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文檔簡介
查補易混易錯06動量的綜合應(yīng)用
/高考直擊/
動量屬于物理觀念中運動與相互作用觀念,是解決力和運動問題的常用觀念之一,這部分考點主要包括動
量定理和動量守恒定律。在各地近年高考中屬于必考內(nèi)容,如2021湖南卷第8題、湖北卷第3題、山東
卷第16題均從理解能力、推理論證能力、模型建構(gòu)能力、科學(xué)思維等方面進行了考杳。
考向一、應(yīng)用動量定理解決五類問題
易混易錯歸納:
矢量式,運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向;心是研究對象所受的包括
重力在內(nèi)的所有外力的合力:動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統(tǒng).對物體系統(tǒng),只
需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個系統(tǒng)的總動量;動量定理不僅適用
于恒定的力,也適用于隨時間變億的力.對于變力,動后定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平
均值;當(dāng)物體運動包含多個不同過程時,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.
2、利用動量定理解題的基本思路
①確定研究對象.
②對物體進行受力分析.可先求每個力的沖量,再求各力沖量的矢量和一一合力的沖量;或先求合
力,再求合力的沖量.
③抓住過程的初、末狀態(tài),選好正方向,確定各動量和沖量的正負(fù)號.
④根據(jù)動量定理列方程,如有必要還需要補充其他方程,最后代入數(shù)據(jù)求解.
典例分析:
1.(2020?全國卷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.增加了司機單位面積的受力大小
B.減少了碰撞前后司機動量的變化量
C.將司機的動能全塞轉(zhuǎn)換成汽車的動能
D.延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積
【答案】D
【解析】汽車劇烈碰撞瞬間,安全氣囊彈出,立即跟司機身體接觸。司機在很短時間內(nèi)由運動到靜止,
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)動量定理匕知,司機所受作用力
減小,又知安全氣囊打開后,司機的受力面積變大,因此減少了司機單位面積的受力大??;碰撞過程中,動
能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。綜合可知,選項D正確。
2.物塊在1N的合外力作用下沿x軸做勻變速直線運動,圖示為其位置和速率的二次方的關(guān)系圖線。
關(guān)于該物塊有關(guān)物理量大小的判斷正確的是()
A.質(zhì)量為1kgB.初速度為2m/s
C.初動量為2kg-m/sI).加速度為0.5m/s2
【答案】D
【解析】根據(jù)圖像求出解析式為戶聲一2,與^一詔=2所類比可得:a=0.5m/s2,%=啦m/s,m=
f=2kg,R=mvo=2y[^kg?m/s,D正確,A、B、C錯誤。
3.(2022?山東省煙臺市高三上期中)高壓水射流采煤技術(shù)現(xiàn)在被廣泛采用,其基本原理為:一組高壓水
泵將水的壓強升高,讓高壓水從噴嘴中射出,打在煤層上,使煤成片脫落,從而達到采煤的目的。若而壓水
流沿水平方向沖擊煤層,水的濺射速度不計,當(dāng)水流的速度為80m/s時,煤層受到水的沖擊壓強為(水的
密度。=1X103kg/mX)
A.3.2X10°N/m2B.6.4X10*'N/m2
C.7.2X1061^/m2D.8X10"N/m2
【答案】B
【解析】由題意可知,△1時間內(nèi)沖擊煤層的水的質(zhì)量為△片。SvA2,其中S為水流的橫截面積,
設(shè)水受到煤層的平均作用力為不,由動量定理得一萬?△£=()—△/外解得予=。5落則結(jié)合牛頓第三
"F'7
定律,煤層被沖擊部分受到水的壓強為夕=一?-=丁代入數(shù)據(jù),可得。=6.4XK)6N//,故選
Bo
4.(多選)光滑水平地面上有一質(zhì)量為電的長方體木板B,木板的左端上有一質(zhì)量為卬.的小物塊A
(可視為質(zhì)點),如圖甲所示。用水平向右的拉力廠作用在小物決A上,使小物塊A由靜止開始運動,運
動過程中,小物塊A和木板B的加速度大小隨時間變化的關(guān)系圖像分別如圖乙、丙所示。己知心時刻,小
物塊A恰好滑離木板,取重力加速度為&則()
【答案】BC
5.一個電子由靜止經(jīng)電壓為q的加速電場(兩極板間距為4)加速后,在距兩極板等距離處垂直進
入平行板間的勻強電場,偏轉(zhuǎn)電場兩極板間的電壓為u-兩極板間距為修板氏為乙,最終打在距離平行
板右邊緣區(qū)的屏上,把電子換成一價氯離子c「,同等條件下,下列說法正確的是()
A.氯離子C「穿過偏轉(zhuǎn)電場的偏移量y更小
B.氯離子C1在整個運動過程中動能的變化量和電子相同
C.氯離子。在整個運動過程中經(jīng)歷的時間更長
1).氯離子C「穿過偏轉(zhuǎn)電場動量的變化量和電子相同
【答案】BC
nC
M~><XXD
—P
XBxXxX
vo
XXX-Q
N-
B.達到穩(wěn)定運動時,C、。兩棒速度之比1:1
【答案】ACD
考向二、動量守恒定律的應(yīng)用
易混易錯歸納:
1.動量守恒定律:如果一個系統(tǒng)不受外力或者受外力的矢量和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變.
2.動量守恒的條件
(1)系統(tǒng)不受外力或者所受外力的矢量和為零;
(2)系統(tǒng)受外力,但外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力,可以忽略不計;
(3)系統(tǒng)在某一個方向上所受的外力的矢量和為零,則該方向上動量守恒;
(4)全過程的某一階段系統(tǒng)受的外力的矢量和為零,則該階段系統(tǒng)動量守恒.
典例分析:
1.(2022?保定一模)2022年北京冬奧會隋文靜和韓聰在花樣滑冰雙人滑中為我國代表團嬴得第9枚金
牌.在某次訓(xùn)練中隋文靜在前、韓聰在后一起做直線運動,當(dāng)速度為匕時,韓聰用力向正前方推隋文靜.兩
3
人瞬間分離,分離瞬間隋文靜速度為5的.已知隋文靜和韓聰質(zhì)量之比為2:3,則兩人分離瞬間韓聰?shù)乃俣?/p>
()
2
A.大小為鼻外,方向與初始方向相同
2
B.大小為鼻外,方向與初始方向相反
15
C.大小為加小方向與初始方向相同
D.大小為:出方向與初始方向相反
【答案】A
【解析】設(shè)隋文靜質(zhì)量為2出韓聰質(zhì)量為3o,開始運動方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律可得5。%=
39
20?5%+3卬6解得胃鼻的,方向與初速度方向相同.故選A項.
2.(2022?吉林模擬)如圖是勞動者拋沙袋入車的情境圖.一排人站在平直的軌道旁,分別標(biāo)記為1,
2,3…已知車的質(zhì)量為4()kg,每個沙袋質(zhì)量為5kg.當(dāng)車經(jīng)過一人身旁時,此人將一個沙袋沿與車前進相
反的方向以4m/s投入車內(nèi),沙袋與車瞬間就獲得共同速度.已知車原來的速度大小為10m/s,當(dāng)車停止
運動時,一共拋入的沙袋有()
123……
A.20個B.25個C.3()個D.40個
【答案】A
【解析】設(shè)一共拋入〃個沙袋,這些沙袋拋入車的過程,滿足動量守恒,可得〃?卬-0,解得〃
=5=20,即拋入20個沙袋,車恰好停止運動.故選A項.
mv
3.(2022?河北)如圖,光滑水平面上有兩個等高的滑板A和B,質(zhì)量分別為1kg和2kg,A右端和B
左端分別放置物塊C、D,物塊質(zhì)量均為1kg,A和C以相同速度%=10m/s向右運動,B和D以相同速度
A冏向左運動,在某時刻發(fā)生碰撞,作用時間極短,碰撞后C與D粘在?起形成?個新滑塊,A與B粘在?
起形成一個新滑板,物塊與滑板之間的動摩擦因數(shù)均為〃=0.1.重力加速度大小取尸10m/s;
(1)若0<芯0.5,求碰撞后瞬間新物塊和新滑板各自速度的大小和方向;
(2)若4=0.5,從碰撞后到新滑塊與新滑板相對靜止時,求兩者相對位移的大小.
【答案】(1)5(1—啰m/s,方向向右一z—m/s,方向向右(2)1.875m
<5
【解析】(1)物塊c、D碰撞過程中滿足動量守恒,設(shè)碰撞后物塊C、D形成的新物塊的速度為V物,C、
D的質(zhì)量均為片1kg,以向右為正方向,則有
\—k
"西—勿?A%=(zzH-而v物,解得。物=.即=5(1—A)m/s>0,
可知碰撞后滑塊C、D形成的新滑塊的速度大小為5(1—A)m/s,方向向右.
滑板A、B碰撞過程中滿足動量守恒,設(shè)碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度為P清,滑板A和B質(zhì)量分
別為1kg和2kg,則由MVQ—2M*kv0=(什2粉v清,
1—9k10—204
解得\=工丁%=—受m/s>0,則新滑板速度方向也向右.
oJ
(2)若Q0.5,可知碰撞后瞬間物塊C、D形成的新物塊的速度為
v'?=5(1—A)m/s=5X(1—0.5)m/s=2.5m/s,
in—
碰撞后瞬間滑板A、B形成的新滑板的速度為P滑=」學(xué)」m/s=0,
可知碰后新物塊相對于新滑板向右運動,新物塊向右做勻減速運動,新滑板向右做勻加速運動,
設(shè)新物塊的質(zhì)量為〃=2kg,新滑板的質(zhì)量為〃=3kg,相對靜止時的共同速度為v共,
根據(jù)動量守恒定律可得。'/物=(〃+")v共,解得v共=1m/s,
根據(jù)能量守恒定律可得〃〃材相=)/物2一:(〃+〃)瞑2,
解得x*=1.875m
考向三、碰撞及類碰撞模型問題
易混易錯歸納:
1.碰撞遵循的三條原則
(1)動量守恒定律.
(2)動能不增加:&+蜃kd£'k2.外+導(dǎo)2與二十4
zz?iZiihLm>
(3)速度要合理:
同向碰撞:碰撞前后面的物體速度大;碰撞后前面的物體速度大(或相等).
相向碰撞:碰后兩物體的運動方向不可能都不改變.
2.彈性碰撞規(guī)律
在“一動一靜”模型中,質(zhì)量為處,速度為■的小球與質(zhì)量為幾的靜止小球發(fā)生彈性正碰,則有:
m\V\=m\V\+坂七'①
:他如股改,'②
乙乙乙
(如一他)-2/ffi片
由①②得H
'加i+股仍+加
典例分析:
1.(2022?湖南)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,中子以速度匕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
片和匕.設(shè)碰撞為彈性正碰,不考志相對論效應(yīng),下列說法正確的是()
?一B.........O,.
中子氫核
?一叫.........O--
中子氮核
A.碰撞后氮核的動量比氫核的小
B.碰撞后氮核的動能比氫核的小
C.吸大于vi
D.孜大于vo
【答案】A
【解析】設(shè)中子質(zhì)量為副,被碰粒子質(zhì)量為卬,碰后中子速度為/o,被碰粒子速度為巴二者發(fā)生彈
性正碰,由動量守恒定律和能量守恒定律有
..12/2?2ATJzcaf4m223)
=/a)r
nkvQ=nbvo+7%-zzbvb2o+嚴(yán)吟解得/o=心+必%,vOt
2
因此當(dāng)被碰粒子分別為氫核(加和氮核(14加時,有片=的,7=—^,故C、D兩項錯誤;
210
28
碰撞后氮核的動量為。氨=14za?丹=廿)%,氫核的動量為。氫=/??6=以)的,0氯>。氮,故A項錯誤;
12811
碰撞后氮核的動能為屬氯=3T4za)P22=;^mb%2,氫核的動能為區(qū)氫=5???力2=323)外2,瓦水瓦室,故B項正
2zz
確.
2.(2022?河北省縱向評價)在北京冬奧會中,中國健兒取得了出色的成績。某次訓(xùn)練中,運動員將質(zhì)量
為19.1kg的冰壺甲以某一速度擲出,冰壺在向前運動過程中,碰到了對方的靜止冰壺乙,冰壺乙在運動
0.2m后停下。已知比賽雙方所月冰壺完全相同,冰壺與冰面的動摩擦因數(shù)為0.01,當(dāng)?shù)刂亓铀俣燃s為
10m/S\假設(shè)兩冰壺的碰撞為一維碰撞,且不計碰撞的能量損失,則冰壺甲在碰前的速度約為()
A.2.0m/sB.0.2m/s
C.1.0m/sD.0.1m/s
【答案】B
【解析】碰撞過程中,甲乙冰壺的動量守恒得/出
根據(jù)機械能守恒定律得4旋=當(dāng)病+如,
C乙乙
對乙冰壺根據(jù)動能定理得一〃萬g*=0—JmL解得的=0.2m/s,故B正確。
3.(多選)(2022?山東省六校線上聯(lián)考)如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為2M半徑為"(〃足夠大)的
1
彳光滑圓弧曲面口質(zhì)量為."的小球8置于其底端,另一個小球,4質(zhì)量為5,小球1以%=6m/s的速度向6
運動,并與8發(fā)生彈性碰撞,不計一切摩擦,小球均可視為質(zhì)點,則()
AB
A.8的最大速率為4m/s
B.夕運動到最高點時的速率為jm/s
C.笈能與力再次發(fā)生碰撞
D.〃不能與力再次發(fā)生碰撞
【答案】AD
【解析】力與5發(fā)生彈性碰撞,取水平向右為正方向,
MM1〃1材1
根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律得2^o=25+爪2<2詔=5*2訝+5椀/,
解得匕=-2m/s,%=4m/s,故8的最大速率為4m/s,選項A正確;
4
8沖上C并運動到最高點時二者共速,設(shè)為外則“%=(加~2%匕得片§m/s,選項B錯誤;
從8沖上。然后又滑下的過程,設(shè)以。分離時速度分別為%'、噌,
由水平方向動量守恒有MVB=MVB+2航/,
111
由機械能守恒有%仇2=5欣/2+5?2陟J2,
4
聯(lián)立解得力=-3m/s,由于|力|<|?,所以二者不會再次發(fā)生碰撞,選項C錯誤,D正確.
c.小球在。點速度方向與水平方向夾角的正切值為亞
3
【答案】D
【解析】A.根據(jù)題意可知,小球和小車組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒,由圖乙可知,
D.根據(jù)題意可知,小球從尸點離開小車,設(shè)離開小車時,小球的速度為匕,小車的速度為必,
由動量守恒定律和能量守恒定律有
考向四、應(yīng)用三大力學(xué)觀點解題
易混易錯歸納:
解決物理問題的三大力學(xué)觀點應(yīng)用
基本觀點基本規(guī)律解題優(yōu)勢
1.研究瞬時作用力,分析運動過程
牛頓運動定律、2.研究勻變速直線運動
動力學(xué)觀點
運動學(xué)公式3.研究平拋、圓周運動
4.求解加速度、時間
1.只涉及運動始末狀態(tài)
動能定理、
2.研究曲線運動
能量觀點機械能守恒定律、
3.研究多個運動過程
能量守恒定律
4.求解功、能、位移、速度
1.只涉及運動始末狀態(tài)
動量定理、
動量觀點2.研究相互作用系統(tǒng)的運動
動量守恒定律
3.求解動量、沖量、速度
典例分析:
1.2022年2月4日冬奧會在北京舉辦,吸引了大量愛好者投入到冰雪運動中。如圖所示,一滑雪運
動員在忽略阻力的情況下,從力點由靜止下滑,沿半徑尸50m的圓弧形滑道/加,經(jīng)/,點越過笳為d的橫溝
到達平臺。時,其速度憶剛好沿水平方向。已知力、月兩點的高度差為20m,坡道在8點的切線方向與水
平面成37°角,照=12m/s,運動員的質(zhì)量m50kg,重力加速度?取10m/s?(已知cos37°=0.8)下列說法
正確的是()
A.B、C兩點間的高度差/F4.5m
B.運動員在飛出8點前,對8點的壓力大小為725N
C.從8到。的運動過程中,運動員動量的變化量大小為150kg-m/s
D.從1到8的運動過程中,運動員機械能的減少量為4375J
【答案】D
【解析】A.運動隊員從6點到。點的過程做斜拋運動,根據(jù)速度的合成與分解有
故C錯誤;
故D正確。故選D。
2.(2021?江蘇?蘇州市相城區(qū)陸慕高級中學(xué)高二階段練習(xí))“彈彈了”是我國傳統(tǒng)的兒童游戲,如
圖所示,靜置于水平地面的兩個完全相同的彈子沿一直線排列,質(zhì)量均為創(chuàng)人在極短時間內(nèi)給第一個彈
子水平?jīng)_量/使其水平向右運動,當(dāng)?shù)谝粋€彈子運動了距離£時與第二個彈子相碰,碰后第二個彈子運動
了距離£時停止.已知摩擦阻力大小恒為彈子所受重力的4倍,重力加速度為&若彈子之間碰撞時間極
短,為彈性碰撞,忽略空氣阻力,則人給第一個彈子水平?jīng)_量/為()
【答案】B
3.如圖所示,水平面上固定著兩根足夠長的平行導(dǎo)槽,質(zhì)量為力的U形管恰好能在兩導(dǎo)槽之間自由滑
動,一質(zhì)量也為勿的小球沿水平方向,以初速度先從U形管的一端射入,從另一端射出.已知小球的半徑
略小于管道半徑,不計一切摩擦,下列說法正確的是()
A.該過程中,小球與U形管組成的系統(tǒng)機械能和動量都守,亙
B.小球從U形管的另一端射出時,速度大小為日
C.小球運動到U形管圓弧部分的最左端時,小球速度大小為,
14)
D.小球運動到U形管圓弧部分的最左端時,U形管速度大小為方
【答案】D
【解析】由于不計一切摩擦,在小球與U形管相互作用過程中,小球的動能只能與U形管的動能發(fā)
生轉(zhuǎn)移,故小球與U形管組成的系統(tǒng)機械能守恒,系統(tǒng)沿導(dǎo)槽方向所受合外力為零,小球與U形管組成的
系統(tǒng)沿導(dǎo)槽方向動量守恒,故A錯誤;小球與U形管系統(tǒng)機械能守恒,故小球從U形管的另一端射出的過
程中,:卬詔=;卬必+:卬砂沿著導(dǎo)槽方向,系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,故卬%=卬均+加力
解得小球從U形管的另一端射出時,U形管速度為出小球速度大小為0,故B錯誤;小球運動到U形
管圓弧部分的最左端過程,沿著導(dǎo)槽方向,系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,設(shè)小球水平方向的速度與U形
管的速度均為修,由動量守恒定律得"府=("4~向Kr,解得
設(shè)小球的合速度為外根據(jù)機械能守恒定律得/詔=/(券+之旅解得片坐的.故C錯誤,D正確.
4.如圖甲所示,游樂園中的過山車雖然驚險刺激,但也有多種措施保證了它的安全運行。其中磁力
剎車是為保證過山車在最后進站前的安全而設(shè)計的一種剎車形式。磁場很強的鉉磁鐵安裝在軌道上,剎車
金屬框安裝在過山車底部。簡化為圖乙所示的模型,將剎車金屬框看作為一個邊長為L,總電阻為R的單
匝正方形線框,則過山車返回水平站臺前的運動可以簡化如下:線框沿著光滑斜面下滑s后,下邊框進入
勻強磁場時線框升始減速,下邊框出磁場時,線框恰好做勻速直線運動。已知斜面與水平曲的夾角為仇
過山車的總質(zhì)量為小,磁場區(qū)上二邊界間的距離也為L,磁感應(yīng)強度大小為方向垂直斜面向上,重力
加速度為8。則下列說法正確的是()
A.線框剛進入磁場上邊界時,從斜面上方俯視線框,感應(yīng)電流的方向為順時針方向
D.線框穿過磁場的過程中,通過線框橫截面的電荷量為零
【答案】ACD
故c正確;
D.線框穿過整個磁場的過程中,穿過線圈磁通量改變量為零,通過導(dǎo)線內(nèi)某一橫截面的電荷量
【解析】(1)設(shè)鳥蛤落地前瞬間的速度大小為叭豎直分速度大小為。,據(jù)自由落體運動規(guī)律可得
好題演練
1.(2018?全國卷II)高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與
地面的撞擊時間約為2ms,則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為()
A.10NB.102N
C.103ND.101N
【答案】C
【解析】設(shè)雞蛋落地瞬間的速度為%每層樓的高度大約是3m,
由動能定理可知:儂力解得:2X10X3X25m/s=l(h\/15m/s。
落地時受到自身的重力和地面的支持力,規(guī)定向上為正方向,
由動量定理可知:(N-臉t=0-(一粉,解得:朋“XIO'N,
根據(jù)牛頓第三定律可知雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為IO?N,故C正確。
2.(2021?河北一模)“娛樂風(fēng)洞”是一項新型娛樂項目,在一個特定的空間內(nèi)通過人工制造的氣流把人
“吹”起來,使人產(chǎn)生在天空翱翔的感覺.如圖所示,一質(zhì)量為勿的游客恰好可以靜止在直徑為d的圓柱形
風(fēng)洞內(nèi).已知氣流密度為〃,游客受風(fēng)面積(游客在垂直風(fēng)力方向的投影面積)為S,風(fēng)洞內(nèi)氣流豎直向上
“吹”出且速度恒定,重力加速度為《假設(shè)氣流吹到人身上后速度變?yōu)榱?,則風(fēng)洞內(nèi)氣流的流量(單位時間
內(nèi)流出風(fēng)洞的氣流體積)為()
C.eqI),a
【答案】A
【解析】對小£時間內(nèi)吹向游客的氣體,由動量定理可得產(chǎn)△
由于游客處于靜止?fàn)顟B(tài),故滿足足=儂,另外△力氣=。?vNS,
2
風(fēng)洞內(nèi)氣流的流量為,聯(lián)立解得g苧,^故選A項.
3.人們對手機的依賴性越來越強,有些人喜歡躺著看手機,經(jīng)常出現(xiàn)手機砸到頭部的情況,若手機質(zhì)量
為120g,從離人約20cm的高度無初速度掉落,砸到頭部后手機未反彈,頭部受到手機的沖擊時間約為
0.2s,取重力加速度g=10m/s2,下列分析正確的是()
A.手機接觸頭部之前的速度約為1m/s
B.手機對頭部的沖量大小約為0.48N-s
C.手機對頭部的作用力大小約為L2N
I).手機與頭部作用過程中手機的動量變化量大小約為0.48kg-m/s
【答案】B
【解析】手機掉落時做自由落體運動,故手機接觸頭部之前的速度約為1用量2X10X0.2m/s
=2m/s,A錯誤;
設(shè)頭部對手機的作用力為凡因為手機落在頭上沒反彈,速度減為0,以豎直向上為正方向,
由動量定理得(產(chǎn)一磔)1=0一(一卬。,解得Q2.4N,
根據(jù)牛頓第三定律,則手機對頭部的作用力「也是2.4N,
作用時間是0.2s,故手機對頭部的沖量大小為/=〃匕=2.4NX0.2s=0.48N?s,B正確,C錯
誤;手機的動量變化量大小為△,=RK=0.12kgX2m/s=0.24kg?m/s,D錯誤。
4.(2020?海南高考)太空探測器常裝配離子發(fā)動機,其基本原理是將被電離的原子從發(fā)動機尾部高速
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3.0X10T8八,則探測器獲得的平均推力大小為()
A.1.47NB.0.147NC.0.09ND.0.009N
【答案】C
【解析】設(shè)At時間內(nèi)發(fā)動機噴出離子的質(zhì)量為△勿,對這部分離子,
根據(jù)動量定理有F?△t=Nsiv,
而△0=3.0X1()7x107kgXA7=3X104m/s,解得尸=0.09N,
由牛頓第三定律知,探測器受到的平均推力與戶等大反向,故探測器獲得的平均推力大小為0.09N,
故C正確,A、B、D錯誤。
5.(2021?天津高考)(多選)一沖九霄,問鼎蒼穹。2021年4月29日,長征五號B遙二運載火箭搭載
空間站天和核心艙發(fā)射升空,標(biāo)志著我國空間站建造進入全面實施階段。下列關(guān)于火箭的描述正確的是
()
A.增加單位時間的燃?xì)鈬娚淞靠梢栽龃蠡鸺耐屏?/p>
B.增大燃?xì)庀鄬τ诨鸺膰娚渌俣瓤梢栽龃蠡鸺耐屏?/p>
C.當(dāng)燃?xì)鈬姵龌鸺龂娍诘乃俣认鄬τ诘孛鏋榱銜r火箭就不再加速
D.火箭發(fā)射時獲得的推力來自于噴出的燃?xì)馀c發(fā)射臺之間的相互作用
【答案】AB
【解析】燃?xì)獗粐姵龅乃查g,燃?xì)鈱鸺姆醋饔昧ψ饔迷诨鸺?,使火箭獲得推力,D錯誤;
設(shè)At時間內(nèi)噴出△〃的燃?xì)?,燃?xì)庀鄬τ诨鸺膰娚渌俣葹椋ヒ試姵觥鲄n燃?xì)馇暗幕鸺秊閰⒖枷担?/p>
對燃?xì)庥蓜恿慷ɡ碛惺鳌?△勿匕結(jié)合牛頓第三定律知,火箭受到的推力戶=4昔V'
可知增加單位時間的燃?xì)鈬娚淞咳龃笕細(xì)庀鄬τ诨鸺膰娚渌俣?時,均可以增大火箭的推力,
故A、B正確;當(dāng)燃?xì)鈬姵龌鸺龂娍诘乃俣认鄬τ诘孛鏋榱銜r,噴出的燃?xì)庀鄬τ诨鸺乃俣?不為零,火
箭仍然受推力作用,仍然要加速,故C錯誤。
6.(2021?福建高考)福建屬F臺風(fēng)頻發(fā)地區(qū),各類戶外設(shè)施建設(shè)都要考慮臺風(fēng)影響。已知10級臺風(fēng)的
風(fēng)速范圍為24.5m/s?28.4m/s.16級臺風(fēng)的風(fēng)速范圍為51.()m/s~56.0m/s。若臺風(fēng)迎面垂直吹向一固
定的交通標(biāo)志牌,則16級臺風(fēng)對該交通標(biāo)志牌的作用力大小約為10級臺風(fēng)的()
A.2倍B.4倍
C.8倍D.16倍
【答案】B
【解析】設(shè)空氣的密度為。,臺風(fēng)迎面垂直吹向一固定的交通標(biāo)志牌的橫截面積為S,在時間AZ內(nèi)吹
向交通標(biāo)志牌的空氣質(zhì)量為Ak△tf
假定臺風(fēng)迎面垂直吹向該交通標(biāo)志牌的末速度變?yōu)榱?,對臺風(fēng)由動量定理有一產(chǎn)?bt=O-kmv,
結(jié)合牛頓第三定律可得臺風(fēng)對該交通標(biāo)志牌的作用力大小F=F=PS/
10級臺風(fēng)的風(fēng)速由225m/s,16級臺風(fēng)的風(fēng)速以=50m/s,則有*~=£*4,故選B。
7.(2019?全國卷I)最近,我國為“長征九號”研制的大推力新型火箭發(fā)動機聯(lián)試成功,這標(biāo)志著我
國重型運載火箭的研發(fā)取得突破性進展。若某次實驗中該發(fā)動機向后噴射的氣體速度約為3krn/s,產(chǎn)生的
推力約為4.8X10,N,則它在1s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為()
A.1.6X10’kgB.1.6X10,kg
C.1.6X105kgD.1.6X10$kg
【答案】B
【解析】設(shè)1s內(nèi)噴出氣體的質(zhì)量為血噴出的氣體與該發(fā)動機的相互作用力為凡
Ft4.8X1O6X1
由動量定理知Ft=mv,kg=l.6X103kg?B正確。
『=3XK)3
8.如圖所示,足夠長的木板。放在光滑水平面上,在其左端有一可視為質(zhì)點的物塊只R。間接觸面
粗糙?,F(xiàn)給〃向右的速率卜夕,給。向左的速率9,取向右為速度的正方向,不計空氣阻力,則運動過程
中R0的速度隨時間變化的圖像一定不正確的是()
【答案】D
【解析】ABC.由受力分析可知,開始時,木板和物塊均在滑動摩擦力的作用下做勻減速直線運動,
直到兩者最終達到共同速度一起勻速,A0組成的系統(tǒng)所受的合外力為零,系統(tǒng)動量守恒
D.共速前木板和物塊受力情況不變,故加速度不變,乂圖像斜率不變,所以D一定不正確。
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