2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)動(dòng)量專題精準(zhǔn)提升強(qiáng)化2：變力的沖量問(wèn)題（中上難度）

2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)動(dòng)量專題精準(zhǔn)提升強(qiáng)化2：變力的沖量問(wèn)題（中上難度）【利用F－t圖像求沖量】一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加水平外力F，力F隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為0B.第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量方向發(fā)生變化C.第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)D.在1～3s時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為0【利用F－t圖像求沖量】(多選)一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加水平外力F，F(xiàn)隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為0B．第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)C．在0～2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的功率先增大后減小D．在1～3s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的沖量為0【利用F－t圖像求沖量】（多選）（2022·全國(guó)乙卷）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開(kāi)始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取g＝10m/s2。則（）A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零B.6s時(shí)物塊回到初始位置C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg·m/sD.0～6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40J【利用F－t圖像求沖量】(多選)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則()A．t＝1s時(shí)物塊的速率為1m/sB．t＝2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/sC．t＝3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg·m/sD．t＝4s時(shí)物塊的速度為零【利用F－t圖像求沖量】（多選）C919大型客機(jī)是我國(guó)按照國(guó)際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)，在它的研制過(guò)程中風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是必不可少的。現(xiàn)某同學(xué)在風(fēng)洞中完成了以下實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在水平網(wǎng)上（網(wǎng)不影響物體受到的風(fēng)力），調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，并記錄了物體所受豎直向上的風(fēng)力F與時(shí)間t的關(guān)系，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.在前2t0時(shí)間內(nèi)物體加速度均勻增加B.在前6t0時(shí)間內(nèi)物體一直向上運(yùn)動(dòng)C.在5t0時(shí)刻物體的速度大小為134gtD.在前6t0時(shí)間內(nèi)物體的最大速度為37【利用F－t圖像求沖量】(2022·重慶高考)在測(cè)試汽車的安全氣囊對(duì)駕乘人員頭部防護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)中，某小組得到了假人頭部所受安全氣囊的作用力隨時(shí)間變化的曲線(如圖)。從碰撞開(kāi)始到碰撞結(jié)束過(guò)程中，若假人頭部只受到安全氣囊的作用，則由曲線可知，假人頭部()A．速度的變化量等于曲線與橫軸圍成的面積B．動(dòng)量大小先增大后減小C．動(dòng)能變化正比于曲線與橫軸圍成的面積D．加速度大小先增大后減小【利用F－t圖像求沖量】(多選)物塊在合力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則物塊()A．在0～2s時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化量為2kg·m/sB．動(dòng)量在0～2s內(nèi)比2～4s內(nèi)變化快C．4s時(shí)動(dòng)量大小為2kg·m/sD．4s時(shí)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變【利用F－t圖像求沖量】(多選)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用，力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則()A．0～t0時(shí)間內(nèi)水平力F的沖量為eq\f(F0t0,2)B．t0時(shí)刻物體的動(dòng)量為F0t0C．2t0時(shí)刻物體的速度為eq\f(3F0t0,2m)D．2t0時(shí)刻物體的速度為eq\f(3F0t0,m)水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩個(gè)物體，水平推力F1、F2分別作用在a、b上，一段時(shí)間后撤去推力，物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下，兩物體的v-t圖像如圖所示，圖中AB∥CD。則整個(gè)過(guò)程中()A．F1的沖量等于F2的沖量B．F1的沖量大于F2的沖量C．摩擦力對(duì)a物體的沖量等于摩擦力對(duì)b物體的沖量D．合力對(duì)a物體的沖量等于合力對(duì)b物體的沖量【利用F－t圖像求沖量】(2022·山東濰坊高三月考)黨的十八大以來(lái)，中國(guó)交通發(fā)展取得歷史性成就，現(xiàn)在全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程13.9萬(wàn)公里，其中高鐵超過(guò)3.5萬(wàn)公里，位居世界第一；公路里程501.3萬(wàn)公里，其中高速公路15萬(wàn)公里，位居世界第一．一輛質(zhì)量為m＝2000kg的汽車以v0＝30m/s的速度在平直的高速公路上勻速直線行駛，當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)前方有事故時(shí)，立即進(jìn)行剎車，已知司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為0.7s．若汽車剎車后的剎車制動(dòng)力F與剎車后的時(shí)間t成線性變化關(guān)系，如圖所示，且在t＝10s時(shí)刻汽車剛好完全停止運(yùn)動(dòng)，汽車運(yùn)動(dòng)可視為直線運(yùn)動(dòng)．求：(1)司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離；剎車后的最大制動(dòng)力Fm；(2)當(dāng)t1＝5s時(shí)，汽車的速度．2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)動(dòng)量專題精準(zhǔn)提升強(qiáng)化2：變力的沖量問(wèn)題（中上難度）【解析版】【利用F－t圖像求沖量】一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加水平外力F，力F隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為0B.第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量方向發(fā)生變化C.第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)D.在1～3s時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為0解析：D由題圖可知，0～2s時(shí)間內(nèi)F的方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向相同，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷了加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以第2s末，質(zhì)點(diǎn)的速度最大，動(dòng)量最大，方向不變，故A、B錯(cuò)誤；2～4s內(nèi)F的方向與0～2s內(nèi)F的方向不同，該質(zhì)點(diǎn)0～2s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，2～4s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，第4s末，物體速度減為0，所以質(zhì)點(diǎn)在0～4s內(nèi)的位移均為正，第4s末沒(méi)有回到出發(fā)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；在F－t圖像中，圖線與橫軸所圍的面積表示力F的沖量，由題圖可知，1～2s內(nèi)的面積與2～3s內(nèi)的面積大小相等，一正一負(fù)，則在1～3s時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為0，故D正確?！纠肍－t圖像求沖量】(多選)一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加水平外力F，F(xiàn)隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為0B．第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)C．在0～2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的功率先增大后減小D．在1～3s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的沖量為0答案CD解析從題圖可以看出，在前2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)受到力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向相同，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷了一個(gè)加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以第2s末，質(zhì)點(diǎn)的速度最大，動(dòng)量最大，不為0，故A錯(cuò)誤；該質(zhì)點(diǎn)在后半個(gè)周期內(nèi)受到的力與前半個(gè)周期內(nèi)受到的力的方向相反，前半個(gè)周期內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，后半個(gè)周期內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)在0～4s時(shí)間內(nèi)的位移為正，故B錯(cuò)誤；在0～2s時(shí)間內(nèi)，速度在增大，力F先增大后減小，根據(jù)瞬時(shí)功率P＝Fv得開(kāi)始時(shí)力F瞬時(shí)功率為0,2s末的瞬時(shí)功率為0，所以在0～2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的功率先增大后減小，故C正確；在F-t圖象中，F(xiàn)-t圖線與橫軸圍成的面積表示力F的沖量，由題圖可知，1～2s之間的面積與2～3s之間的面積大小相等，一正一負(fù)，所以和為0，則在1～3s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)的沖量為0，故D正確。【利用F－t圖像求沖量】（多選）（2022·全國(guó)乙卷）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開(kāi)始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取g＝10m/s2。則（）A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為零B.6s時(shí)物塊回到初始位置C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg·m/sD.0～6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40J解析：AD物塊與地面間的滑動(dòng)摩擦力為f＝μmg＝2N，對(duì)物塊在0～3s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)量定理得（F－f）t1＝mv3，解得v3＝6m/s，3s時(shí)物塊的動(dòng)量為p＝mv3＝6kg·m/s，設(shè)3s后經(jīng)過(guò)時(shí)間t'物塊的速度第一次減為0，由動(dòng)量定理可得－（F＋f）t'＝0－mv3，解得t'＝1s，所以物塊在t＝4s時(shí)速度減為0，此時(shí)物塊的動(dòng)能也為0，故A正確，C錯(cuò)誤；設(shè)0～3s內(nèi)物塊的位移為x1，由動(dòng)能定理得（F－f）x1＝12mv32，解得x1＝9m，3～4s過(guò)程中，對(duì)物塊由動(dòng)能定理得－（F＋f）x2＝0－12mv32，解得x2＝3m，4～6s物塊反向運(yùn)動(dòng)，物塊的加速度大小為a＝F-fm＝2m/s2，位移為x3＝12×2×22m＝4m＜x1＋x2，即6s時(shí)物塊沒(méi)有回到初始位置，故B錯(cuò)誤；0～6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為W＝（4×9－4×3＋4×4）【利用F－t圖像求沖量】(多選)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則()A．t＝1s時(shí)物塊的速率為1m/sB．t＝2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/sC．t＝3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg·m/sD．t＝4s時(shí)物塊的速度為零答案AB解析前2s內(nèi)物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a1＝eq\f(F1,m)＝eq\f(2,2)m/s2＝1m/s2，t＝1s時(shí)物塊的速率v1＝a1t1＝1m/s，A正確。t＝2s時(shí)物塊的速率v2＝a1t2＝2m/s，動(dòng)量大小為p2＝mv2＝4kg·m/s，B正確。物塊在2～4s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小a2＝eq\f(F2,m)＝0.5m/s2，t＝3s時(shí)物塊的速率v3＝v2－a2t3＝(2－0.5×1)m/s＝1.5m/s，動(dòng)量大小p3＝mv3＝3kg·m/s，C錯(cuò)誤。t＝4s時(shí)物塊的速度v4＝v2－a2t4＝(2－0.5×2)m/s＝1m/s，D錯(cuò)誤?！纠肍－t圖像求沖量】（多選）C919大型客機(jī)是我國(guó)按照國(guó)際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)，在它的研制過(guò)程中風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是必不可少的?，F(xiàn)某同學(xué)在風(fēng)洞中完成了以下實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在水平網(wǎng)上（網(wǎng)不影響物體受到的風(fēng)力），調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，并記錄了物體所受豎直向上的風(fēng)力F與時(shí)間t的關(guān)系，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.在前2t0時(shí)間內(nèi)物體加速度均勻增加B.在前6t0時(shí)間內(nèi)物體一直向上運(yùn)動(dòng)C.在5t0時(shí)刻物體的速度大小為134gtD.在前6t0時(shí)間內(nèi)物體的最大速度為37解析：CD由題圖可知，t0時(shí)刻物體才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；從t0到5t0這段時(shí)間，對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)量定理有IF－mg×4t0＝mv1－0，由圖像可知這段時(shí)間內(nèi)風(fēng)力的沖量IF＝(mg+1.5mg)×t02＋(1.5mg+2.5mg)×3t02＝29mgt04，解得v1＝13gt04，故C正確；由題圖可得在5.6t0時(shí)物體的加速度為零，速度最大，從t0到5.6t0對(duì)物體應(yīng)用動(dòng)量定理有IF'－mg×4.6t0＝mvm－0，由圖像可知這段時(shí)間內(nèi)風(fēng)力的沖量【利用F－t圖像求沖量】(2022·重慶高考)在測(cè)試汽車的安全氣囊對(duì)駕乘人員頭部防護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)中，某小組得到了假人頭部所受安全氣囊的作用力隨時(shí)間變化的曲線(如圖)。從碰撞開(kāi)始到碰撞結(jié)束過(guò)程中，若假人頭部只受到安全氣囊的作用，則由曲線可知，假人頭部()A．速度的變化量等于曲線與橫軸圍成的面積B．動(dòng)量大小先增大后減小C．動(dòng)能變化正比于曲線與橫軸圍成的面積D．加速度大小先增大后減小[答案]D[解析]由題意知假人頭部只受到安全氣囊的作用，則由沖量表達(dá)式I＝Ft可知，F(xiàn)-t曲線與橫軸圍成的面積表示假人頭部所受合外力的沖量，再根據(jù)動(dòng)量定理I＝Δp可知，F(xiàn)-t曲線與橫軸圍成的面積也表示假人頭部動(dòng)量的變化量，A錯(cuò)誤；F-t圖線一直在t軸的上方，即假人頭部所受合外力的沖量一直沿正方向，分析實(shí)際情境知假人頭部一直有與力F方向相反的動(dòng)量，則假人頭部的動(dòng)量一直減小，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系有Ek＝eq\f(p2,2m)，而F-t曲線與橫軸圍成的面積表示假人頭部動(dòng)量的變化量，則假人頭部動(dòng)能的變化和曲線與橫軸圍成的面積不成正比，C錯(cuò)誤；由題意知假人頭部只受到安全氣囊的作用，由題圖知F先增大后減小，則根據(jù)牛頓第二定律F＝ma可知，假人頭部加速度a的大小先增大后減小，D正確?！纠肍－t圖像求沖量】(多選)物塊在合力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則物塊()A．在0～2s時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化量為2kg·m/sB．動(dòng)量在0～2s內(nèi)比2～4s內(nèi)變化快C．4s時(shí)動(dòng)量大小為2kg·m/sD．4s時(shí)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變答案BC解析根據(jù)動(dòng)量定理可知，在0～2s時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化量為Δp＝FΔt＝2×2kg·m/s＝4kg·m/s，故A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理及F-t圖線與t軸所圍面積表示沖量可知，在2～4s時(shí)間內(nèi)動(dòng)量變化量為Δp′＝eq\a\vs4\al(F′)Δt＝－2kg·m/s，所以動(dòng)量在0～2s內(nèi)比2～4s內(nèi)變化快，故B正確；4s時(shí)動(dòng)量大小為p4＝p0＋Δp＋Δp′＝2kg·m/s，故C正確；4s時(shí)動(dòng)量仍為正值，運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有發(fā)生改變，故D錯(cuò)誤?！纠肍－t圖像求沖量】(多選)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始受到水平力的作用，力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則()A．0～t0時(shí)間內(nèi)水平力F的沖量為eq\f(F0t0,2)B．t0時(shí)刻物體的動(dòng)量為F0t0C．2t0時(shí)刻物體的速度為eq\f(3F0t0,2m)D．2t0時(shí)刻物體的速度為eq\f(3F0t0,m)答案AC解析在F－t圖像中，圖線與橫軸圍成的面積表示沖量的大小，則由題圖可知，0～t0時(shí)間內(nèi)水平力F的沖量為I＝eq\f(1,2)t0F0＝eq\f(F0t0,2)，故A正確；由動(dòng)量定理I合＝Δp可得，t0時(shí)刻物體的動(dòng)量為p＝Δp＝eq\f(F0t0,2)，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，力F在0～2t0時(shí)間內(nèi)的沖量為I′＝eq\f(1,2)(t0＋2t0)F0＝eq\f(3F0t0,2)，由動(dòng)量定理I合＝Δp可得2t0時(shí)刻物體的動(dòng)量為p′＝mv′＝eq\f(3F0t0,2)，可得2t0時(shí)刻物體的速度為v′＝eq\f(3F0t0,2m)，故D錯(cuò)誤，C正確．水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩個(gè)物體，水平推力F1、F2分別作用在a、b上，一段時(shí)間后撤去推力，物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下，兩物體的v-t圖像如圖所示，圖中AB∥CD。則整個(gè)過(guò)程中()A．F1的沖量等于F2的沖量B．F1的沖量大于F2的沖量C．摩擦力對(duì)a物體的沖量等于摩擦力對(duì)b物體的沖量D．合力對(duì)a物體的沖量等于合力對(duì)b物體的沖量答案D解析題圖中AB與CD平行，說(shuō)明推力撤去后兩物體的加速度相同，而撤去推力后物體所受的合力等于摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可知，兩物體受到的摩擦力大小相等，但a從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下的總時(shí)間小于b從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下的總時(shí)間，即tOB＜tOD，根據(jù)I＝ft可知