適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習第6單元動量作業(yè)17動量動量定理新人教版

作業(yè)17動量動量定理

A組基礎(chǔ)達標微練一對動量、沖量的理解1.將物體水平拋出,在物體落地前(不計空氣阻力),下列說法正確的是()A.動量的方向不變B.動量變更量的方向不變C.相同時間內(nèi)動量的變更量越來越大D.動量變更得越來越快2.(2023浙江寧波十校高三模擬)“最速降線”是物體由靜止從同一動身點到達相同的終點用時最短的一種軌跡。如圖所示,豎直平面內(nèi)軌道1、2、3的起點與終點均相同,將同一小球從起點由靜止釋放,分別沿軌道1、2、3到達終點,其中軌道2用時最短即為最速降線。不計一切摩擦阻力,下列說法正確的是()A.分別沿軌道1、2、3滑到終點時,小球的動量均相同B.整個下滑過程中,軌道3對小球的支持力做功最多C.沿軌道2下滑到終點的過程中,小球重力的沖量最小D.分別沿軌道1、2、3下滑到終點的過程中,軌道對小球的支持力沖量均為零微練二動量定理的基本應(yīng)用3.(2023浙江麗水五校高三模擬)如圖所示,運動員向球踢了一腳,踢球時的力F=100N,球在地面上滾動了10s后停下來,若足球受到地面阻力為5N,則運動員對球的沖量為()A.1000N·s B.500N·sC.50N·s D.無法確定4.(原創(chuàng))某氣象觀測站測得在時間t內(nèi),某地的降雨量(降雨量是在肯定時間內(nèi)著陸在地面上的某一點或某一單位面積的水層深度)為h,雨滴剛要落地時速度大小恒為v。設(shè)雨滴落地后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為ρ,則雨滴對地面撞擊產(chǎn)生的平均壓強為()A.2ρhvt B.ρ微練三動量定理與微元法的綜合應(yīng)用5.中國東海是超級臺風(超過16級)的高發(fā)地,這種臺風的中心風速可達到50m/s。某棟大樓高約100m、寬約20m?？諝饷芏燃s為1.3kg/m3,若50m/s的臺風垂直吹到這棟大樓后速度減為0,則大樓受到的風力大小約為()A.3.3×105N B.3.25×106NC.6.5×106N D.1.3×107N6.(2023浙江杭州高三三模)“消遣風洞”是一項新型消遣項目,在一個特定的空間內(nèi)有人工制造的氣流,表演者通過調(diào)整身體的姿態(tài),變更受風面積(即表演者在垂直風力方向的投影面積),來變更其所受向上風力的大小,使人產(chǎn)生在天空翱翔的感覺。如圖所示,一質(zhì)量為m的游客恰好可以靜止在直徑為d的圓柱形風洞內(nèi)。已知氣流豎直向上通過風洞,密度為ρ,流速恒定為v,游客受風面積為S,重力加速度為g。假設(shè)氣流吹到人身上后速度變?yōu)榱?則下列說法正確的是()A.氣體流量Q=vπρd2B.氣體流量Q=πC.氣流對人的沖量與人對氣流的沖量相同D.若風洞中空氣流速變?yōu)樵瓉淼?倍,要使游客仍靜止,則他的受風面積必需調(diào)整為原來的1B組綜合提升7.(多選)如圖所示,在傾角為30°的足夠長的光滑固定斜面上有一質(zhì)量為2kg的物體,它受到沿斜面方向的力F的作用。設(shè)力F可按如圖所示的四種方式隨時間變更,力F沿斜面對上為正。已知該物體在t=0時速度為零,則關(guān)于該物體在0~3s內(nèi)的運動,下列說法正確的是(g取10m/s2)()A.甲圖示中,物體沿斜面對上運動,3s末的速率為19m/sB.乙圖示中,物體沿斜面對下運動,3s末的速率為23m/sC.丙、丁圖示中,物體均沿斜面對下運動,3s末的速率均為15m/sD.丙圖示中,物體沿斜面對上運動;丁圖示中物體沿斜面對下運動8.(多選)雜技中的“頂竿”表演如圖甲所示,水平地面上演員B用頭部頂住一根竹竿,另一演員A爬至竹竿頂端完成各種動作。某次頂竿表演結(jié)束后,演員A自竿頂由靜止起先下落。滑到竿底時速度正好為零,然后屈腿跳到地面上,演員A、B質(zhì)量均為50kg,竹竿質(zhì)量為5kg,演員A下滑的過程中速度隨時間變更的圖像如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是()A.竹竿的總長度約為6mB.0~6s內(nèi),演員B對地面的壓力大小始終為1050NC.0~6s內(nèi),竹竿對演員B的壓力的沖量大小為3300N·sD.演員A落地時向下屈腿,是為了縮短作用時間以減小地面的沖擊力9.如圖所示,某游樂園入口旁有一鯨魚噴泉,在水泵作用下會從鯨魚模型背部噴出豎直向上的水柱,將站在沖浪板上的玩偶模型托起,懸停在空中,伴隨著音樂旋律,玩偶模型能夠上下運動。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;設(shè)同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相等,沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積,保證全部水都能噴到?jīng)_浪板的底部。水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽視不計,沖擊沖浪板后,水在豎直方向的速度馬上變?yōu)榱?在水平方向朝四周勻稱散開。已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g,玩偶在空中懸停時,其底面相對于噴口的高度為h,由于水柱頂部的水與沖浪板相互作用的時間很短,因此在分析水與沖浪板相互作用時可忽視這部分水所受的重力作用,空氣阻力及水的粘滯阻力均可忽視不計。(1)求噴泉單位時間內(nèi)噴出水的質(zhì)量m0;(2)細致視察會發(fā)覺噴出的水柱在空中上升階段并不是粗細勻稱的,而是在豎直方向上一端粗一端細,請你分析上升階段的水柱是上端較粗還是下端較粗,并說明水柱呈現(xiàn)該形態(tài)的緣由;(3)某同學求解玩偶模型在空中懸停時沖浪板對水的作用力大小,解法如下:Δt時間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向動量變更量的大小為Δp=Δmv0,又Δm=m0Δt,設(shè)玩偶模型對水的作用力大小為F,依據(jù)動量定理有F·Δt=Δp,得F=m0v0(其中m0為第一問結(jié)果)。請指出該同學解法的不妥之處并加以改正。10.如圖1所示,一傾角θ=37°的斜面固定在水平地面上,質(zhì)量m=1kg的滑塊(可視為質(zhì)點)靜止在斜面底部。從某時刻起,平行斜面對上的拉力F作用在滑塊上,拉力F隨時間t變更的圖像如圖2所示,4s后拉力F消逝,2s時滑塊速度達到最大?；瑝K到達最高點后再下滑到斜面底部的速率為1663m/s,已知重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8(1)斜面的動摩擦因數(shù)和滑塊上滑時的最大速度;(2)滑塊到達最高點的時間及拉力F做的功。

參考答案第六單元動量作業(yè)17動量動量定理1.B解析平拋運動中,速度大小方向都在發(fā)生變更,則由p=mv可知,動量的方向會發(fā)生變更,故A錯誤;由于物體所受合外力的沖量大小等于它的動量的變更量,即Δp=I沖=Ft=Gt,由此可得,動量變更量的方向始終向下不變,相同時間內(nèi)動量的變更量相同,且動量變更快慢不變,故B正確,C、D錯誤。2.C解析小球分別沿軌道1、2、3滑到終點時,速度方向不相同,動量的方向不相同,所以動量不相同,A錯誤;小球分別沿軌道1、2、3滑到終點的過程中,支持力的方向與速度方向均垂直,支持力均不做功,B錯誤;重力的沖量為I=mgt,沿軌道2下滑到終點的過程中用時最短,小球重力的沖量最小,C正確;依據(jù)I=mgt,小球分別沿軌道1、2、3下滑到終點的過程中,軌道對小球的支持力沖量均不等于零,D錯誤。3.C解析對全過程應(yīng)用動量定理得I-Fft=0,解得I=50N·s,故選C。4.B解析設(shè)地面對雨滴的平均作用力為F,對面積為S的地面,時間t內(nèi)落到地面的雨水質(zhì)量為ρSh,對該部分雨水由動量定理有-Ft=0-ρShv,由牛頓第三定律知,雨滴對地面的平均壓力大小F'=F,雨滴對地面撞擊產(chǎn)生的平均壓強為p=F'S,解得p=ρhv5.C解析設(shè)經(jīng)過Δt時間內(nèi),有Δm的空氣垂直吹到這棟大樓后速度減為0,依據(jù)動量定理可得-FΔt=0-Δm·v,又Δm=ρLhvΔt,聯(lián)立可得F=ρLhv2=1.3×20×100×502N=6.5×106N,依據(jù)牛頓第三定律可知,大樓受到的風力大小約為6.5×106N。故選C。6.D解析由題意可知Q=πd22v,解得Q=π4d2v,A錯誤;對Δt時間內(nèi)吹向游客的氣體,由動量定理可得FΔt=Δmv,由于游客處于靜止狀態(tài),滿意F=mg,另外Δm=ρ·vΔt·S,風洞內(nèi)氣流的流量為Q=vπd22,聯(lián)立解得Q=πd24mgρS7.BC解析取t0=1s,由動量定理可知-mgsinθ3t0-F2t0+Ft0=mv1,解得v1=-19m/s,所以,物體沿斜面對下運動,速率為19m/s,故A錯誤;取t0=1s,由動量定理可知-mgsinθ3t0-F2t0=mv2,解得v2=-23m/s,所以,物體沿斜面對下運動,速率為23m/s,故B正確;取t0=1s,對丙圖,由動量定理可知-mgsinθ3t0+Ft0-Ft0=mv3,解得v3=-15m/s,對丁圖,由動量定理可知-mgsinθ3t0-Ft0+Ft0=mv4,解得v4=-15m/s,所以,丙、丁圖中物體沿斜面對下運動,速率為15m/s,故C正確,D錯誤。8.AC解析依據(jù)題意可知,竹竿的總長度為演員A下滑的距離,由圖乙可得l=12×2×6m=6m,故A正確;設(shè)演員A、B的質(zhì)量均為m,竹竿質(zhì)量為m1,則有(2m+m1)g=(2×50+5)×10N=1050N,依據(jù)題意,由圖乙可知,在0~4s內(nèi),演員A加速下滑,具有向下的加速度,處于失重狀態(tài),以演員A、B和竹竿為整體,可知演員B對地面的壓力小于1050N;在4~6s內(nèi),演員A減速下滑,具有向上的加速度,處于超重狀態(tài),以演員A、B和竹竿為整體,可知演員B對地面的壓力大于1050N,故B錯誤;取向下為正方向,在0~4s內(nèi),由圖乙可知,演員A的加速度為a1=24m/s2=0.5m/s2,則mg-Ff1=ma1,解得Ff1=475N,此過程竹竿對演員B的壓力FN1=Ff1+m1g=525N,在4~6s內(nèi),由圖乙可知,演員A的加速度為a2=-22m/s2=-1m/s2,則mg-Ff2=ma2,解得Ff2=550N,此過程竹竿對演員B的壓力FN2=Ff2+m1g=600N,所以0~6s內(nèi),竹竿對演員B的壓力的沖量大小為I=I1+I2=FN1t1+FN2t2=525×4N·s+600×2N·s=3300N9.答案(1)ρv0S(2)見解析(3)見解析解析(1)設(shè)Δt時間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為ΔV,質(zhì)量為Δm,則Δm=ρΔVΔV=v0SΔt由以上兩式得,單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為m0=ΔmΔt(2)水柱上端較粗,下端較細。流量Q=Sv(S為水柱截面積,v為水柱中水的流速),因為隨意橫截面流量相等,下端水柱速度較上端水柱的速度大,可知,水柱上端較粗,下端較細。(3)錯誤之處是水沖擊沖浪板時,水的流速不等于v0設(shè)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,由能量守恒定律得12Δmv2+Δmgh=12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更量的大小為Δp=Δmv又Δm=m0Δt=ρSv0Δt設(shè)玩偶模型對水的作用力大小為F,依據(jù)動量定理有F·Δt=Δp聯(lián)立以上各式得F=ρSv0v010.答案(1)0.258m/s(2)4s5123解析(1)依據(jù)題意可知,t=2s時,上滑速度最大,則滑塊合外力為0由圖2可知此時F=8N由平衡條件有F=mgsinθ+μmgcosθ代入數(shù)據(jù)得μ=0.250~2s由動量定理有IF2-mgtsinθ-μmgtcosθ=mvm-0依據(jù)F-t圖像中面積表示沖量