動量和動量定理綜合拔高練含解析

第1節(jié)綜合拔高練五年高考練考點1對動量、沖量的理解1.(2021天津理綜,4,6分,)“天津之眼〞是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪,是天津市的地標之一。摩天輪懸掛透明座艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。以下表達正確的選項是 ()A.摩天輪轉(zhuǎn)動過程中,乘客的機械能保持不變B.在最高點時,乘客重力大于座椅對他的支持力C.摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中,乘客重力的沖量為零D.摩天輪轉(zhuǎn)動過程中,乘客重力的瞬時功率保持不變2.(2021課標Ⅰ,14,6分,)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段,列車的動能 ()A.與它所經(jīng)歷的時間成正比B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比D.與它的動量成正比考點2動量定理的應(yīng)用3.(2021課標Ⅰ,14,6分,)行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的平安氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體。假設(shè)碰撞后汽車的速度在很短時間內(nèi)減小為零,關(guān)于平安氣囊在此過程中的作用,以下說法正確的選項是 ()A.增加了司機單位面積的受力大小B.減少了碰撞前后司機動量的變化量C.將司機的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能D.延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積4.(2021課標Ⅰ,16,6分,)最近,我國為“長征九號〞研制的大推力新型火箭發(fā)動機聯(lián)試成功,這標志著我國重型運載火箭的研發(fā)取得突破性進展。假設(shè)某次實驗中該發(fā)動機向后噴射的氣體速度約為3km/s,產(chǎn)生的推力約為4.8×106N,那么它在1s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為 ().6×102kg.6×103kg.6×105kg.6×106kg5.(2021課標Ⅲ,20,6分,)(多項選擇)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如下圖,那么 ()A.t=1s時物塊的速率為1m/sB.t=2s時物塊的動量大小為4kg·m/sC.t=3s時物塊的動量大小為5kg·m/sD.t=4s時物塊的速度為零6.(2021課標Ⅱ,15,6分,)高空墜物極易對行人造成傷害。假設(shè)一個50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的碰撞時間約為2ms,那么該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為 ()N2N3N4N7.[2021課標Ⅰ,35(2),10分,]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。水的密度為ρ,重力加速度大小為g。求(ⅰ)噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;(ⅱ)玩具在空中懸停時,其底面相對于噴口的高度。三年模擬練應(yīng)用實踐1.(2021河南九師聯(lián)盟高三模擬,)顛球是足球運動根本技術(shù)之一,假設(shè)質(zhì)量為400g的足球用腳顛起后,豎直向下以4m/s的速度落至水平地面上,再以3m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向,在足球與地面接觸的時間內(nèi),關(guān)于足球動量變化量Δp和合外力對足球做的功W,以下判斷正確的選項是 ()p=1.4kg·m/sW=-1.4Jp=-1.4kg·m/sW=1.4Jp=2.8kg·m/sW=-1.4Jp=-2.8kg·m/sW=1.4J2.(2021山東嶗山一中高三模擬,)(多項選擇)某人身系彈性繩自P點自由下落,圖中a點是彈性繩的原長位置,c是人所到達的最低點,b是人靜止懸吊著時的平衡位置。不計空氣阻力,那么以下說法中正確的選項是 ()A.從P至c過程中重力的沖量大于彈性繩彈力的沖量B.從P至c過程中重力所做功等于人克服彈力所做的功C.從P至b過程中人的速度不斷增大D.從a至c過程中加速度方向保持不變3.(2021四川射洪中學(xué)高二月考,)如下圖,一個質(zhì)量為0.18kg的壘球,以25m/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊后反向水平飛回,速度大小變?yōu)?5m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.01s,以下說法正確的選項是 ()A.球棒對壘球的沖量大小為3.6N·sB.球棒對壘球的平均作用力大小為360NC.球棒對壘球做的功為36JD.球棒對壘球做的功為126J4.(2021山東威海二中高三上月考,)一物塊在合外力F的作用下從靜止開始做直線運動,合外力方向不變,大小隨時間的變化如下圖,在t0和2t0時刻,物塊的動能分別為Ek1、Ek2,物塊的動量分別為p1、p2,那么 (深度解析)A.Ek2=8Ek1,p2=4p1B.Ek2=3Ek1,p2=3p1C.Ek2=9Ek1,p2=3p1D.Ek2=3Ek1,p2=2p15.(2021安徽江淮十校高三上聯(lián)考,)(多項選擇)如圖甲所示,一傾角θ=30°的足夠長斜面體固定在水平地面上,一個物塊靜止在斜面上。現(xiàn)用大小為F=kt(k為常量,F、t的單位均為國際單位制單位)的拉力沿斜面向上拉物塊,物塊受到的摩擦力Ff隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2,那么以下判斷正確的選項是 (深度解析)A.物塊的質(zhì)量為1kgB.k的值為5N/sC.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為3D.t=3s時,物塊的速度大小為1.6m/s6.(2021全國高三物理競賽,)(多項選擇)如下圖,某同學(xué)經(jīng)過一段時間練習(xí),掌握了跳高的技巧。該同學(xué)質(zhì)量為m,重力加速度為g。在跳起的第一階段,腳沒有離地,經(jīng)過一定時間,重心上升h1,人質(zhì)心獲得速度v1。在第二階段,人軀干形態(tài)根本保持不變,重心又上升了一段距離,到達最高點。以下說法中正確的有 ()A.在第一階段地面支持力給人的沖量為mv1B.在第一階段地面支持力對人做的功為mgh1C.在整個過程中地面支持力對人做的總功為0D.在跳起的過程中存在人體肌肉中儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程7.(2021北京八一學(xué)校高三上月考,)如圖1所示為某農(nóng)莊灌溉工程的示意圖,地面與水面間的距離為H。用水泵從水池抽水(抽水過程中H保持不變),水龍頭離地面高h,水管橫截面積為S,水的密度為ρ,重力加速度為g,不計空氣阻力。(1)水從管口以不變的速度源源不斷地沿水平方向噴出,水落地的位置到管口的水平距離為10h。設(shè)管口橫截面上各處水的速度都相同。求:a.每秒從管口流出的水的質(zhì)量m0;b.不計額外功,水泵輸出的功率P。(2)在保證水管流量不變的前提下,在水龍頭后接一噴頭,如圖2所示。讓水流豎直向下噴出,打在水平地面上不反彈,產(chǎn)生大小為F的沖擊力。由于水與地面作用時間很短,可忽略重力的影響。求水流落地前瞬間的速度大小v。8.(2021湖北八校聯(lián)考,)如圖,質(zhì)量mA為4.0kg的木板A放在水平面C上,木板與水平面間的動摩擦因數(shù)μ為0.24,木板右端放著質(zhì)量mB為1.0kg的小物塊B(視為質(zhì)點),它們均處于靜止狀態(tài)。木板突然受到水平向右的12N·s的瞬時沖量I作用開始運動,當(dāng)小物塊滑離木板時,木板的動能EkA為8.0J,小物塊的動能EkB為0.50J,重力加速度取10m/s2,求:(1)瞬時沖量作用結(jié)束時木板的速度v0的大小;(2)木板的長度L。遷移創(chuàng)新9.(2021北京石景山期末,)某同學(xué)遇到一道“智力題〞:一個騎著電動平衡車的雜技演員帶著兩個相同的鐵球想通過一座很長的小橋,但小橋所能承受的最大壓力是演員、電動平衡車和其中一個鐵球的重力之和,演員能否帶著兩個鐵球從橋上走過去?該同學(xué)利用所學(xué)的拋體運動,提出解決方案:騎著電動平衡車的演員通過小橋的過程中,只需不斷地交替將一個鐵球拋在空中,這樣手里始終不會有兩個鐵球,小橋所承受的壓力不會超過其限度,從而保證演員帶著兩個鐵球平安過橋。你認為該同學(xué)的方案是否合理?請結(jié)合所學(xué)知識,建立合理模型,通過分析說明。答案全解全析第1節(jié)綜合拔高練五年高考練1.B乘客在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動,動能不變,而在上升過程中重力勢能增加,機械能增加,下降過程中那么相反,A錯誤。在最高點時,乘客具有豎直向下的向心加速度,處于失重狀態(tài),故B正確。因重力恒定,重力的沖量等于重力與其作用時間的乘積,故摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中,重力的沖量一定不為零,C錯誤。重力的瞬時功率P=mg·v·cosα,其中α是瞬時速度v的方向與重力方向之間的夾角,故重力的瞬時功率不會保持不變,D錯誤。2.B設(shè)列車運動時間為t,由勻變速直線運動規(guī)律v=at、s=12at2,結(jié)合動能公式Ek=mv22得Ek=ma2t22、Ek=mas,可知Ek∝v2、Ek∝t2、Ek∝s,故A、C項均錯誤,B項正確。由Ek=p223.D假設(shè)汽車發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的平安氣囊會被彈出并充氣,對司機的頭部、頸部等部位起保護作用,增大了司機的受力面積,減少了司機單位面積的受力大小,故A項錯誤。有無平安氣囊,司機的速度都是從碰撞前的速度減為零,動量變化量相同,故B項錯誤。當(dāng)司機與平安氣囊發(fā)生作用時,平安氣囊的作用并沒有將司機的動能全部轉(zhuǎn)化為汽車的動能,故C項錯誤。平安氣囊起緩沖作用,延長了司機的受力時間,從而減少了司機的受力大小,D項正確。4.B設(shè)火箭發(fā)動機在1s內(nèi)噴射出氣體的質(zhì)量為m。以這局部氣體為研究對象,應(yīng)用動量定理,Ft=mv-0,解得m=F·tv=1.6×105.ABt=1s時物塊的速率為v,Ft=mv,得v=1m/s,A項正確。t=2s時動量為p,p=2×2kg·m/s=4kg·m/s,B項正確。t=3s時的動量p3=2×2kg·m/s-1×1kg·m/s=3kg·m/s,C項錯誤。同理t=4s時物塊速度v4=1m/s,故D項錯誤。6.C由機械能守恒定律可得mgh=12mv2,可知雞蛋落地時速度大小v=2gh,雞蛋與地面作用過程中,設(shè)豎直向上為正方向,由動量定理得(F-mg)t=0-(-mv),可知地面對雞蛋產(chǎn)生的沖擊力大小為F=mvt+mg,每層樓高度約為3m,那么h=24×3m=72m,得F≈949N,接近103N,由牛頓第三定律知雞蛋對地面的沖擊力約為1037.答案(ⅰ)ρv0S(ⅱ)v02解析(ⅰ)設(shè)Δt時間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為ΔV,質(zhì)量為Δm,那么Δm=ρΔV ①ΔV=v0SΔt ②由①②式得,單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為ΔmΔt=ρv(ⅱ)設(shè)玩具懸停時其底面相對于噴口的高度為h,水從噴口噴出后到達玩具底面時的速度大小為v。對于Δt時間內(nèi)噴出的水,由能量守恒得12(Δm)v2+(Δm)gh=12(Δm)在h高度處,Δt時間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動量變化量的大小為Δp=(Δm)v ⑤設(shè)水對玩具的作用力的大小為F,根據(jù)動量定理有FΔt=Δp ⑥由于玩具在空中懸停,由力的平衡條件得F=Mg ⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得h=v022三年模擬練1.C足球與地面碰撞過程中動量的變化量Δp=mv2-mv1=0.4×3kg·m/s-0.4×(-4)kg·m/s=2.8kg·m/s,方向豎直向上;由動能定理可得合外力做的功W=12mv22-12mv12=12×0.4×32J-12×0.2.BC人由P至c的過程中,外力的總沖量為重力的沖量與彈性繩彈力的沖量的矢量和,根據(jù)動量定理,外力的總沖量應(yīng)等于人的動量的變化量,人在P與c時速度均為零,那么動量的變化量為零,那么重力的沖量大小應(yīng)等于彈性繩彈力的沖量大小,且方向相反,總沖量為零,選項A錯誤;根據(jù)動能定理,人由P至c過程中,人的動能變化量為零,那么重力與彈性繩彈力做的總功為零,重力所做的功等于人克服彈力所做的功,選項B正確;人由P至a自由下落,由a至b,彈力逐漸增大,但合外力向下,人做加速度減小的加速運動,至b點加速度為零,速度最大,人過b點之后,彈力大于重力,合外力向上,加速度向上,速度減小,應(yīng)選項C正確,選項D錯誤。3.D以被球棒擊打后壘球的速度方向為正方向,那么根據(jù)動量定理有I=Ft=mv2-mv1=0.18×45N·s-(-0.18×25)N·s=12.6N·s,選項A錯誤;球棒對壘球的平均作用力大小F=It=12.60.01N=1260N,選項B錯誤;根據(jù)動能定理得球棒對壘球做的功W=12mv22-12mv12=12×04.C設(shè)t0時刻物塊的速度為v1,2t0時刻物塊的速度為v2,根據(jù)動量定理可知,0~t0內(nèi),F0t0=mv1-0,t0~2t0內(nèi),2F0t0=mv2-mv1,解得v1∶v2=1∶3;由動量定義式p=mv可得p2=3p1;由動能定義式Ek=12mv2可得Ek2=9Ek1。應(yīng)選C其他解法F-t圖線與時間軸圍成的面積表示合力的沖量,即面積表示動量的