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文檔簡介
易錯(cuò)點(diǎn)07動(dòng)量
目錄
01易錯(cuò)陷阱(3大陷阱)
02舉一反三
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】運(yùn)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】根據(jù)動(dòng)量定理求沖力不會(huì)建立正確的物理模型
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解動(dòng)量守恒定律的條件
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】運(yùn)用動(dòng)量動(dòng)量守恒列式錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒五】沒有弄清碰撞的特點(diǎn)而出現(xiàn)錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒六】不會(huì)運(yùn)用碰撞原則求解問題
03易錯(cuò)題通關(guān)
易錯(cuò)點(diǎn)一:應(yīng)用動(dòng)量定理求解問題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤
3.動(dòng)量定理的理解
(1)動(dòng)量定理反映了合力的沖量與動(dòng)量變化量之間的因果關(guān)系,即合力的沖量
是原因,物體的動(dòng)量變化量是結(jié)果.
(2)動(dòng)量定理中的沖量是合力的沖量,而不是某一個(gè)力的沖量,它可以是合力
的沖量,可以是各力沖量的矢量和,也可以是外力在不同階段沖量的矢量和.
(3)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含
義.
2介質(zhì)流模型沖力的計(jì)算
研究流體類:液體流、氣體流等,通常給出流體的密度p
對(duì)象
微粒類:電子流、光子流、塵埃等,通常給出單位體積內(nèi)的粒子數(shù)71
分析①建構(gòu)"柱狀"模型:沿流速U的方向選取一段小柱體,其橫截面積為S
步驟
②微小柱體的體積AU=vSAt
3研小柱體質(zhì)量m=p/W=p”SAt
九’
小柱體內(nèi)粒子數(shù)N=nvSAt
小柱體動(dòng)量p=mv=p/SAt
③建立方程,應(yīng)用動(dòng)量定理FAt=Ap研究
易錯(cuò)點(diǎn)二:不理解動(dòng)量守恒定律的條件也不會(huì)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律列式求解問題
.3.動(dòng)量守恒定律適用條件
(1)理想守恒:系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零.
(2)近似守恒:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力[4]遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受到的外力.
(3)某方向守恒:系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受外力之和為零時(shí),系統(tǒng)在該方向上動(dòng)
量守恒.
4.表達(dá)式
(1)p=p',系統(tǒng)作用前的總動(dòng)量等于作用后的總動(dòng)量.
(2)餌^=-&^,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的變化量等大反向.
(3)Ap=p,—p=0,系統(tǒng)總動(dòng)量的變化量為零.
易錯(cuò)點(diǎn)三:沒有弄清碰撞的特點(diǎn)和規(guī)律而出現(xiàn)錯(cuò)誤
5.碰撞的概念及特點(diǎn)
碰撞是物體間相互作用時(shí)間很短,物體間相互作用力很大,從而使系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)
量在碰撞過程的極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈變化的過程,具有以下特點(diǎn):
(1)碰撞過程時(shí)間特點(diǎn):在碰撞現(xiàn)象中,相互作用的時(shí)間很短。
(2)相互作用力的特點(diǎn):在相互作用過程中,相互作用力先是急劇增大,然后急劇減小,
平均作用力很大。
(3)動(dòng)量守恒條件的特點(diǎn):由于碰撞過程中物體間的相互作用力(內(nèi)力)很大(遠(yuǎn)大于外力
如重力及摩擦力等)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。
(4)碰撞過程位移特點(diǎn):在物體發(fā)生碰撞、的瞬間,可忽略物體的位移,認(rèn)為物體在碰
撞前后仍在同一位置。
6.碰撞問題的三個(gè)原則
(1)系統(tǒng)動(dòng)量守恒,即0+P2=P「+P2'。要注意“守恒”是矢量守恒,指系統(tǒng)總動(dòng)量
的大小和方向均守恒。
(2)機(jī)械能不增加,即碰撞結(jié)束后總動(dòng)能不增加,表達(dá)式為Eki+Ek^Eki'+Ed或
八2八2八,2八,2
+〃2+〃2
2ml12m2~2mi'21n力
(3)速度要合理
①碰前若同向運(yùn)動(dòng),原來在前的物體速度一定增大,且v前》后.
②兩物體相向運(yùn)動(dòng),碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向肯定有一個(gè)改變或速度均為零
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】運(yùn)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤
[例1].(2020全國I)行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的安全氣囊會(huì)
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(dòng)量的變化量
C.將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動(dòng)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
支式練習(xí)
【變式1T】(2023?廣東深圳?統(tǒng)考二模)安全帶是汽車行駛過程中生命安全的保障帶。
如圖,在汽車正面碰撞測(cè)試中,汽車以72km//?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(dòng)量守恒
B.無論是否使用安全帶,假人動(dòng)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
【變式1-2](2023?江蘇南通?統(tǒng)考一模)小明在立定跳遠(yuǎn)時(shí),從起跳至著地的整個(gè)過程
如圖所示。保持起跳速度不變,則()
A.起跳過程屈腿姿態(tài)不同,地面對(duì)人做的功總為零
B.起跳過程屈腿姿態(tài)不同,地面對(duì)人的平均作用力大小相同
C.著地過程屈腿姿態(tài)不同,地面對(duì)人的沖量相同
D.著地過程屈腿姿態(tài)不同,人的動(dòng)量變化率相同
.【變式1-3](2023廣東中山市模擬)質(zhì)量為陽的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)豎直向上起跳,經(jīng)
時(shí)間/身體伸直并剛好離開水平地面,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度大小為",不計(jì)空氣阻力,重力加
速度大小為g。則()
A.運(yùn)動(dòng)員在加速上升過程中處于失重狀態(tài)
B.該過程中,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為7力一/"gf
C.該過程中,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功為0
D.該過程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量大小為+
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】根據(jù)動(dòng)量定理求沖力不會(huì)建立正確的物理模型
【例2】(2024?廣東省普通高考第一次模擬)汕頭市屬于臺(tái)風(fēng)頻發(fā)地區(qū),圖示為風(fēng)級(jí)(0~12)
風(fēng)速對(duì)照表。假設(shè)不同風(fēng)級(jí)的風(fēng)迎面垂直吹向某一廣告牌,且吹到廣告牌后速度立刻減小為
零,則“12級(jí)”風(fēng)對(duì)廣告牌的最大作用力約為“4級(jí)”風(fēng)對(duì)廣告牌最小作用力的()
風(fēng)級(jí)風(fēng)速(m/s)風(fēng)級(jí)風(fēng)速(m/s)
00-0.2713.9?17.1
10.3?1.5817.2?20.7
21.6?3.3920.8?24.4
33.3?5.41024.5?28.4
45.5?7.91128.5-32.6
58.0?10.71232.7?36.9
610.8?13.8..............
A.45倍B.36倍C.27倍D.9倍
易錯(cuò)分析:對(duì)于空氣、水等流體質(zhì)介問題,同學(xué)們們?cè)谶\(yùn)用動(dòng)量定理求平均沖力時(shí),不知如
何選取研究對(duì)象,建立物理模型,因而也無法求解,實(shí)慰上求解的關(guān)鍵是建立柱體模型。
變式練習(xí)
【變式1T】2023?河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))小飛同學(xué)在洗盤子的時(shí)候發(fā)現(xiàn)當(dāng)水流穩(wěn)定時(shí),
從水龍頭流下的水柱從上到下越來越細(xì),如圖所示。小飛同學(xué)將盤子放在水龍頭下一定距離,
仔細(xì)觀察后,水流對(duì)盤子的沖擊力基本穩(wěn)定,經(jīng)過測(cè)量,水流對(duì)盤子的沖擊力為凡已知水
龍頭的橫截面積為工,出水速度為%,水的密度為夕,重力加速度為g。水接觸盤子后速度
立刻變?yōu)榱?,空氣阻力不?jì)。下列說法正確的是()
A.盤子距水龍頭的高度為B.盤子距水龍頭的高度無法求出
2gS;加
C.與盤子接觸的水柱橫截面積無法求出D.與盤子接觸的水流速度可以求出
【變式1-2].(2022?安徽?合肥市第八中學(xué)模擬預(yù)測(cè))平底煎鍋正在炸豆子。假設(shè)每個(gè)豆
子的質(zhì)量均為小,彈起的豆子均垂直撞擊平板鍋蓋,撞擊速度均為外每次撞擊后速度大小
均變?yōu)椋╒,撞擊的時(shí)間極短,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量為M的鍋蓋剛好被頂起。重力加速度為g,則單位
時(shí)間撞擊鍋蓋的豆子個(gè)數(shù)為()
L^QQQQ0
A3Mg2Mg_2Mg_r3Mg
5mv5mv3mv2mv
【變式1-3](2023廣東卷)某同學(xué)受電動(dòng)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(dòng),忽略阻力.開窗簾過程中,電機(jī)對(duì)滑塊1施加
一個(gè)水平向右的恒力F,推動(dòng)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Q22m/s.關(guān)于兩滑塊的碰撞過程,下列說
法正確的有()
F—>|12310
A該過程動(dòng)量守恒
B.滑塊1受到合外力的沖量大小為O.18N-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
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解動(dòng)量守恒定律的條件
【例3】.(2024河北唐山期中)如圖所示,物塊4靜止在光滑水平面上,將小
球B從物塊頂端由靜止釋放,從小球開始沿物塊的光滑弧面(弧面末端與水平
面相切)下滑到離開的整個(gè)過程中,對(duì)小球和物塊組成的系統(tǒng),下列說法正確的
是()
A.動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒B.動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒
C.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒D.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能不守恒
變式練習(xí)
【變式IT】(/2021全國乙如圖,光滑水平地面上有一小車,一輕彈簧的一端
與車廂的擋板相連,另一端與滑塊相連,滑塊與車廂的水平底板間有摩擦用力
向右推動(dòng)車廂使彈簧壓縮,撤去推力時(shí)滑塊在車廂底板上有相對(duì)滑動(dòng).在地面參
考系(可視為慣性系)中,從撤去推力開始,小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)(B)
—MT
A.動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒B.動(dòng)量守恒,機(jī)械能不守恒
C.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能守恒D.動(dòng)量不守恒,機(jī)械能不守恒
【變式「2】[2023四川雅安期末/多選]木塊a和b用一根輕彈簧連接起來,放
在光滑水平面上,a緊靠在墻壁上,在5上施加向左的水平力F使彈簧壓縮,如
圖所示,當(dāng)撤去外力后,下列說法正確的是()
A.a離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.a離開墻壁前,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒
C.a離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
D.a離開墻壁后,a和b組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒
.【變式1-3](2023河南周口模擬)如圖所示,A、B兩物體質(zhì)量之比犯4:mg=
3:2,原來靜止在平板車C上,4、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑,當(dāng)
彈簧突然釋放后,A、B分別向左、右滑動(dòng),貝1)()
AB
A.若4、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守
恒
B.若a、B與平板車上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,a、B、c組成的系統(tǒng)的動(dòng)
量守恒
C.若a、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
D.若a、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】運(yùn)用動(dòng)量守恒定律列式出現(xiàn)錯(cuò)誤
【例4】.(2020全國水平冰面上有一固定的豎直擋板.一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板
靜止在冰面上,他把一質(zhì)量為4.0kg的靜止物塊以大小為5.0m/s的速度沿與擋
板垂直的方向推向擋板,運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度;物塊與擋板彈性碰撞,速度反向,
追上運(yùn)動(dòng)員時(shí),運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板,使其再一次以大小為5.0m/s的速度
與擋板彈性碰撞.總共經(jīng)過8次這樣推物塊后,運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于
5.0m/s,反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員.不計(jì)冰面的摩擦力,該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可
能為()
A.48kgB.53kgC.58kgD.63kg
支式練習(xí)
.【變式IT】(2023?河北邯鄲???既#┤鐖D所示,質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面
上,車的上表面粗糙,有一質(zhì)量為根的木塊以初速度vo水平地滑至車的上表面,若車表面
足夠長,貝1()
m
n-£°M
7/777777^1--------------------
x
6;/,〃〃〃/%/;/
A.由于車表面粗糙,小車和木塊所組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒
B.車表面越粗糙,木塊減少的動(dòng)量越多
C.車表面越粗糙,小車增加的動(dòng)量越多
D.木塊的最終速度為小二%
.【變式『2】(2023?江蘇南通?海安高級(jí)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè))如圖所示,長度為/的輕質(zhì)
細(xì)線一端與帶孔小球A連接,另一端與木塊B連接,小球A穿在光滑的固定水平桿(足夠
長)上,小球A與木塊B質(zhì)量均為機(jī)。f=0時(shí)刻,給木塊B—?水平瞬時(shí)沖量/,使其獲得vo
=呵的初速度,則從f=0時(shí)刻至B再次運(yùn)動(dòng)到A正下方的過程中()
A
—O---------------------------
B口
A.A、B沿繩方向加速度始終相等B.繩對(duì)A球的沖量大小為機(jī)河7
C.繩對(duì)A先做正功后做負(fù)功D.木塊B再次運(yùn)動(dòng)到A正下方時(shí)繩子拉力的
大小為3mg
【變式「3】.[2021廣東]算盤是我國古老的計(jì)算工具,中心帶孔的相同算珠可
在算盤的固定導(dǎo)桿上滑動(dòng),使用前算珠需要?dú)w零.如圖所示,水平放置的算盤中
有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置,甲靠邊框6,甲、乙相隔Si=3.5xl0-2m,乙
與邊框a相隔S2=2.0x10-2m,算珠與導(dǎo)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.1.現(xiàn)用手指
將甲以0.4m/s的初速度撥出,甲、乙碰撞后甲的速度大小為O.lm/s,方向不變,
碰撞時(shí)間極短且不計(jì),重力加速度g取10m/s2.
算珠歸零狀態(tài)
岫3出51
(1)通過計(jì)算,判斷乙算珠能否滑動(dòng)到邊框a;
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒五】沒有弄清碰撞的特點(diǎn)和規(guī)律
[例5]如圖所示,在質(zhì)量為M的小車中掛有一單擺,擺球的質(zhì)量為"%,小車(和單擺)
以恒定的速度V沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,碰
撞的時(shí)間極短。在此碰撞過程中,下列說法中可能發(fā)生的是
A.小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化,分別變?yōu)槎ⅰ,、力,滿足
(M++mr3+嗎
B.擺球的速度不變,小車和木塊的速度變?yōu)閞;和i:,滿足M;
C.擺球的速度不變,小車和木塊的速度都變?yōu)樾?,滿足卸「=1卬+刖)白
D.小車和擺球的速度都變?yōu)樾?木塊的速度變?yōu)檫?,滿足仆一m三
變式練習(xí)
【變式「1】質(zhì)量為M和mo的滑塊用輕彈簧連接,以恒定的速度u沿光滑水平面運(yùn)動(dòng),
與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞,如圖所示,碰撞時(shí)間極短,在此過程中,
下列情況可能發(fā)生的是
——AU
加0加
AAAAAAAAAAzM
方/)〃〃〃〃〃〃〃/萬v〉〃)〃:/,
A.M、mo、m速度均發(fā)生變化,分別為心、也、刈,而且滿足(M+mo)v=Mvi+moV2
+mv3
B.m0的速度不變,M和m的速度變?yōu)関i和也,而且滿足Mv=Mvi+mv2
c.mo的速度不變,M和m的速度都變?yōu)?,且滿足(M+m)/
D.M、m。、m速度均發(fā)生變化,M、m0速度都變?yōu)間,m的速度變?yōu)橐?,且滿足(M
+m)vo=(M+m)vi+mv2
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒六】不會(huì)根據(jù)碰撞原則求解問題
[例6]在一次斯諾克世界杯比賽中,由丁俊暉和梁文博組成的中國A隊(duì)在決賽中1比
3落后的不利形勢(shì)下成功逆轉(zhuǎn),最終以4比3擊敗英格蘭隊(duì),幫助中國斯諾克臺(tái)球隊(duì)獲得了
世界杯三連冠.如圖所示為丁俊暉正在準(zhǔn)備擊球,設(shè)在丁俊暉這一桿中,白色球(主球)和花
色球碰撞前、后都在同一直線上運(yùn)動(dòng),碰前白色球的動(dòng)量P4=5kg?m/s,花色球靜止,白色
球A與花色球B發(fā)生碰撞后,花色球B的動(dòng)量變?yōu)閜'B=4kg?m/s,則兩球質(zhì)量加A與“B間
的關(guān)系可能是()
A.mB=mAB.mB=~^nAC.D.rriB=6mA
支式練習(xí)
【變式1-1】在光滑水平地面上,一質(zhì)量為m的小球A以速度i/o向右運(yùn)動(dòng),與原來靜止
的另一質(zhì)量為3m的小球B發(fā)生正碰,則碰后小球A的速度大小可能為()
A.VoB.I/O/3C.Vo/2D.3%/4
【變式1-2]如圖所示,在光滑水平地面上,質(zhì)量為1kg的小球4以4m/s的速
度向右運(yùn)動(dòng),與靜止的質(zhì)量為3kg的小球B發(fā)生正碰,碰后B的速度大小可能
為()
A.3m/sB.2.0m/sC.1.4m/sD.0.9m/s
【變式1-3](2020全國III)甲、乙兩個(gè)物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運(yùn)動(dòng),
甲追上乙,并與乙發(fā)生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所
示.已知甲的質(zhì)量為1kg,則碰撞過程兩物塊損失的機(jī)械能為()
v/(m/s)
6.0????????
???
iffli^?????
-+-+?-+-+-+-+-+-
4.0iii*iiiii
-+-+-+J+-+-+—-
1111
-+_=+?-+-\1,CJ-
2.0乙'1
????-+<?-+-+-+-+-
ii?iii■ii
0.0(■iitiiii
-+(-+i?i+iiii中審i一i"-
-2.0
A.3JB.4JC.5JD.6J
易錯(cuò)題通關(guān)
1.(多選)(2023?四川眉山?校考模擬預(yù)測(cè))在籃球場某同學(xué)伸出雙手迎接傳來的籃球,
接球時(shí),兩手隨球迅速收縮至胸前。該同學(xué)這樣做的目的是()
A.延長球?qū)κ值淖饔昧r(shí)間B.減小球的動(dòng)量變化量
C.減小球?qū)κ值臎_量D.減小球?qū)κ值淖饔昧?/p>
2。(2022廣東湛江模擬)快遞運(yùn)輸時(shí),我們經(jīng)??吹剑行┮讚p壞物品外面都會(huì)利用充氣袋
進(jìn)行包裹,這種做法的好處是()
A.可以大幅度減小某顛簸過程中物品所受合力的沖量
B.可以大幅度減小某顛簸過程中物品動(dòng)量的變化
C.可以使某顛簸過程中物品動(dòng)量變化的時(shí)間延長
D.可以使某顛簸過程中物品動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率減小
3.(2023?河南安陽模擬)絲網(wǎng)版畫有其獨(dú)特的繪畫語言,其藝術(shù)水準(zhǔn)可與國畫、油畫等其它
藝術(shù)作品相婉美。絲網(wǎng)版畫在顯影時(shí)需要用高壓水槍沖洗,直至優(yōu)美畫面顯出,若高壓水槍
噴口的出水速度為20m/s,水的密度ouLOxlCPkg/n?,水與版畫接觸后沿版畫平面散開,
則版畫單位面積上受到的沖擊力為()
A.2X105NB.4X105NC.6X105ND.8X105N
4.(2022?全國乙卷?T20)質(zhì)量為1kg的物塊在水平力廠的作用下由靜止開始在水平地面
上做直線運(yùn)動(dòng),F(xiàn)與時(shí)間r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()
“FN
4------
0'2M'6—>z/s
-4--——-i-----;
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/s
D.0~6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40J
5.(2023重慶西南大學(xué)附中期末)如圖所示,A、B兩小球形狀大小一樣,且
質(zhì)量均為TH.某時(shí)刻兩小球在同一水平面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),小球a速度大
小為幾、方向水平向右,小球B速度大小為2幾,方向水平向左,兩小球發(fā)生
彈性碰撞后,則()
A泡
④③
A.小球a向右運(yùn)動(dòng)B.小球B的動(dòng)量大小增大
C.碰后小球a的動(dòng)能增加了D.小球B的動(dòng)量變化量大小為3T?WO
6.(2022?山東卷?T2)我國多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長征十一號(hào)系列運(yùn)載火箭。
如圖所示,發(fā)射倉內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出,火箭速度接近零時(shí)再點(diǎn)火飛向太空。
從火箭開始運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)火的過程中()
A.火箭的加速度為零時(shí),動(dòng)能最大
B.高壓氣體釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為火箭的動(dòng)能
C.高壓氣體對(duì)火箭推力的沖量等于火箭動(dòng)量的增加量
D.高壓氣體的推力和空氣阻力對(duì)火箭做功之和等于火箭動(dòng)能的增加量
7.(2023?湖北荊門?荊門市龍泉中學(xué)校聯(lián)考三模)如圖所示,質(zhì)量為〃的直一20武裝直升機(jī)
旋翼有4片槳葉,槳葉旋轉(zhuǎn)形成的圓面面積為S。己知空氣密度為0重力加速度大小為g。
當(dāng)直升機(jī)懸??罩袝r(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為P,槳葉旋轉(zhuǎn)推動(dòng)空氣,空氣獲得的速度為
vo,則單位時(shí)間內(nèi)槳葉旋轉(zhuǎn)推動(dòng)空氣的質(zhì)量可表示為()
Nm2M2g2Am_M2g2
~\t~~P~~\t~2P
8.(2022?湖南卷?T4)1932年,查德威克用未知射線轟擊氫核,發(fā)現(xiàn)這種射線是由質(zhì)量與
質(zhì)子大致相等的中性粒子(即中子)組成。如圖,中子以速度%分別碰撞靜止的氫核和氮
核,碰撞后氫核和氮核的速度分別為匕和丫2。設(shè)碰撞為彈性正碰,不考慮相對(duì)論效應(yīng),下
列說法正確的是()
O——O-—*vi
中子氫核
O_-……O------*V2
中子氮核
A.碰撞后氮核的動(dòng)量比氫核的小B.碰撞后氮核的動(dòng)能比氫核的小
C.嗎大于匕D.%大于%
9.(2023遼寧卷)如圖,質(zhì)量取=1kg的木板靜止在光滑水平地面上,右側(cè)的豎直墻
面固定一勁度系數(shù)4=20N/m的輕彈簧,彈簧處于自然狀態(tài)。質(zhì)量汲=4kg的小物塊以水平
向右的速度%=(m/s滑上木板左端,兩者共速時(shí)木板恰好與彈簧接觸。木板足夠長,物塊
與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.1,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。彈簧始終處在彈性限度內(nèi),
彈簧的彈性勢(shì)能或與形變量x的關(guān)系為耳取重力加速度g=lOm/s?,結(jié)果可用
根式表示。
(1)求木板剛接觸彈簧時(shí)速度P的大小及木板運(yùn)動(dòng)前右端距彈簧左端的距離為;
(2)求木板與彈簧接觸以后,物塊與木板之間即將相對(duì)滑動(dòng)時(shí)彈簧的壓縮量苞及此時(shí)
木板速度作的大??;
(3)已知木板向右運(yùn)動(dòng)的速度從吻減小到0所用時(shí)間為too求木板從速度為性時(shí)到之
后與物塊加速度首次相同時(shí)的過程中,系統(tǒng)因摩擦轉(zhuǎn)化的內(nèi)能A〃(用t表示)。
10.(2023浙江6月卷)為了探究物體間碰撞特性,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。水
平直軌道4?、切和水平傳送帶平滑無縫連接,兩半徑均為R=0.4m的四分之一圓周組成
的豎直細(xì)圓弧管道頌與軌道切和足夠長的水平直軌道小平滑相切連接。質(zhì)量為3m的滑
塊b與質(zhì)量為2必的滑塊c用勁度系數(shù)k=100N/m的輕質(zhì)彈簧連接,靜置于軌道能上。
現(xiàn)有質(zhì)量m=0.12kg的滑塊a以初速度%=20Im/s從,處進(jìn)入,經(jīng)叱管道后,與FG
上的滑塊6碰撞(時(shí)間極短)。已知傳送帶長L=0.8m,以v=2m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),
滑塊a與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.5,其它摩擦和阻力均不計(jì),各滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn),
1
彈簧的彈性勢(shì)能紇=彳629(x為形變量)。
P2
(1)求滑塊a到達(dá)圓弧管道破最低點(diǎn)尸時(shí)速度大小小和所受支持力大小國
(2)若滑塊a碰后返回到萬點(diǎn)時(shí)速度V-=lm/s,求滑塊a、6碰撞過程中損失的機(jī)
械能△£;
(3)若滑塊a碰到滑塊6立即被粘住,求碰撞后彈簧最大長度與最小長度之差A(yù)x。
11.(2023浙江1月卷)一游戲裝置豎直截面如圖所示,該裝置由固定在水平地面上
傾角,=37°的直軌道A3、螺旋圓形軌道3CDE,傾角8=37°的直軌道ER、水平直軌
道/G組成,除/G段外各段軌道均光滑,且各處平滑連接.螺旋圓形軌道與軌道A3、EF
相切于3(E)處.凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一無動(dòng)力擺渡車,并緊靠在豎直
側(cè)壁GH處,擺渡車:上表面與直軌道下bG、平臺(tái)JK位于同一水平面.己知螺旋圓形軌
道半徑H=0.5m,6點(diǎn)高度為1.2火,歹G長度工e=2.5111,印長度4=9m,擺渡車
長度L=3m、質(zhì)量m=1kg.將一質(zhì)量也為必的滑塊從傾斜軌道AB上高度/?=2.3m處靜
止釋放,滑塊在FG段運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力為其重力的0.2倍.(擺渡車碰到豎直側(cè)壁〃立即靜
止,滑塊視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求滑塊過。點(diǎn)的速度大?。ズ蛙壍缹?duì)滑塊的作用力大小耳;
(2)擺渡車碰到〃前,滑塊恰好不脫離擺渡車,求滑塊與擺渡車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃;
(3)在(2)的條件下,求滑塊從G到/所用的時(shí)間t.
12.(2023湖南卷)如圖,質(zhì)量為M的勻質(zhì)凹槽放在光滑水平地面上,凹槽內(nèi)有一個(gè)
半橢圓形的光滑軌道,橢圓的半長軸和半短軸分別為。和6,長軸水平,短軸豎直.質(zhì)量為
加的小球,初始時(shí)刻從橢圓軌道長軸的右端點(diǎn)由靜止開始下滑.以初始時(shí)刻橢圓中心的位
置為坐標(biāo)原點(diǎn),在豎直平面內(nèi)建立固定于地面的直角坐標(biāo)系橢圓長軸位于x軸上.整
(1)小球第一次運(yùn)動(dòng)到軌道最低點(diǎn)時(shí),求凹槽的速度大小以及凹槽相對(duì)于初始時(shí)刻運(yùn)
動(dòng)的距離;
(2)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,求出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡方程;
Mbb
(3)若——二-求小球下降"二;;高度時(shí),小球相對(duì)于地面的速度大小(結(jié)果用
ma—b2
a、6及g表示).
13.(2023全國乙卷)如圖,一豎直固定的長直圓管內(nèi)有一質(zhì)量為〃的靜止薄圓盤,圓
盤與管的上端口距離為圓管長度為20/。一質(zhì)量為m的小球從管的上端口由靜止
3
下落,并撞在圓盤中心,圓盤向下滑動(dòng),所受滑動(dòng)摩擦力與其所受重力大小相等。小球在管
內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)與管壁不接觸,圓盤始終水平,小球與圓盤發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極
短。不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。求
(1)第一次碰撞后瞬間小球和圓盤的速度大??;
(2)在第一次碰撞到第二次碰撞之間,小球與圓盤間的最遠(yuǎn)距離;
(3)圓盤在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中,小球與圓盤碰撞的次數(shù)。
20/
14.(2023山東卷)如圖所示,物塊A和木板B置于水平地面上,固定光滑弧形軌道
末端與B的上表面所在平面相切,豎直擋板P固定在地面上。作用在A上的水平外力,使A
與B以相同速度%向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)B的左端經(jīng)過軌道末端時(shí),從弧形軌道某處無
初速度下滑的滑塊C恰好到達(dá)最低點(diǎn),并以水平速度-滑上B的上表面,同時(shí)撤掉外力,此
時(shí)B右端與P板的距離為so已知%=lm/s,v=4m/s,mA=mc=1kg,恤=2kg,A與
地面間無摩擦,B與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)〃i=0.1,C與B間動(dòng)摩擦因數(shù)〃2=0.5,B足夠長,
使得C不會(huì)從B上滑下。B與P、A的碰撞均為彈性碰撞,不計(jì)碰撞時(shí)間,取重力加速度大
小g=10m/s2o
(1)求C下滑高度H;
(2)與P碰撞前,若B與C能達(dá)到共速,且A、B未發(fā)生碰撞,求s的范圍;
(3)若s=0.48m,求B與P碰撞前,摩擦力對(duì)C做的功肌
(4)若s=0.48m,自C滑上B開始至A、B、C三個(gè)物體都達(dá)到平衡狀態(tài),求這三個(gè)
物體總動(dòng)量的變化量如的大小。
15.(2022?全國乙卷?T25)如圖(a),一質(zhì)量為m的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接,靜止在光
滑水平面上:物塊8向A運(yùn)動(dòng),f=0時(shí)與彈簧接觸,至V=2%時(shí)與彈簧分離,第一次碰撞
結(jié)束,A、B的V—/圖像如圖(b)所示。已知從/=0到時(shí)間內(nèi),物塊A運(yùn)動(dòng)的距離
為0.36%/Q。A、B分離后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,與一直在水平面上運(yùn)動(dòng)的B再次
碰撞,之后A再次滑上斜面,達(dá)到的最高點(diǎn)與前一次相同。斜面傾角為。(sin。=0.6),與
水平面光滑連接。碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求
(1)第一次碰撞過程中,彈簧彈性勢(shì)能的最大值;
(2)第一次碰撞過程中,彈簧壓縮量的最大值;
(3)物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
、回
\\\\\\\\\\\\\\\\'
圖(a)
易錯(cuò)點(diǎn)07動(dòng)量
目錄
01易錯(cuò)陷阱(3大陷阱)
02舉一反三
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】運(yùn)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】根據(jù)動(dòng)量定理求沖力不會(huì)建立正確的物理模型
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解動(dòng)量守恒定律的條件
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】運(yùn)用動(dòng)量動(dòng)量守恒列式錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒五】沒有弄清碰撞的特點(diǎn)而出現(xiàn)錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒六】不會(huì)運(yùn)用碰撞原則求解問題
03易錯(cuò)題通關(guān)
易錯(cuò)點(diǎn)一:應(yīng)用動(dòng)量定理求解問題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤
3.動(dòng)量定理的理解
(1)動(dòng)量定理反映了合力的沖量與動(dòng)量變化量之間的因果關(guān)系,即合力的沖量
是原因,物體的動(dòng)量變化量是結(jié)果.
(2)動(dòng)量定理中的沖量是合力的沖量,而不是某一個(gè)力的沖量,它可以是合力
的沖量,可以是各力沖量的矢量和,也可以是外力在不同階段沖量的矢量和.
(3)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式,等號(hào)包含了大小相等、方向相同兩方面的含
義.
2介質(zhì)流模型沖力的計(jì)算
研究流體類:液體流、氣體流等,通常給出流體的密度p
對(duì)象
微粒類:電子流、光子流、塵埃等,通常給出單位體積內(nèi)的粒子數(shù)71
分析①建構(gòu)"柱狀"模型:沿流速U的方向選取一段小柱體,其橫截面積為S
步驟
②微小柱體的體積AU=vSAt
3研小柱體質(zhì)量m=p/W=p”SAt
九’
小柱體內(nèi)粒子數(shù)N=nvSAt
小柱體動(dòng)量p=mv=p/SAt
③建立方程,應(yīng)用動(dòng)量定理FAt=Ap研究
易錯(cuò)點(diǎn)二:不理解動(dòng)量守恒定律的條件也不會(huì)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律列式求解問題
.3.動(dòng)量守恒定律適用條件
(1)理想守恒:系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零.
(2)近似守恒:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力[4]遠(yuǎn)大于系統(tǒng)所受到的外力.
(3)某方向守恒:系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受外力之和為零時(shí),系統(tǒng)在該方向上動(dòng)
量守恒.
4.表達(dá)式
(1)p=p',系統(tǒng)作用前的總動(dòng)量等于作用后的總動(dòng)量.
(2)餌^=-&^,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的變化量等大反向.
(3)Ap=p,—p=0,系統(tǒng)總動(dòng)量的變化量為零.
易錯(cuò)點(diǎn)三:沒有弄清碰撞的特點(diǎn)和規(guī)律而出現(xiàn)錯(cuò)誤
5.碰撞的概念及特點(diǎn)
碰撞是物體間相互作用時(shí)間很短,物體間相互作用力很大,從而使系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)
量在碰撞過程的極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈變化的過程,具有以下特點(diǎn):
(1)碰撞過程時(shí)間特點(diǎn):在碰撞現(xiàn)象中,相互作用的時(shí)間很短。
(2)相互作用力的特點(diǎn):在相互作用過程中,相互作用力先是急劇增大,然后急劇減小,
平均作用力很大。
(3)動(dòng)量守恒條件的特點(diǎn):由于碰撞過程中物體間的相互作用力(內(nèi)力)很大(遠(yuǎn)大于外力
如重力及摩擦力等)系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒。
(4)碰撞過程位移特點(diǎn):在物體發(fā)生碰撞、的瞬間,可忽略物體的位移,認(rèn)為物體在碰
撞前后仍在同一位置。
6.碰撞問題的三個(gè)原則
(1)系統(tǒng)動(dòng)量守恒,即0+P2=P「+P2'。要注意“守恒”是矢量守恒,指系統(tǒng)總動(dòng)量
的大小和方向均守恒。
(2)機(jī)械能不增加,即碰撞結(jié)束后總動(dòng)能不增加,表達(dá)式為Eki+Ek^Eki'+Ed或
八2+〃八22八,2+〃八2,2
2ml12m2~2mi'21n力
(3)速度要合理
①碰前若同向運(yùn)動(dòng),原來在前的物體速度一定增大,且v前》后.
②兩物體相向運(yùn)動(dòng),碰后兩物體的運(yùn)動(dòng)方向肯定有一個(gè)改變或速度均為零
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】運(yùn)用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤
[例1].(2020全國I)行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的安全氣囊會(huì)
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(dòng)量的變化量
C.將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動(dòng)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
易錯(cuò)分析:此題許多同學(xué)錯(cuò)選B項(xiàng),誤認(rèn)為減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量,實(shí)際
上用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象,在動(dòng)量變化相同的情況下,一股是大男生短時(shí)間,小力
長時(shí)間。
【答案】D
【解析】行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)安全氣囊被彈出并瞬間充滿氣
體,增大了司機(jī)的受力面積,減少了司機(jī)單位面積的受力大小,可以延長司機(jī)的
受力時(shí)間,從而減小了司機(jī)受到的作用力,A錯(cuò)誤,D正確;碰撞前司機(jī)的動(dòng)量
等于其質(zhì)量與速度的乘積,碰撞后司機(jī)的動(dòng)量為零,所以安全氣囊不能減少碰撞
前后司機(jī)的動(dòng)量的變化量,B錯(cuò)誤;碰撞過程中通過安全氣囊將司機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化
為安全氣囊的內(nèi)能,C錯(cuò)誤.
變式煉習(xí)
【變式IT】(2023?廣東深圳?統(tǒng)考二模)安全帶是汽車行駛過程中生命安全的保障帶。
如圖,在汽車正面碰撞測(cè)試中,汽車以72km"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(dòng)量守恒
B.無論是否使用安全帶,假人動(dòng)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(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;
假人的初動(dòng)量為P=
末動(dòng)量都為0,所以無論是否使用安全帶,假人動(dòng)量變化量相同,故B正確;
使用安全帶時(shí),根據(jù)動(dòng)量定理有^=0-0,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(dòng)量定理有//=0-p
解得尸=5000N
假人受到的平均作用力約為5000N,故D錯(cuò)誤
【變式1-2](2023?江蘇南通?統(tǒng)考一模)小明在立定跳遠(yuǎn)時(shí),從起跳至著地的整個(gè)過程
如圖所示。保持起跳速度不變,則()
A.起跳過程屈腿姿態(tài)不同,地面對(duì)人做的功總為零
B.起跳過程屈腿姿態(tài)不同,地面對(duì)人的平均作用力大小相同
C.著地過程屈腿姿態(tài)不同,地面對(duì)人的沖量相同
D.著地過程屈腿姿態(tài)不同,人的動(dòng)量變化率相同
【答案】A
【解析】根據(jù)題意,由做功公式W=及可知,由于無論起跳過程屈腿姿態(tài)什么樣,地面對(duì)
人的作用力的位移為0,則地面對(duì)人做的功總為零,故A正確;起跳過程屈腿姿態(tài)不同,則
起跳時(shí)間不同,由于起跳速度不變,由動(dòng)量定理可知,地面對(duì)人的平均作用力大小不同,故
B錯(cuò)誤;由于起跳速度不變,則落地速度也不變,即落地過程中動(dòng)量的變化量不變,但著地
過程屈腿姿態(tài)不同,落地時(shí)間不同,則人的動(dòng)量變化率不同,由動(dòng)量定理地面對(duì)人的沖量不
相同,所以選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。
.【變式1-3](2023廣東中山市模擬)質(zhì)量為優(yōu)的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)豎直向上起跳,經(jīng)
時(shí)間才身體伸直并剛好離開水平地面,此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度大小為",不計(jì)空氣阻力,重力加
速度大小為g。則()
A.運(yùn)動(dòng)員在加速上升過程中處于失重狀態(tài)
B.該過程中,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為
C.該過程中,地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功為0
D.該過程中,運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量大小為+
【答案】C
【解析】對(duì)運(yùn)動(dòng)員,在加速上升過程中加速度向上,處于超重狀態(tài),A錯(cuò)誤;
由動(dòng)量定理有/—mgf=mv
得地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為I=mgt+mv
B錯(cuò)誤;地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的力的作用點(diǎn)的位移為零,得地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功為零,C正確;
運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量大小為mv,D錯(cuò)誤
【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】根據(jù)動(dòng)量定理求沖力不會(huì)建立正確的物理模型
【例2】(2024?廣東省普通高考第一次模擬)汕頭市屬于臺(tái)風(fēng)頻發(fā)地區(qū),圖示為風(fēng)級(jí)(0~12)
風(fēng)速對(duì)照表。假設(shè)不同風(fēng)級(jí)的風(fēng)迎面垂直吹向某一廣告牌,且吹到廣告牌后速度立刻減小為
零,則“12級(jí)”風(fēng)對(duì)廣告牌的最大作用力約為“4級(jí)”風(fēng)對(duì)廣告牌最小作用力的()
風(fēng)級(jí)風(fēng)速(m/s)風(fēng)級(jí)風(fēng)速(m/s)
00-0.2713.9?17.1
10.3?1.5817.2?20.7
21.6?3.3920.8?24.4
33.3?5.41024.5-28.4
45.5?7.91128.5?32.6
58.0?10.71232.7?36.9
610.8?13.8..............
A.45倍B.36倍C.27倍D.9倍
易錯(cuò)分析:對(duì)于空氣、水等流體質(zhì)介問題,同學(xué)們們?cè)谶\(yùn)用動(dòng)量定理求平均沖力時(shí),不知如
何選取研究對(duì)象,建立物理模型,因而也無法求解,實(shí)慰上求解的關(guān)鍵是建立柱體模型。
【答案】A
【解析】設(shè)空氣的密度為夕,廣告牌的橫截面積為S,經(jīng)過與時(shí)間撞擊在廣告牌上的空氣
質(zhì)量為
Am=pAV=pSvkt,根據(jù)動(dòng)量定理可得FA?=Amv,解得F=pSv~
根據(jù)牛頓第三定律可知,風(fēng)對(duì)廣告牌作用力為F'=F=pSv2ocv2
則“12級(jí)”風(fēng)對(duì)廣告牌的最大作用力與“4級(jí)”風(fēng)對(duì)廣告牌最小作用力的比值為
F'36.92/u
上=——-x45
F;5.52
故選項(xiàng)A正確。
變式練習(xí)
【變式IT】2023?河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))小飛同學(xué)在洗盤子的時(shí)候發(fā)現(xiàn)當(dāng)水流穩(wěn)定時(shí),
從水龍頭流下的水柱從上到下越來越細(xì),如圖所示。小飛同學(xué)將盤子放在水龍頭下一定距離,
仔細(xì)觀察后,水流對(duì)盤子的沖擊力基本穩(wěn)定,經(jīng)過測(cè)量,水流對(duì)盤子的沖擊力為凡己知水
龍頭的橫截面積為1,出水速度為%,水的密度為0,重力加速度為g。水接觸盤子后速度
立刻變?yōu)榱?,空氣阻力不?jì)。下列說法正確的是()
尸一片5;「
A.盤子距水龍頭的高度為B.盤子距水龍頭的高度無法求出
2gs汶p1
C.與盤子接觸的水柱橫截面積無法求出D.與盤子接觸的水流速度可以求出
【答案】D
【詳解】水的流量不變,即。=岳%
設(shè)水與盤子剛要接觸時(shí)速度為V2,與盤子接觸的水柱橫截面積為叢,則Q=S?匕
由動(dòng)量定理得Fkt=o'%△加2
解得%=Y~,邑=身邊
夕J]%P
學(xué)一說_尸一片
水從出口到與盤子接觸做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則盤子距水龍頭的高度h=
2g-2gsMz?'
故ABC錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
故選Do
【變式1-2】.(2022?安徽.合肥市第八中學(xué)模擬預(yù)測(cè))平底煎鍋正在炸豆子。假設(shè)每個(gè)豆
子的質(zhì)量均為彈起的豆子均垂直撞擊平板鍋蓋,撞擊速度均為V。每次撞擊后速度大小
9
均變?yōu)?丫,撞擊的時(shí)間極短,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量為M的鍋蓋剛好被頂起。重力加速度為g,則單位
時(shí)間撞擊鍋蓋的豆子個(gè)數(shù)為(
i^oZo0
A3MgR2Mg2Mg_3Mg_
5mv5mv3mv2mv
【答案】A
2
【解析】設(shè)單位時(shí)間撞擊鍋蓋的豆子個(gè)數(shù)為小則由動(dòng)量定理/Af=Amv-
其中F=MgNn=nM,m
解得〃=學(xué)
jmv
故選項(xiàng)A正確。
【變式1-3](2023廣東卷)某同學(xué)受電動(dòng)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(dòng),忽略阻力.開窗簾過程中,電機(jī)對(duì)滑塊1施加
一個(gè)水平向右的恒力F,推動(dòng)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Q22m/s
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