第七章第1講　動量和動量定理-2025版高考總復(fù)習(xí)物理

[基礎(chǔ)落實(shí)練]1．對于一定質(zhì)量的某物體而言，關(guān)于其動能和動量的關(guān)系，下列說法正確的是()A．物體的動能改變，其動量不一定改變B．物體動量改變，則其動能一定改變C．物體的速度不變，則其動量不變，動能也不變D．動量是標(biāo)量，動能是矢量解析：物體的動能改變，則物體的速度大小一定改變，則其動量一定改變，A錯誤；動量表達(dá)式為p＝mv，動量改變可能只是速度方向改變，其動能不一定改變，B錯誤；物體的速度不變，則其動量不變，動能也不變，C正確；動量是矢量，動能是標(biāo)量，D錯誤。答案：C2．一物體沿水平面做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，以動量大小p為縱軸建立直角坐標(biāo)系，橫軸分別為速度大小v、運(yùn)動時間t、位移大小x，則以下圖像可能正確的是()解析：物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，則速度v＝at，根據(jù)動量的計(jì)算公式有p＝mv＝mat，可知動量與速度和時間都成正比關(guān)系，故A、B錯誤；根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律有v2＝2ax，根據(jù)動量的計(jì)算公式有p＝mv＝meq\r(2ax)，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知C圖正確，故C正確，D錯誤。答案：C3．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)的受力時間并增大了司機(jī)的受力面積解析：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，作用時間變長，據(jù)動量定理Δp＝FΔt知，司機(jī)所受作用力減??；又知安全氣囊打開后，司機(jī)與物體的接觸面積變大，因此減少了司機(jī)單位面積的受力大??；碰撞過程中，動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和氣囊的彈性勢能。綜上可知，選項(xiàng)D正確。答案：D4．(2024·四川綿陽診斷)質(zhì)點(diǎn)所受的合力F方向始終在同一直線上，大小隨時間變化的情況如圖所示，已知t＝0時刻質(zhì)點(diǎn)的速度為零。在圖示的t＝1s、2s、3s、4s各時刻中，質(zhì)點(diǎn)動能最小的時刻是()A．1s B．2sC．3s D．4s解析：質(zhì)點(diǎn)動能最小時，即動量最小時，由動量定理可得I合＝Ft＝mv，由圖像可知，圖像的面積表示合力的沖量，即動量的變化量，由圖像可知2s末面積最大，4s末面積最小，故D正確，A、B、C錯誤。答案：D5.如圖為酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地發(fā)射“神舟十三號”飛船點(diǎn)火瞬間的情景。在發(fā)射的當(dāng)天，李強(qiáng)守在電視機(jī)前觀看發(fā)射實(shí)況轉(zhuǎn)播。通過電視解說員的介紹，他了解到火箭連同裝載物的總質(zhì)量約為480噸，發(fā)射塔架的高度約為100米。李強(qiáng)注意到在火箭點(diǎn)火起飛約10秒時火箭尾部剛好越過塔架。假設(shè)火箭從點(diǎn)火到越過塔架的過程中噴氣對火箭的推力是恒力，忽略火箭質(zhì)量的變化及火箭受到的空氣阻力，g取9.8m/s2，根據(jù)以上信息估算推力的大小為()A．4.7×108N B．4.9×106NC．5.9×108N D．5.7×106N解析：10s末火箭的速度為v＝eq\f(2h,t)＝eq\f(200,10)m/s＝20m/s，由動量定理有(F－mg)t＝mv，解得F≈5.7×106N。故選D。答案：D6．(多選)在光滑水平面上，原來靜止的物體在水平力F的作用下，經(jīng)過時間t、通過位移L后動量變?yōu)閜、動能變?yōu)镋k。以下說法正確的是()A．在F作用下，若這個物體經(jīng)過位移2L，其動量等于2pB．在F作用下，若這個物體經(jīng)過位移2L，其動能等于2EkC．在F作用下，若這個物體經(jīng)過時間2t，其動能等于2EkD．在F作用下，若這個物體經(jīng)過時間2t，其動量等于2p解析：在光滑水平面上，合力大小等于F的大小，根據(jù)動能定理知FL＝eq\f(1,2)mv2，位移變?yōu)樵瓉淼?倍，動能變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)p＝eq\r(2mEk)知，動量變?yōu)樵瓉淼膃q\r(2)倍，故A錯誤，B正確；根據(jù)動量定理知，F(xiàn)t＝mv，時間變?yōu)樵瓉淼?倍，則動量變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)Ek＝eq\f(p2,2m)知，動能變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤，D正確。答案：BD7．某人所受重力為G，穿著平底鞋起跳，豎直著地過程中，雙腳與地面間的作用時間為t，地面對他的平均沖擊力大小為4G，若他穿上帶有減震氣墊的鞋起跳，以與第一次相同的速度著地時，雙腳與地面間的作用時間變?yōu)?.5t，則地面對他的平均沖擊力變?yōu)?)A．1.2G B．1.6GC．2.2G D．2.6G解析：設(shè)腳著地瞬間的速度大小為v，取豎直向上為正方向，穿著平底鞋時雙腳豎直著地過程中，根據(jù)動量定理有(F－G)·t＝0－(－mv)，其中F＝4G，穿上帶有減震氣墊的鞋時雙腳豎直著地過程中，根據(jù)動量定理有(F′－G)·2.5t＝0－(－mv)，解得F′＝2.2G，故選項(xiàng)C正確。答案：C8．太空探測器常裝配離子發(fā)動機(jī)，其基本原理是將被電離的原子從發(fā)動機(jī)尾部高速噴出，從而為探測器提供推力，若某探測器質(zhì)量為490kg，離子以30km/s的速率(遠(yuǎn)大于探測器的飛行速率)向后噴出，流量為3.0×10-3g/s，則探測器獲得的平均推力大小為()A．1.47N B．0.147NC．0.09N D．0.009N解析：對離子流，根據(jù)動量定理有FΔt＝Δmv，而Δm＝3.0×10-3×10-3Δt，解得F＝0.09N，故探測器獲得的平均推力大小為0.09N，故選項(xiàng)C正確。答案：C[能力提升練]9．(多選)(2023·廣東卷)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：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p1＝mv1＝1×0.40kg·m/s＝0.40kg·m/s，碰撞后的動量為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錯誤；對滑塊1，取向右為正方向，則有I1＝mv2－mv1＝1×0.22kg·m/s－1×0.40kg·m/s＝－0.18kg·m/s，負(fù)號表示方向水平向左，故B正確；對滑塊2，取向右為正方向，則有I2＝mv2＝1×0.22kg·m/s＝0.22kg·m/s，故C錯誤；對滑塊2根據(jù)動量定理有FΔt＝I2，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。答案：BD10.玩具水槍是兒童們夏天喜愛的玩具之一，但水槍傷眼的事件也時有發(fā)生，因此，限制兒童水槍的威力就成了生產(chǎn)廠家必須關(guān)注的問題?，F(xiàn)有一水槍樣品，如圖所示，槍口直徑為d，水的密度為ρ，水平出射速度為v，垂直擊中豎直目標(biāo)后以大小為0.2v的速度反向?yàn)R回，則水柱水平擊中目標(biāo)的平均沖擊力大小為()A．1.2πd2ρv2 B．0.3πd2ρv2C．1.2πd2ρv D．0.3πd2ρv解析：設(shè)t時間內(nèi)水槍噴出的水柱長度為l，則有v＝eq\f(l,t)，t時間內(nèi)沖擊墻壁的水的質(zhì)量為m＝ρV＝ρSl＝eq\f(1,4)πd2ρl，設(shè)墻壁對水柱的平均沖擊力大小為F，根據(jù)動量定理有Ft＝0.2mv－(－mv)，聯(lián)立以上三式解得F＝0.3πd2ρv2，根據(jù)牛頓第三定律可知水柱水平擊中目標(biāo)的平均沖擊力大小為F′＝F＝0.3πd2ρv2。故選B。答案：B11．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h(可視為自由落體運(yùn)動)，此后經(jīng)歷時間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，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為()A．eq\f(m\r(2gh),t)＋mg B．eq\f(m\r(2gh),t)－mgC．eq\f(m\r(gh),t)＋mg D．eq\f(m\r(gh),t)－mg解析：安全帶對人起作用之前，人做自由落體運(yùn)動，由v2＝2gh可得，安全帶對人起作用前瞬間，人的速度v＝eq\r(2gh)，安全帶達(dá)到最大伸長量時，人的速度為零，從安全帶開始對人起作用到安全帶伸長量最大，取豎直向下為正方向，由動量定理可得(mg－eq\x\to(F))t＝0－mv，故eq\x\to(F)＝eq\f(mv,t)＋mg＝eq\f(m\r(2gh),t)＋mg，故選項(xiàng)A正確。答案：A12．(2024·四川內(nèi)江診斷)將質(zhì)量為m＝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μ＝0.5，現(xiàn)在物塊上施加一個平行于水平地面的恒力F＝10N，物體由靜止開始運(yùn)動，作用4s后撤去F。已知g＝10m/s2，對于物塊從靜止開始到物塊停下這一過程下列說法正確的是()A．整個過程物塊運(yùn)動的時間為6sB．整個過程物塊運(yùn)動的時間為8sC．整個過程中物塊的位移大小為40mD．整個過程中物塊的位移大小為60m解析：在整個過程中由動量定理得Ft1－μmgt＝0，解得t＝8s，選項(xiàng)A錯誤，B正確；在物塊前4s運(yùn)動的過程中由動量定理得Ft1－μmgt1＝mv，解得v＝20m/s，因物塊加速和減速過程的平均速度都為eq\x\to(v)＝eq\f(0＋v,2)＝eq\f(v,2)，全程的平均速度也為eq\f(v,2)，則物塊的總位移x＝eq\f(v,2)t＝eq\f(20,2)×8m＝80m，選項(xiàng)C、D錯誤。答案：B13．“嫦娥五號”飛船在月球表面著陸過程如下：在反推火箭作用下，飛船在距月面100米處懸停，通過對障礙物和坡度進(jìn)行識別，選定相對平坦的區(qū)域后，開始以a＝2m/s2的加速度垂直下降。當(dāng)四條“緩沖腳”觸地時，反推火箭立即停止工作，隨后飛船經(jīng)2s減速到0，停止在月球表面上。飛船質(zhì)量m＝1000kg，每條“緩沖腳”與地面的夾角為60°，月球表面的重力加速度g＝3.6m/s2，四條緩沖腳的質(zhì)量不計(jì)。求：(1)飛船垂直下降過程中，火箭推力對飛船做了多少功；(2)從“緩沖腳”觸地到飛船速度減為0的過程中，每條“緩沖腳”對飛船的沖量大小。解析：(1)已知h＝