2022高考物理微45 動(dòng)量定理及應(yīng)用

第七章動(dòng)量第七章動(dòng)量

微專題45動(dòng)量定理及應(yīng)用

1.注意動(dòng)量的矢量性及動(dòng)量變化量的矢量性；動(dòng)量定理Ft=p'-p中“Ft”為合外力的沖

量；要明確過(guò)程的初、末狀態(tài)2解決“流體問(wèn)題”“粒子流問(wèn)題”等持續(xù)作用情況，需以流

體為研究對(duì)象，建立“柱狀”模型.

1.（2020?廣西桂林市第一次聯(lián)合調(diào)研）材料相同、質(zhì)量不同的兩滑塊，以相同的初動(dòng)能在同一

水平面上運(yùn)動(dòng)，最后都停了下來(lái).下列說(shuō)法正確的是（）

A.質(zhì)量大的滑塊摩擦力做功多

B.質(zhì)量大的滑塊運(yùn)動(dòng)的位移大

C.質(zhì)量大的滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)

D.質(zhì)量大的滑塊所受摩擦力的沖量大

答案D

解析滑塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停下的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有Wf=-w〃gx=0—Ek,得x

p.

=湍，摩擦力做功相同，質(zhì)量大的滑塊位移小，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理有/=一〃〃9

=0~\12nlEk,故質(zhì)量大的滑塊受到的摩擦力的沖量大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，故C錯(cuò)誤，D正確.

2.（2019?河南高考適應(yīng)性測(cè)試）如圖1所示，跳樓機(jī)是常見(jiàn)的大型機(jī)動(dòng)游樂(lè)設(shè)備.這種設(shè)備的

座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送至高處后使其自由下落（不計(jì)阻力），一段時(shí)間后，啟動(dòng)制

動(dòng)系統(tǒng)，座艙勻減速運(yùn)動(dòng)到地面時(shí)剛好停下.下列說(shuō)法正確的是（）

圖1

A.自由下落階段和制動(dòng)階段乘客機(jī)械能的變化量相等

B.自由下落階段和制動(dòng)階段，乘客所受合力的沖量相同

C.自由下落階段和制動(dòng)階段，乘客所受重力做的功一定相等

D.整個(gè)下落過(guò)程中，乘客的最大速度是全程平均速度的兩倍

答案D

解析自由下落階段乘客的機(jī)械能不變，制動(dòng)階段乘客機(jī)械能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；自由下落

階段和制動(dòng)階段，乘客的動(dòng)量變化等大反向，則乘客所受合力的沖量大小相同，方向相反，

選項(xiàng)B錯(cuò)誤：自由下落階段和制動(dòng)階段下降的距離不一定相同，則乘客所受重力做的功不一

定相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；整個(gè)下落過(guò)程中，若乘客的最大速度是。，則自由下落階段的平均速

VV

度為受，制動(dòng)階段的平均速度也是于即最大速度是全程平均速度的兩倍，選項(xiàng)D正確.

3.（2019?福建三明市上學(xué)期期末）用豆粒模擬氣體分子，可以模擬氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理.如圖2

所示，從距秤盤(pán)80cm高處把1000粒的豆粒連續(xù)均勻地倒在秤盤(pán)上，持續(xù)作用時(shí)間為1s,

豆粒彈起時(shí)豎直方向的速度大小變?yōu)榕銮暗囊话?，方向相?若每個(gè)豆粒只與秤盤(pán)碰撞一次，

且碰撞時(shí)間極短（在豆粒與秤盤(pán)碰撞極短時(shí)間內(nèi)，碰撞力遠(yuǎn)大于豆粒受到的重力），已知1000

粒的豆粒的總質(zhì)量為100g.不計(jì)空氣阻力，則在碰撞過(guò)程中秤盤(pán)受到的壓力大小約為（）

A.0.2NB.0.6N

C.1.0ND.1.6N

答案B

解析設(shè)豆粒從80cm高處下落到秤盤(pán)上時(shí)的速度大小為5,則有0」=2g/7,

可得V\=y]2gh=y）2X10X0.8m/s=4m/s

設(shè)豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理：Ft—mv2—mv\

故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

4.（多選）（2020?山東泰安市期末）人們對(duì)手機(jī)的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，有些人喜歡躺著玩手機(jī)，經(jīng)

常出現(xiàn)手機(jī)砸傷人臉的情況.若手機(jī)的質(zhì)量為150g,從離人臉約20cm的高度無(wú)初速度掉落,

砸到人臉后手機(jī)未反彈，人臉受到手機(jī)的沖擊時(shí)間約為0.1s,重力加速度g=10m/s2,下列

計(jì)算正確的是（）

A.手機(jī)與人臉作用過(guò)程中，手機(jī)的動(dòng)量變化量大小約為0.3kg-m/s

B.人臉對(duì)手機(jī)的沖量大小約為0.3N.s

C.人臉對(duì)手機(jī)的沖量大小約為1.0Ns

D.手機(jī)對(duì)人臉的平均沖力大小約為4.5N

答案AD

解析下落速度。="\/2g/7=2m/s,動(dòng)量變化加=0—0.30kg-m/s,A項(xiàng)正確.由/一

mgt=\p,得/=0.45N?s,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤.又由/=Ff,F=4.5N,D項(xiàng)正確.

5.（2020?山東濟(jì)南市模擬）蹦極是一項(xiàng)刺激的戶外運(yùn)動(dòng).某蹦極者在一次蹦極中從離開(kāi)踏板自由下

落至第一次到達(dá)最低點(diǎn)的v-t圖像如圖3所示.已知該蹦極者質(zhì)量為60kg,最大速度為55m/s,0?

5.0s的圖線為直線，5.0?70s的圖線為曲線，忽略空氣阻力，重力加速度為10m/s2.則蹦極繩自拉

直到人第一次到達(dá)最低點(diǎn)過(guò)程中受到的平均沖擊力為（）

A.2100N

C.840ND.600N

答案A

解析根據(jù)動(dòng)量定理有機(jī)g?-&2=0,其中九=7.0s,r2=2.0s,所以F=2100N,A正確.

6.（2020?河南平頂山市二調(diào)）一質(zhì)量為m的小球被水平拋出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后小球的速度大

小為。，若此過(guò)程中重力的沖量大小為/，重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，則小球拋出時(shí)的

初速度大小為（）

解析由題意可知：B'Jt=~~,經(jīng)過(guò)/時(shí)間，小球在豎直方向上的速度大小為

mg=gf

=（,根據(jù)速度的分解可知，初速度大小為00=、/。?—A?，故選C.

7.使用高壓水槍作為切割機(jī)床的切刀具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，得到廣泛應(yīng)用.如圖4所示，若水柱截

面為S,水流以速度。垂直射到被切割的鋼板上，之后水速減為零，已知水的密度為"，則水

對(duì)鋼板的沖力大小為（）

圖4

,1,1

A.pSvB.pSv2C^pSv2'D.^pSv

答案B

解析在r時(shí)間內(nèi)射到被切割的鋼板上的水流的質(zhì)量〃?="*）,設(shè)鋼板對(duì)水流的作用力大小

為F,根據(jù)動(dòng)量定理Ft=mv,解得尸=pSW,根據(jù)牛頓第三定律，水對(duì)鋼板的沖力大小為"So?,

選項(xiàng)B正確.

8.如圖5所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為機(jī)的物體，它受到水平向右的力尸的作用.力尸

分別按下圖A、B、C、D所示的四種方式隨時(shí)間，變化（圖中縱坐標(biāo)是F與mg的比值，力沿

水平向右為正方向）.已知物體在f=0時(shí)速度為零，若用。卜6、。3、。4分別表示上述四種受

力情況下物體在2s末的速率，則這四個(gè)選項(xiàng)中速率最大的是（）

-F

m-------------

///////////////////////////

圖5

答案A

解析物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受重力、支持力、拉力作用，合力大小等于拉力大小，根據(jù)動(dòng)量定

理，有：0,故力F的沖量最大時(shí)，末速度最大；圖中篇一『圖線與r軸包圍的“面

積”與沖量大小成正比，r軸上方?jīng)_量為正，下方?jīng)_量為負(fù)，由于A圖中沖量的矢量和最大，

故A圖中物體的末速度最大，故選A.

9.（2020?湖北武漢二中檢測(cè)）某運(yùn)動(dòng)員在水上做飛行運(yùn)動(dòng)表演，他操控的噴射式懸浮飛行器將

水帶豎直送上來(lái)的水以原速率向下噴出，可以使運(yùn)動(dòng)員懸停在空中，如圖6所示.已知運(yùn)動(dòng)

員與裝備的總質(zhì)量為90kg,兩個(gè)噴嘴的直徑均為10cm,已知重力加速度g=10m/s2,水的

密度p=1.0X103kg/m3,則噴嘴處噴水的速度大約為（）

圖6

A.2.7m/sB.5.4m/s

C.7.6m/sD.10.8m/s

答案C

解析設(shè)加時(shí)間內(nèi)每個(gè)噴嘴有質(zhì)量為根的水射出，對(duì)這部分水由動(dòng)量定理得FAz=2mo,m

J2

=pv\t-ir^,運(yùn)動(dòng)員懸停在空中，所以有尸=Mg,聯(lián)立解得7.6m/s,故C正確.

10.（多選）（2020?超級(jí)全能生1月聯(lián)考）如圖7甲所示，質(zhì)量為根的物塊在f=0時(shí)刻受沿固定

斜面向上的恒力Q作用，從足夠長(zhǎng)的傾角為。的光滑斜面底端由靜止向上滑行，在而時(shí)刻撤

去恒力Q加上反向恒力&（尸、&大小未知），物塊的速度一時(shí)間（。一。圖像如圖乙所示，2to

時(shí)刻物塊恰好返回到斜面底端，已知物體在力時(shí)刻的速度為。o,重力加速度為g，則下列說(shuō)

法正確的是（）

圖7

A.物塊從r=0時(shí)刻開(kāi)始到返回斜面底端的過(guò)程中重力的沖量大小為2〃?gfosin0

B.物塊從ro時(shí)刻開(kāi)始到返回斜面底端的過(guò)程中動(dòng)量的變化量大小為3,加°

C.F\的沖量大小為mgtosin0+mvo

D.巳的沖量大小為3，"g/bsin3~3mv（）

答案BC

解析重力沖量大小為fG=mg-2to=2mgto,故A項(xiàng)錯(cuò)誤；。?加時(shí)間內(nèi)和“?2fo時(shí)間內(nèi)物塊

的位移大小相等、方向相反，故有絆=一駕二Vo,得2”時(shí)刻的速度o=-2。（），故物塊從g

時(shí)刻到返回斜面底端的過(guò)程中動(dòng)量的變化量△p=mo—,如o=-3〃劭），故B項(xiàng)正確；0?fo時(shí)

間內(nèi)，以沿斜面向上為正方向，由動(dòng)量定理得垢一mgsin例o=nzoo,得/Fi=/ngfosin8+，"。0,

故C項(xiàng)正確：如?2ro時(shí)間內(nèi)，由動(dòng)量定理得一/月一/wgfosin0=—m-2vo-mvo,得/門(mén)=3，如0—

mgfosin0,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.

11.（2019?山東濟(jì)南市質(zhì)檢）在高速公路上，一輛轎車(chē)強(qiáng)行超車(chē)時(shí)，與另一輛迎面駛來(lái)的轎車(chē)

相撞，兩車(chē)相撞后，兩車(chē)車(chē)身因相互擠壓，均縮短了0.5m.兩車(chē)相撞時(shí)，可以看成人與車(chē)

一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，據(jù)測(cè)算兩車(chē)相撞前速度均約為30nVs.

（1）試求車(chē)禍中車(chē)內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力；

（2）若此人系有安全帶，安全帶在車(chē)禍過(guò)程中與人體的作用時(shí)間是1s,求這時(shí)人體受到的平

均沖力大小.

答案（l）5.4X104N（2）1.8X103N

解析（1）設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為f,根據(jù)x=果，得s,根據(jù)動(dòng)量定理有F/=Ap="?。。，

ZvoJU

得人受到的平均沖力大小半=等=

6。；30N=54XW4N

30

(2)若此人系有安全帶，則人體受到的平均沖力大小尸=詈=貝罕2