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文檔簡介
第25講動量和動量定理
目錄
01、考情透視,目標(biāo)導(dǎo)航
02、知識導(dǎo)圖,思維引航..............................................1
03、考點(diǎn)突破,考法探究..............................................2
考點(diǎn)一動量和沖量.............................................................2
知識點(diǎn)L動量的概念.....................................................2
知識點(diǎn)2.動量變化量.....................................................3
知識點(diǎn)3.沖量的概念.....................................................3
知識點(diǎn)4.沖量的三種計(jì)算方法.............................................3
知識點(diǎn)5.動量與動能的比較................................................3
考向洞察
考向L動量變化量的大小計(jì)算.............................................4
考向2.恒力沖量的計(jì)算....................................................4
考向3.利用圖像法計(jì)算變力的沖量..........................................4
考向4.對動量和動能比較..................................................5
考點(diǎn)二動量定理的理解和應(yīng)用....................................................6
考向洞察.......................................................................6
考向1.用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象........................................6
考向2.動量定理的有關(guān)計(jì)算................................................7
考向3.動量定理用于多過程問題............................................8
考點(diǎn)三應(yīng)用動量定理處理流體類問題.............................................9
知識點(diǎn)1流體類“柱狀模型”................................................9
知識點(diǎn)2微粒類“柱狀模型”...............................................9
04、真題練習(xí),命題洞見..............................................10
差情;奏汨?日標(biāo)旦祐
2024?安徽?高考物理試題
2024.江蘇.高考物理試題
考情
2024?廣東.高考物理試題
分析
2024?全國?高考物理試題
2024.福建?高考物理試題
復(fù)習(xí)目標(biāo)1.理解動量和沖量的概念,理解動量定理及其表達(dá)式。
目標(biāo)目標(biāo)2.能用動量定理解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
目標(biāo)3.會用動量定理進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,并會在流體力學(xué)中建立“柱狀”模型。
//L知識導(dǎo)圖?思維引航\\
定義:P=mv
大?。篜=mv=^2niEk
I動后11
方向:與速度方向相同
動量與沖量-動量的變化量:AP=nw-nn^
"定義:I=Ft
|沖斌|_大?。篒=F-r=AP=尸-周像的面積
方向:與力方向相同或動量變化量的方向
動量定理I1-
表達(dá)式:Ft=^P=mv—mv0
如一定時(shí),F(xiàn)的作用時(shí)間越短,力就越大;
作用時(shí)間越長,力就越小。
動量定理用動量定理解釋現(xiàn)象:
產(chǎn)一定,此時(shí)力的作用時(shí)間越長,綠就越大;
力的作用時(shí)間越短,功就越小。
動量定理的應(yīng)用:與動量定理有關(guān)的計(jì)算問題
動量定理用于多過程問題
應(yīng)用動量定理處理流體類問題
考點(diǎn)突破?考法探究
考點(diǎn)一動量和沖量
知識固本
知識點(diǎn)1.動量的概念
(1)定義:物體的質(zhì)量和速度的乘積。
(2)表達(dá)式:p=nw,單位為kg?m/s。
(3)方向:動量是矢量,方向與速度的方向相同。
知識點(diǎn)2.動量變化量
(1)動量的變化量Ap等于末動量減去初動量p的矢量運(yùn)算,也稱為動量的增量,即一〃。
(2)動量的變化量切也是矢量,其方向與速度的改變量A。的方向相同,運(yùn)用矢量法則計(jì)算。
知識點(diǎn)3.沖量的概念
(1)定義:力與力的作用時(shí)間的乘積。
(2)公式:/=3。
⑶單位:N-So
(4)方向:沖量是矢量,其方向與力的方向相同。
知識點(diǎn)4.沖量的三種計(jì)算方法
利用定義式/=必/計(jì)算沖量,此方法僅適用于恒力的沖量,無需考慮物體的
公式法
運(yùn)動狀態(tài)
利用F/圖像計(jì)算,廣/圖像與橫軸圍成的面積表示沖量,此法既可以計(jì)算恒
圖像法
力的沖量,也可以計(jì)算變力的沖量
動量定如果物體受到大小或方向變化的力的作用,則不能直接用/=%/求變力的沖
理法量,可以求出該力作用下物體動量的變化量,由/=〃'-p求變力的沖量
知識點(diǎn)5.動量與動能的比較
動量動能
物理意義描述機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)的物理量
口12
定義式p=mv
標(biāo)矢性矢量標(biāo)量
變化因素合外力的沖量合外力所做的功
F—正
大小關(guān)系p=\/2mEkEL2m
變化量△p=FtAEk=Fl
(1)都是相對量,與參考系的選取有關(guān),通常選取地面為參考系
聯(lián)系(2)若物體的動能發(fā)生變化,則動量一定也發(fā)生變化;但動量發(fā)生變
化時(shí)動能不一定發(fā)生變化
考向洞察J
考向L動量變化量的大小計(jì)算
1.(多選)質(zhì)量為優(yōu)的物體以初速度W開始做平拋運(yùn)動,經(jīng)過時(shí)間f,下降的高度為心速度變?yōu)関,在這段時(shí)
間內(nèi)物體動量變化量的大小為()
A.m(y—vo)B.mgt
C.—vo2D.2gh
【答案】BCD
【解析工由動量定理可得,物體在時(shí)間t內(nèi)動量變化量的大小為mgt,B正確;物體在平拋運(yùn)動過程中
速度變化量沿豎直方向,其大小Av=-\/v2—Vo2>由機(jī)械能守恒定律可得/77Vo之+加8八二斗九/,所以y/^—vo2
=y/2gh,故物體動量變化量Ap=mAv=m\jv2—v/=,C、D正確,A錯(cuò)誤。
考向2.恒力沖量的計(jì)算
2.如圖所示,質(zhì)量為優(yōu)的小滑塊沿傾角為。的斜面向上滑動,經(jīng)過時(shí)間fi,速度變?yōu)榱悴⒂珠_始下滑,經(jīng)過
時(shí)間叁回到斜面底端,滑塊在運(yùn)動過程中受到的摩擦力大小始終為居。已知重力加速度為g。在整個(gè)運(yùn)動過
程中,下列說法正確的是()
A.重力對滑塊的總沖量大小為/"g(fi+f2)sin6
B.支持力對滑塊的總沖量大小為mg(ti+f2)cosB
C.合力的沖量為0
D.摩擦力的總沖量大小為Ff(/i+f2)
【答案】B
【解析】重力對滑塊的總沖量為〃ZgS+f2),A錯(cuò)誤;支持力對滑塊的總沖量為機(jī)g?l+/2)C0S仇B(yǎng)正確;
整個(gè)過程中滑塊的動量發(fā)生了改變,故合外力的總沖量不為0,C錯(cuò)誤;上滑過程和下滑過程摩擦力的方向
相反,故若以沿斜面向下為正方向,摩擦力的總沖量為四"2—編,D錯(cuò)誤。
考向3.利用圖像法計(jì)算變力的沖量
3.(多選)(2022?全國乙卷?20)質(zhì)量為1kg的物塊在水平力尸的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動,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摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小取g=10m/s2。貝!|()
-F/N
4--------1
I
0,2i4':6r/s
-4卜----J-----1
A.4s時(shí)物塊的動能為零
B.6s時(shí)物塊回到初始位置
C.3s時(shí)物塊的動量為12kg?m/s
D.0~6s時(shí)間內(nèi)F對物塊所做的功為40J
【答案】AD
【解析】物塊與地面間的摩擦力為Ff=^mg=2N,對物塊在。?3s時(shí)間內(nèi)由動量定理可知(/一啦)a=機(jī)丫3,
代入數(shù)據(jù)可得"3=6m/s,3s時(shí)物塊的動量為p=mv-i=6kg-m/s,故C錯(cuò)誤;設(shè)3s后經(jīng)過時(shí)間物塊的速度
減為0,由動量定理可得一(尸+4>2=0—mv3,解得t2=ls,所以物塊在4s時(shí)速度減為0,則此時(shí)物塊的動
能也為0,故A正確;在。?3s時(shí)間內(nèi),對物塊由動能定理可得(尸一尸。無1=品丫3"解得尤i=9m,3~4s時(shí)
間內(nèi),對物塊由動能定理可得一(F+bf)X2=0—J/nY,解得及=3m,4~6s時(shí)間內(nèi)物塊開始反向運(yùn)動,物
F—Ft1
2
塊的加速度大小為。=—^—=2m/s,發(fā)生的位移大小為羽=呼白2=4m<xi+x2,即6s時(shí)物塊沒有回到初
始位置,故B錯(cuò)誤;0?6s時(shí)間F對物塊所做的功為EC2+FX3=40J,故D正確。
4.一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上,現(xiàn)對其施加水平外力F,力F隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,如圖所示。下列說法
正確的是()
A.第2s末,質(zhì)點(diǎn)的動量為0
B.第2s末,質(zhì)點(diǎn)的動量方向發(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),力廠的沖量為0
【答案】D
【解析】:由題圖可知,0?2s時(shí)間內(nèi)產(chǎn)的方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向相同,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷了加速度逐漸增大的加
速運(yùn)動和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,所以第2s末,質(zhì)點(diǎn)的速度最大,動量最大,方向不變,故選項(xiàng)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,2?4s內(nèi)做減速運(yùn)動,
所以質(zhì)點(diǎn)在0?4s內(nèi)的位移均為正,第4s末沒有回到出發(fā)點(diǎn),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在FY圖像中,圖線與橫軸
所圍的面積表示力P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),力廠的沖量為0,故選項(xiàng)D正確。
考向4.對動量和動能比較
5.(多選)在光滑水平面上,原來靜止的物體在水平力尸的作用下,經(jīng)過時(shí)間人通過位移L后動量變?yōu)椋?/p>
動能變?yōu)榉?。以下說法正確的是()
A.在尸作用下,若這個(gè)物體經(jīng)過位移2L其動量等于2P
B.在尸作用下,若這個(gè)物體經(jīng)過位移2L其動能等于2反
C.在尸作用下,若這個(gè)物體經(jīng)過時(shí)間23其動能等于2瓦
D.在尸作用下,若這個(gè)物體經(jīng)過時(shí)間2K其動量等于2P
【答案】BD
【解析】在光滑水平面上,物體所受合力大小等于F的大小,根據(jù)動能定理知,F(xiàn)L=E?物體位移變?yōu)?/p>
原來的2倍,動能變?yōu)樵瓉淼?倍,根據(jù)0=4而瓦,知?jiǎng)恿孔優(yōu)樵瓉淼哪锉叮蔄錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)
動量定理知,F(xiàn)t=mv,物體運(yùn)動時(shí)間變?yōu)樵瓉淼?倍,則動量變?yōu)樵瓉淼?倍,根據(jù)反=/知,動能變?yōu)?/p>
原來的4倍,故C錯(cuò)誤,D正確。
考點(diǎn)二動量定理的理解和應(yīng)用
-------------H-H-t
知識
1.內(nèi)容:物體在一個(gè)過程中所受力的沖量等于它在這個(gè)過程始末的動量變化量。
2.公式:F*'-f)=mv'—mv或/=〃'一。。
3.對動量定理的理解:
(1)公式中的F是研究對象所受的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當(dāng)合外力為變力時(shí),F(xiàn)
是合外力對作用時(shí)間的平均值。
p是矢量式,兩邊不僅大小相等,而且方向相同。
(3)動量定理中的沖量可以是合外力的沖量,可以是各個(gè)力沖量的矢量和,也可以是外力在不同階段沖量的
矢量和。
(4)日=加一刀還說明了兩邊的因果關(guān)系,即合外力的沖量是動量變化的原因。
(5)由Ft^p'-p得尸=注皆=平,即物體所受的合外力等于物體動量的變化率。
(6)當(dāng)物體運(yùn)動包含多個(gè)不同過程時(shí),可分段應(yīng)用動量定理求解,也可以全過程應(yīng)用動量定理求解。
--------------[MHHJ-u
考向洞察」
考向1.用動量定理解釋生活中的現(xiàn)象
1.錘子是常用裝修工具。鋪木地板時(shí),調(diào)整地板之間銜接平整,需要用錘子輕輕敲打;把鐵釘釘入堅(jiān)硬的木
板需要用錘子重重敲打。關(guān)于兩種情況下選用的錘子及理由,以下說法正確的是()
A.釘鐵釘時(shí),應(yīng)選鐵錘快速敲打,以獲得較大的打擊力
B.釘鐵釘時(shí),應(yīng)選木錘快速敲打,以獲得較小的打擊力
C.鋪地板時(shí),應(yīng)選鐵錘低速敲打,以獲得較小的打擊力
D.鋪地板時(shí),應(yīng)選木錘低速敲打,以獲得較大的打擊力
【答案】A
【解析】根據(jù)動量定理得Fr=O-(-Wvo),解得尸=5巴釘鐵釘時(shí),為了獲得較大的打擊力F,應(yīng)選擇
鐵錘快速敲打。選擇鐵錘是因?yàn)殍F錘的質(zhì)量比木錘質(zhì)量大,快速敲打能減小鐵錘與鐵釘?shù)淖饔脮r(shí)間3增大
鐵錘的初速度%,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)尸=萼,鋪地板時(shí),為了獲得較小的打擊力凡應(yīng)該選擇木錘低
速敲打。選擇木錘是因?yàn)槟惧N的質(zhì)量小,低速敲打增大木錘與地板的作用時(shí)間t,減小木錘的初速度如C、
D錯(cuò)誤。
2.行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體。若碰撞后汽車的速度在很短
時(shí)間內(nèi)減小為零,關(guān)于安全氣囊在此過程中的作用,下列說法正確的是()
A.增加了司機(jī)單位面積的受力大小
B.減少了碰撞前后司機(jī)動量的變化量
C.將司機(jī)的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能
D.延長了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積
【答案】D
【解析】汽車劇烈碰撞瞬間,安全氣囊彈出,立即跟司機(jī)身體接觸。司機(jī)在很短時(shí)間內(nèi)由運(yùn)動到靜止,
動量的變化量是一定的,由于安全氣囊的存在,作用時(shí)間變長,據(jù)動量定理加=必,知,司機(jī)所受作用力
減??;又知安全氣囊打開后,司機(jī)受力面積變大,因此減小了司機(jī)單位面積的受力大??;碰撞過程中,動
能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。綜上可知,選項(xiàng)D正確。
【題后反思】
AP
用動量定理解釋現(xiàn)象—
(l)Ap一定時(shí),尸的作用時(shí)間越短,力就越大;作用時(shí)間越長,力就越小。
⑵廠一定,此時(shí)力的作用時(shí)間越長,Ap就越大;力的作用時(shí)間越短,Ap就越小。
考向2.動量定理的有關(guān)計(jì)算
3.(多選)安全帶是汽車行駛過程中生命安全的保障帶。在汽車正面碰撞測試中,汽車以72km/h的速度發(fā)生
碰撞。車內(nèi)假人的質(zhì)量為50kg,使用安全帶時(shí),假人用時(shí)0.8s停下;不使用安全帶時(shí),假人與前方碰撞,
用時(shí)0.2s停下。以下說法正確的是()
A.碰撞過程中,汽車和假人的總動量守恒
B.無論是否使用安全帶,假人動量變化量相同
C.使用安全帶時(shí),假人受到的平均作用力約為1250N
D.不使用安全帶時(shí),假人受到的平均作用力約為2500N
【答案】BC
【解析】:碰撞過程中,汽車和假人組成的系統(tǒng)受撞擊力作用,總動量不守恒,故A錯(cuò)誤;假人的初動量
為p=mv°,末動量都為0,所以無論是否使用安全帶,假人動量變化量相同,故B正確;使用安全帶時(shí),
根據(jù)動量定理有@=0—P,解得尸=1250N,假人受到的平均作用力約為1250N,故C正確;不使用安全
帶時(shí),根據(jù)動量定理有fV=0—P,解得F=5000N,假人受到的平均作用力約為5000N,故D錯(cuò)誤。
4.高空作業(yè)須系安全帶。如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力
前,人下落的距離為以可視為自由落體運(yùn)動),此后經(jīng)歷時(shí)間t,安全帶達(dá)到最大伸長量,若在此過程中該
作用力始終豎直向上。重力加速度為g,忽略空氣阻力,則該段時(shí)間安全帶對人的平均作用力大小為()
A呼還+mgB呼—mg
C呼D呼-mg
【答案】A
【解析】安全帶對人起作用之前,人做自由落體運(yùn)動;由7=28//可得,安全帶對人起作用前瞬間,人的
速度v=4麗;安全帶達(dá)到最大伸長量時(shí),人的速度為零;從安全帶開始對人起作用到安全帶伸長量達(dá)到最
大,取豎直向下為正方向,由動量定理可得(加g—F)t=O—mv,故尸=與+;咫=;^+mg,故選項(xiàng)A
正確。
考向3.動量定理用于多過程問題
5.將質(zhì)量為相=1kg的物塊置于水平地面上,已知物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為〃=0.5,現(xiàn)在物塊上
施加一個(gè)平行于水平地面的恒力尸=10N,物塊由靜止開始運(yùn)動,作用4s后撤去凡已知g=10m/s2,對
于物塊從靜止開始運(yùn)動到物塊停下這一過程,下列說法正確的是()
A.整個(gè)過程物塊運(yùn)動的時(shí)間為6s
B.整個(gè)過程物塊運(yùn)動的時(shí)間為8s
C.整個(gè)過程中物塊的位移大小為40m
D.整個(gè)過程中物塊的位移大小為60m
【答案】B
【解析工在整個(gè)過程中由動量定理得Hl—〃加gf=0,解得t=8s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;在物塊前4s運(yùn)動
的過程中由動量定理得Ftr-^mgt^mv,解得v=20m/s,因物塊加速和減速過程的平均速度都為7=號=
多則全程的平均速度也為泰則物塊的總位移尤=方=弟8m=80m,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。
【題后反思】用動量定理解多過程問題的兩點(diǎn)提醒
(1)對于過程較復(fù)雜的運(yùn)動,可分段應(yīng)用動量定理,也可整個(gè)過程應(yīng)用動量定理。
(2)物體受多個(gè)力作用,各力的方向和作用時(shí)間往往不同,列動量定理時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。
考點(diǎn)三應(yīng)用動量定理處理流體類問題
知識點(diǎn)1流體類“柱狀模型”
流體及通常液體、氣體等被廣義地視為“流體”,質(zhì)量具有連續(xù)性,通常已知密
其特點(diǎn)度P
分1建構(gòu)“柱狀模型”:沿流速。的方向選取一段柱狀流體,其橫截面積為S
析微元研究:作用時(shí)間。內(nèi)的一段柱狀流體的長度為揖=。加,對應(yīng)的質(zhì)量
2
步為\m=pSv\t
驟3建立方程:應(yīng)用動量定理研究這段柱狀流體
知識點(diǎn)2微粒類“柱狀模型”
微粒及其通常電子、光子、塵埃等被廣義地視為“微?!保|(zhì)量具有獨(dú)立性,
特點(diǎn)通常給出單位體積內(nèi)的粒子數(shù)n
建構(gòu)“柱狀模型”:沿流速。的方向選取一段小柱體,柱體的橫截面
分1
積為S
析
微元研究:作用時(shí)間加內(nèi)一段柱狀微粒的長度為A/=OA3對應(yīng)的體
步2
積為AV=SvAt,則微元內(nèi)的粒子數(shù)N=nvSAt
驟
3建立方程:先應(yīng)用動量定理研究單個(gè)粒子,再乘以N計(jì)算
1.水刀(如圖所示),即以水為刀,本名高壓水射流切割技術(shù),以其冷切割不會改變材料的物理化學(xué)性質(zhì)而備
受青睞。目前在中國,“水刀”的最大壓強(qiáng)已經(jīng)做到了420MPa?!八丁痹诠ぷ鬟^程中,將水從細(xì)噴嘴高
速噴出,直接打在被切割材料的表面上,假設(shè)高速水流垂直打在材料表面上后,立刻沿材料表面散開沒有
反彈,已知水的密度為p=1.0X103kg/m3o試估算要達(dá)到我國目前的“水刀”壓強(qiáng),則該“水刀”噴出的
水流速度約為()
A.600m/sB.650m/s
C.700m/sD.750m/s
【答案】B
【解析】設(shè)水流速度為v,橫截面積為S,在極短時(shí)間M內(nèi)噴出的水的質(zhì)量\m=pvS\t,由動量定理得\mv
=pS\t,解得。2650m/s,故選B。
2.(多選)某防空系統(tǒng)會在目標(biāo)來襲時(shí)射出大量子彈顆粒,在射出方向形成一個(gè)均勻分布、持續(xù)時(shí)間t=0.01s、
橫截面積為S=2m2的圓柱形彈幕,每個(gè)子彈顆粒的平均質(zhì)量為m=2XW2kg,每1cn?有一個(gè)子彈顆粒,
所有子彈顆粒以。=300m/s射入目標(biāo),并射停目標(biāo),停在目標(biāo)體內(nèi)。下列說法正確的是()
A.所形成彈幕的總體積V=6cn?
B.所形成彈幕的總質(zhì)量1.2X105kg
C.彈幕對目標(biāo)形成的沖量大小/=3.6X107kg-m/s
D.彈幕對目標(biāo)形成的沖擊力大小尸=3.6X108N
【答案】BC
【解析】彈幕的總體積為V=i,tS=300x0.01x2m3=6m3,A錯(cuò)誤;又因?yàn)槊?cn?有一個(gè)子彈顆粒,則子彈
顆粒的總個(gè)數(shù)N=d-6個(gè)=6*1。6個(gè),所形成彈幕的總質(zhì)量m=6x106*2x10—2kg=1.2x105kg,B正
確;由動量定理可知,/=AfAu=1.2xl()5kgx300m/s=3.6xl()7kg.m/s,C正確;彈幕對目標(biāo)形成的沖擊力大
小尸=:=3.6xl()9N,D錯(cuò)誤。
匐4
百顛嬉己1?會早耐
1.(2024?北京.高考真題)將小球豎直向上拋出,小球從拋出到落回原處的過程中,若所受空氣阻力大小與
速度大小成正比,則下列說法正確的是()
A.上升和下落兩過程的時(shí)間相等
B.上升和下落兩過程損失的機(jī)械能相等
C.上升過程合力的沖量大于下落過程合力的沖量
D.上升過程的加速度始終小于下落過程的加速度
【答案】C
【詳解】D.小球上升過程中受到向下的空氣阻力,下落過程中受到向上的空氣阻力,由牛頓第二定律可知
上升過程所受合力(加速度)總大于下落過程所受合力(加速度),D錯(cuò)誤;
C.小球運(yùn)動的整個(gè)過程中,空氣阻力做負(fù)功,由動能定理可知小球落回原處時(shí)的速度小于拋出時(shí)的速度,
所以上升過程中小球動量變化的大小大于下落過程中動量變化的大小,由動量定理可知,上升過程合力的
沖量大于下落過程合力的沖量,C正確;
A.上升與下落經(jīng)過同一位置時(shí)的速度,上升時(shí)更大,所以上升過程中平均速度大于下落過程中的平均速度,
所以上升過程所用時(shí)間小于下落過程所用時(shí)間,A錯(cuò)誤;
B.經(jīng)同一位置,上升過程中所受空氣阻力大于下落過程所受阻力,由功能關(guān)系可知,上升過程機(jī)械能損失
大于下落過程機(jī)械能損失,B錯(cuò)誤。
故選C。
2.(2024.安徽.高考真題)一傾角為30。足夠大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜面上建立。孫直角坐標(biāo)
系,如圖(1)所示。從7=0開始,將一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從0點(diǎn)由靜止釋放,同時(shí)對物塊施加沿x軸正方
向的力耳和B,其大小與時(shí)間r的關(guān)系如圖(2)所示。己知物塊的質(zhì)量為1.2kg,重力加速度g取10m/S,,
不計(jì)空氣阻力。則()
A.物塊始終做勻變速曲線運(yùn)動
B.f=ls時(shí),物塊的y坐標(biāo)值為2.5m
C.f=ls時(shí),物塊的加速度大小為5出m/s?
D.f=2s時(shí),物塊的速度大小為10萬n/s
【答案】BD
【詳解】A.根據(jù)圖像可得片=4-乙F一,故兩力的合力為
F=4+2?(N)
物塊在y軸方向受到的力不變?yōu)閙gsin30。,x軸方向的力在改變,合力在改變,故物塊做的不是勻變速曲
線運(yùn)動,故A錯(cuò)誤;
B.在y軸方向的加速度為
故t=ls時(shí),物塊的y坐標(biāo)值為
12c=
y=-ayr=2.5m
故B正確;
C.t=ls時(shí),F(xiàn)=6N,故此時(shí)加速度大小為
故C錯(cuò)誤;
D.對無軸正方向,對物塊根據(jù)動量定理
Ft=mvx-0
由于p與時(shí)間r成線性關(guān)系故可得
(4+2x0)+(4+2x2)_
x2—1.2v,
2
解得
vx=lOm/s
此時(shí)y軸方向速度為
vy=gsin30°?1=5x2m/s=lOm/s
故此時(shí)物塊的速度大小為
22
v=ylvx+vy=10^m/s
故D正確。
故選BD。
3.(2024?全國?高考真題)蹦床運(yùn)動中,體重為60kg的運(yùn)動員在f=0時(shí)剛好落到蹦床上,對蹦床作用力大小
尸與時(shí)間f的關(guān)系如圖所示。假設(shè)運(yùn)動過程中運(yùn)動員身體始終保持豎直,在其不與蹦床接觸時(shí)蹦床水平。忽
B./=0.30s時(shí),運(yùn)動員的速度大小為10m/s
C.f=1.00s時(shí),運(yùn)動員恰好運(yùn)動到最大高度處
D.運(yùn)動員每次與蹦床接觸到離開過程中對蹦床的平均作用力大小為4600N
【答案】BD
【詳解】A.根據(jù)牛頓第三定律結(jié)合題圖可知。=0.15s時(shí),蹦床對運(yùn)動員的彈力最大,蹦床的形變量最大,
此時(shí)運(yùn)動員處于最低點(diǎn),運(yùn)動員的重力勢能最小,故A錯(cuò)誤;
BC.根據(jù)題圖可知運(yùn)動員從/=0.30s離開蹦床到t=2.3s再次落到蹦床上經(jīng)歷的時(shí)間為2s,根據(jù)豎直上拋運(yùn)
動的對稱性可知,運(yùn)動員上升時(shí)間為1s,則在t=1.3s時(shí),運(yùn)動員恰好運(yùn)動到最大高度處,r=0.30s時(shí)運(yùn)動
員的速度大小
v=10xlm/s=10m/s
故B正確,C錯(cuò)誤;
D.同理可知運(yùn)動員落到蹦床時(shí)的速度大小為10m/s,以豎直向上為正方向,根據(jù)動量定理
F-At—mg-A/=mv—(—mv)
其中
A/=0.3s
代入數(shù)據(jù)可得
F=4600N
根據(jù)牛頓第三定律可知運(yùn)動員每次與蹦床接觸到離開過程中對蹦床的平均作用力大小為4600N,故D正確。
故選BD。
4.(2024?福建?高考真題)物塊置于足夠長光滑斜面上并鎖定,f=0時(shí)刻解除鎖定,并對物體沿斜面施加如
圖所示變化的力凡以沿斜面向下為正方向,下列說法正確的是()
A.。~書。,物體一直沿斜面向下運(yùn)動
B.。~4。,合外力的總沖量為0
C.時(shí)動量是4時(shí)的一半
D.2tL3r°過程物體的位移小于3t0~4/0的位移
【答案】AD
【詳解】根據(jù)圖像可知當(dāng)/=2機(jī)gsin6時(shí),物塊加速度為
2mpsin0+m^sin0個(gè).八
a=——2-----------2-------=3gsm0
m
方向沿斜面向下;當(dāng)尸=-2根gsinM時(shí),物塊加速度大小為
2mgsin0-ms,sin。.八
a=——2-----------2-------=gsin8
m
方向沿斜面向上,作出物塊。~4fo內(nèi)的VT圖像
A.根據(jù)圖像可知。~4/。,物體一直沿斜面向下運(yùn)動,故A正確;
B.根據(jù)圖像可知。~小。,物塊的末速度不等于0,根據(jù)動量定理
/合=w0
故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)圖像可知2時(shí)物塊速度大于2f。時(shí)物塊的速度,故務(wù)時(shí)動量不是九時(shí)的一半,故C錯(cuò)誤;
D.v-t圖像與橫軸圍成的面積表示位移,故由圖像可知4~3%過程物體的位移小于3%~4%的位移,故D
正確。
故選ADo
5.(2023?福建?高考真題)甲、乙兩輛完全相同的小車均由靜止沿同一方向出發(fā)做直線運(yùn)動。以出發(fā)時(shí)刻為
計(jì)時(shí)零點(diǎn),甲車的速度一時(shí)間圖像如圖(a)所示,乙車所受合外力一時(shí)間圖像如圖(b)所示。貝U()
圖(a)圖(b)
A.2s內(nèi),甲車的加速度大小逐漸增大
B.乙車在/=2s和,=6s時(shí)的速度相同
C.2~6s內(nèi),甲、乙兩車的位移不同
D.f=8s時(shí),甲、乙兩車的動能不同
【答案】BC
【詳解】A.由題知甲車的速度一時(shí)間圖像如圖(a)所示,則根據(jù)圖(a)可知0~2s內(nèi),甲車做勻加速直
線運(yùn)動,加速度大小不變,故A錯(cuò)誤;
B.由題知乙車所受合外力一時(shí)間圖像如圖(b)所示,則乙車在0~2s內(nèi)根據(jù)動量定理有
h=mv2jh=So-2=2N-s
乙車在0~6s內(nèi)根據(jù)動量定理有
16=mV6,16=So~6=2N-s
則可知乙車在t=2s和f=6s時(shí)的速度相同,故B正確;
C.根據(jù)圖(a)可知,2~6s內(nèi)甲車的位移為0;根據(jù)圖(b)可知,2~6s內(nèi)乙車一直向正方向運(yùn)動,則2
~6s內(nèi),甲、乙兩車的位移不同,故C正確;
D.根據(jù)圖(a)可知,f=8s時(shí)甲車的速度為0,則f=8s時(shí),甲車的動能為0;乙車在0~8s內(nèi)根據(jù)動量
定理有
h=mvs,h=So~8=0
可知f=8s時(shí)乙車的速度為0,貝卜=8s時(shí),乙車的動能為0,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
6.(2023?廣東?高考真題)某同學(xué)受電動窗簾的啟發(fā),設(shè)計(jì)了如圖所示的簡化模型.多個(gè)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(jī)對滑塊1施加一個(gè)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(shí)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Q18N-S
C.滑塊2受到合外力的沖量大小為0.40N.S
D.滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N
【答案】BD
【詳解】A.取向右為正方向,滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)的初動量為
Pi=mvl=1x0.40kg?m/s=0.40kg?m/s
碰撞后的動量為
p2=2mv2=2xlx0.22kg-m/s=0.44kg-m/s
則滑塊的碰撞過程動量不守恒,故A錯(cuò)誤;
B.對滑塊1,取向右為正方向,則有
A=mv9-mv1=1x0.22kg-m/s-1x0.40kg-m/s=-0.18kg-m/s
負(fù)號表示方向水平向左,故B正確;
C.對滑塊2,取向右為正方向,則有
I2=mv2=1x0.22kg?m/s=0.22kg?m/s
故c錯(cuò)誤;
D.對滑塊2根據(jù)動量定理有
FNt=I?
解得
F=5.5N
則滑塊2受到滑塊1的平均作用力大小為5.5N,故D正確。
故選BD。
7.(2023?全國?高考真題)使甲、乙兩條形磁鐵隔開一段距離,靜止于水平桌面上,甲的N極正對著乙的S
極,甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量,兩者與桌面之間的動摩擦因數(shù)相等?,F(xiàn)同時(shí)釋放甲和乙,在它們相互接近過
程中的任一時(shí)刻()
甲乙
A.甲的速度大小比乙的大B.甲的動量大小比乙的小
C.甲的動量大小與乙的相等D.甲和乙的動量之和不為零
【答案】BD
【詳解】對甲、乙兩條形磁鐵分別做受力分析,如圖所示
掰甲m乙
A.根據(jù)牛頓第二定律有
_F—"m用g
0一
叫
c_F一〃m乙g
a乙一
叱
由于
m甲>m乙
所以
a甲<a乙
由于兩物體運(yùn)動時(shí)間相同,且同時(shí)由靜止釋放,可得
u用<v乙
A錯(cuò)誤;
BCD.對于整個(gè)系統(tǒng)而言,由于〃a甲g>〃加zg,合力方向向左,合沖量方向向左,所以合動量方向向左,
顯然甲的動量大小比乙的小,BD正確、C錯(cuò)誤。
故選BD。
8.(2023?重慶?高考真題)某實(shí)驗(yàn)小組測得在豎直方向飛行的無人機(jī)飛行高度y隨時(shí)間f的變化曲線如圖所
示,E、F、M、N為曲線上的點(diǎn),EF、段可視為兩段直線,其方程分另1|為了=由-26和y=-2/+140。
無人機(jī)及其載物的總質(zhì)量為2kg,取豎直向上為正方向。則()
A.跖段無人機(jī)的速度大小為4m/s
B.PM段無人機(jī)的貨物處于失重狀態(tài)
C.FN段無人機(jī)和裝載物總動量變化量大小為4kg-m/s
D.MN段無人機(jī)機(jī)械能守恒
【答案】AB
【詳解】A.根據(jù)所段方程
y=4/—26
可知所段無人機(jī)的速度大小為
v=——=4m/s
At
故A正確;
B.根據(jù)y—圖像的切線斜率表示無人機(jī)的速度,可知楨段無人機(jī)先向上做減速運(yùn)動,后向下做加速運(yùn)動,
加速度方向一直向下,則無人機(jī)的貨物處于失重狀態(tài),故B正確;
C.根據(jù)段方程
y=—2f+140
可知MN段無人機(jī)的速度為
v'==-2m/s
\t'
則有
Ap=mv'—mv=2x(—2)kg-m/s—2x4kg-m/s=-12kg-m/s
可知段無人機(jī)和裝載物總動量變化量大小為12kg-m/s,故C錯(cuò)誤;
D.段無人機(jī)向下做勻速直線運(yùn)動,動能不變,重力勢能減少,無人機(jī)的機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤。
故選AB?
9.(2023?全國?高考真題)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動,
出發(fā)點(diǎn)為無軸零點(diǎn),拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.4,
重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是()
A.在x=lm時(shí),拉力的功率為6W
B.在x=4m時(shí),物體的動能為2J
C.從x=0運(yùn)動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8J
D.從尤=0運(yùn)動到x=4的過程中,物體的動量最大為2kg?m/s
【答案】BC
【詳解】由于拉力在水平方向,則拉力做的功為
W=Fx
可看出吟x圖像的斜率代表拉力F。
AB.在物體運(yùn)動的過程中根據(jù)動能定理有
12
W-jumgx=—rm,-
則x=1m時(shí)物體的速度為
vi=2m/sx=1m時(shí),拉力為
F=—=6N
Ax
則此時(shí)拉力的功率
P=Fvi=12Wx=4m時(shí)物體的動能為
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