2024屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測試第一部分專題二能量與動量第7講動量能量命題點一動量定理的應(yīng)用

第7講動量能量力學(xué)三大觀點比較．力學(xué)三大觀點對應(yīng)規(guī)律表達(dá)式選用原則動力學(xué)觀點牛頓第二定律F合＝ma物體做勻變速直線運動，涉及到運動細(xì)節(jié)勻變速直線運動規(guī)律v＝v0＋atx＝v0t＋eq\f(1,2)at2v2－veq\o\al(2,0)＝2ax等能量觀點動能定理W合＝ΔEk涉及到做功與能量轉(zhuǎn)換機械能守恒定律Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2功能關(guān)系WG＝－ΔEp等能量守恒定律E1＝E2動量觀點動量定理I合＝p′－p只涉及初末速度、力、時間而不涉及位移、功動量守恒定律p1＋p2＝p′1＋p′2只涉及初末速度而不涉及力、時間命題點一動量定理的應(yīng)用1．動量定理的理解．(1)公式Ft＝p′－p是矢量式，左邊是物體受到所有力的總沖量，而不是某一個力的沖量．其中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是變力，如果合外力是變力，則F是合外力在t時間內(nèi)的平均值．(2)動量定理說明的是合外力的沖量I合和動量的變化量Δp的關(guān)系，不僅I合與Δp大小相等，而且Δp的方向與I合的方向相同．(3)公式Ft＝p′－p說明了兩邊的因果關(guān)系，即合力的沖量是動量變化的原因．2．應(yīng)用動量定理解題的基本步驟．(2023·廣東卷)(多選)某同學(xué)受電動窗簾的啟發(fā)，設(shè)計了如圖所示的簡化模型．多個質(zhì)量均為1kg的滑塊可在水平滑軌上滑動，忽略阻力．開窗簾過程中，電機對滑塊1施加一個水平向右的恒力F，推動滑塊1以0.40m/s的速度與靜止的滑塊2碰撞，碰撞時間為0.04s，碰撞結(jié)束后瞬間兩滑塊的共同速度為0.22m/s.關(guān)于兩滑塊的碰撞過程，下列說法正確的有()A．該過程動量守恒B．滑塊1受到合外力的沖量大小為0.18N·sC．滑塊2受到合外力的沖量大小為0.40N·sD．滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N解析：選擇水平向右的方向為正方向．滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)的初動量為：p1＝mv1＝1×0.40kg·m/s＝0.40kg·m/s.碰撞后，滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)的動量為：p2＝2mv2＝2×1×0.22kg·m/s＝0.44kg·m/s，則滑塊的碰撞過程動量不守恒，故A項錯誤；對滑塊1，根據(jù)動量定理可得：ΔI＝mv1－mv0，代入數(shù)據(jù)解得：ΔI＝－0.18N·s，負(fù)號表示方向水平向左，故B項正確；同理可得，對滑塊2分析可得：ΔI′＝mv1－0，代入數(shù)據(jù)解得：ΔI′＝0.22N·s，故C項錯誤；根據(jù)公式ΔI′＝FΔt，代入數(shù)據(jù)解得：F＝5.5N，故D項正確；故選BD.答案：BD1．航天器離子發(fā)動機原理如圖所示，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)極柵板間的電場加速后從噴口噴出，從而使航天器獲得推進(jìn)或調(diào)整姿態(tài)的反沖力，已知單個正離子的質(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，忽略離子噴射對航天器質(zhì)量中和電子槍磁鐵的影響．該發(fā)動機產(chǎn)生的平均推力F的大小為()A．Ieq\r(\f(2mU,q))B．Ieq\r(\f(mU,q))C．Ieq\r(\f(mU,2q))D．2Ieq\r(\f(mU,q))解析：以正離子為研究對象，由動能定理可得qU＝eq\f(1,2)mv2，Δt時間內(nèi)通過的總電荷量為Q＝IΔt，噴出的總質(zhì)量Δm＝eq\f(Q,q)m＝eq\f(IΔt,q)m，由動量定理可知FΔt＝Δmv，聯(lián)立解得F＝Ieq\r(\f(2mU,q))，故A項正確，B、C、D項錯誤．故選A.答案：A2．我國東風(fēng)－17超高音速戰(zhàn)略導(dǎo)彈的射程可達(dá)幾千公里，具備超高音速突防能力，可借助空前的機動能力實現(xiàn)蛇形機動，規(guī)避攔截．已知東風(fēng)－17導(dǎo)彈的質(zhì)量為m，在一次試射機動變軌過程中，導(dǎo)彈正在大氣層邊緣向東水平高速飛行，速度大小為9馬赫(1馬赫就是一倍音速，設(shè)1馬赫為v)，突然蛇形機動變軌，轉(zhuǎn)成水平向東偏下53°角飛行，速度大小為15馬赫．取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，此次機動變軌過程中，合力對導(dǎo)彈的沖量()A．大小為6mv，方向豎直向上B．大小為6mv，方向豎直向下C．大小為12mv，方向豎直向上D．大小為12mv，方向豎直向下解析：本題考查動量定理，目的是考