6105 kg d1.6106 kg答案b解析設(shè)1 s內(nèi)噴出氣體的質(zhì)量為m，噴出的氣體與該發(fā)動(dòng)機(jī)的相互作用力為f，由動(dòng)量定理知ftmv，m kg1.6103 kg，b正確。9(2018全國卷)高空墜物極易對(duì)行人造成傷害。若一個(gè)50 g

35、的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的撞擊時(shí)間約為2 ms，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為()a10 n b102 n c103 n d104 n答案c解析設(shè)雞蛋落地瞬間的速度為v，每層樓的高度大約是3 m，由動(dòng)能定理可知：mghmv2，解得：v m/s12 m/s。落地時(shí)受到自身的重力和地面的支持力，規(guī)定向上為正方向，由動(dòng)量定理可知：(nmg)t0(mv)，解得：n1103 n，根據(jù)牛頓第三定律可知雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為103 n，故c正確。10(2017全國卷)(多選)一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力f的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。f隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則()at1 s時(shí)物塊的速

36、率為1 m/sbt2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4 kgm/sct3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5 kgm/sdt4 s時(shí)物塊的速度為零答案ab解析前2 s內(nèi)物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a1 m/s21 m/s2，t1 s時(shí)物塊的速率v1a1t11 m/s，a正確。t2 s時(shí)物塊的速率v2a1t22 m/s，動(dòng)量大小為p2mv24 kgm/s，b正確。物塊在24 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小a20.5 m/s2，t3 s時(shí)物塊的速率v3v2a2t3(20.51) m/s1.5 m/s，動(dòng)量大小p3mv33 kgm/s，c錯(cuò)誤。t4 s時(shí)物塊的速度v4v2a2t4(20.52) m/s1

37、m/s，d錯(cuò)誤。11(2019廣西梧州高三2月聯(lián)考)(多選)水平推力f1和f2分別作用于水平面上原來靜止的、等質(zhì)量的a、b兩物體上，作用一段時(shí)間后撤去推力，物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間停下，兩物體的vt圖象如圖所示，已知圖中線段abcd，下列關(guān)于兩物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的說法，正確的是()af1的沖量小于f2的沖量bf1做的功大于f2做的功c兩物體受到的摩擦力大小相等d兩物體受到的摩擦力做的功相等答案ac解析題圖中，ab與cd平行，說明推力撤去后兩物體的加速度相同，而撤去推力后物體的合力等于摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可知，兩物體受到的摩擦力大小相等，c正確；對(duì)整個(gè)過程，由動(dòng)量定理得：f1t1ftob0，

38、f2t2ftod0，由圖看出，tobtod，則有f1t1f2t2，即f1的沖量小于f2的沖量，故a正確；摩擦力做的功wffx，由vt圖象與時(shí)間軸圍成的面積表示位移，可知無法比較x1和x2的大小，則兩物體受到的摩擦力做的功不能比較，d錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理：wf1wf10，wf2wf20，由wf1與wf2大小不能比較，可知f1做的功與f2做的功不能比較，b錯(cuò)誤。12(2019湖南常德一模)(多選)一豎直放置的輕彈簧，一端固定于地面，一端與質(zhì)量為3 kg的b固定在一起，質(zhì)量為1 kg的a放于b上?，F(xiàn)在a和b正在一起豎直向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示。當(dāng)a、b分離后，a上升0.2 m到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)b速度方向向下，

39、彈簧為原長(zhǎng)，則從a、b分離起至a到達(dá)最高點(diǎn)的這一過程中，下列說法正確的是(g取10 m/s2)()aa、b分離時(shí)b的加速度為gb彈簧的彈力對(duì)b做功為零c彈簧的彈力對(duì)b的沖量大小為6 nsdb的動(dòng)量變化量為零答案abc解析由分離的條件可知，a、b分離時(shí)二者的速度、加速度相等，二者之間的相互作用力為0，對(duì)a分析可知，a的加速度aag，所以b的加速度為g，故a正確；a、b分離時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，a到最高點(diǎn)時(shí)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)，從a、b分離起至a到達(dá)最高點(diǎn)的這一過程中彈簧的彈性勢(shì)能的變化為零，所以彈簧對(duì)b做的功為零，故b正確；a、b分離后a做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，可知豎直上拋的初速度v m/s2 m/s，此時(shí)b的速度為v，方向豎直向上，a上升到最高點(diǎn)所需的時(shí)間：t 0.2 s，由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知此時(shí)b的速度為2 m/s，方向豎直向下，對(duì)b在此過程內(nèi)用動(dòng)量定理(規(guī)定向下為正方向)得：mbgtinmbv(mbv)，解得彈簧的彈力對(duì)b的沖量大小為