2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第18課 動量 動量定理練習(xí).doc

第18課 動量動量定理1動量、沖量及動量定理 a求恒力作用下的動量變化量(1)(2018改編，6分)從同一高度拋出完全相同的甲、乙、丙三個小球，甲球豎直向上拋出，乙球豎直向下拋出，丙球水平拋出。若三個小球落地時的速率相同，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是()A拋出時甲、乙動量相同，其動量大小均不小于丙的動量大小B落地時三個小球的動量相同，動能也相同C從拋出到落地過程，三個小球的動量變化量相同D從拋出到落地過程，三個小球受到的沖量都不同答案：D解析：根據(jù)動能定理可知，三個小球拋出時的速度大小相等，且由題意知三個小球初速度方向不同，根據(jù)動量表達(dá)式pmv可知，三個小球動量大小相等，方向都不相同，故A項(xiàng)錯誤。落地時三個小球的速率相等，則動能相同，甲、乙速度方向相同，與丙速度方向不同，動量不完全相同，故B項(xiàng)錯誤。三個小球運(yùn)動過程中只受到重力作用，但運(yùn)動時間不同，甲小球時間最長，丙小球的運(yùn)動時間次之，乙小球的運(yùn)動時間最短，由動量定理可知，三個小球受到的沖量不同，動量變化量不同，故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。b間接計(jì)算變力的沖量(2)(2018改編，6分)“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。下列敘述正確的是()A摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客的機(jī)械能保持不變(2017天津理綜)B摩天輪轉(zhuǎn)動過程中，乘客重力的瞬時功率保持不變(2017天津理綜)C摩天輪轉(zhuǎn)動一周時，乘客重力的沖量為零，座椅對乘客的力的沖量也為零D摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客受到的支持力方向始終豎直向上，支持力的沖量與重力的等大反向E摩天輪由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)轉(zhuǎn)動半周時，乘客受到的合力沖量不為零，方向與最高點(diǎn)速度方向相同答案：E解析：摩天輪在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動過程中動能不變，隨著高度變化，重力勢能變化，故機(jī)械能是變化的，故A項(xiàng)錯誤。由重力的瞬時功率Pmgvcos 可知，重力的瞬時功率隨著重力與速度的夾角變化而變化，故B項(xiàng)錯誤。摩天輪轉(zhuǎn)動一周時，乘客重力的沖量IGmgT，不為零，根據(jù)動量定理可得I合p0，故座椅對乘客的力的沖量不為零，故C項(xiàng)錯誤。由題意知乘客座椅面水平，故摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，乘客受到座椅的支持力方向始終豎直向上；只有在與圓心等高的位置，支持力才等于重力，故摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，支持力與重力的沖量反向，但是不總是等大，故D項(xiàng)錯誤。摩天輪從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)轉(zhuǎn)動半周時，初、末位置速度大小相等、方向相反，取最高點(diǎn)速度方向?yàn)檎较?，對此過程由動量定理有I合pmv(mv)2mv，可知乘客受到的合力沖量不為零，方向與最高點(diǎn)速度方向相同，故E項(xiàng)正確。c對動量定理的理解(3)(2017吉林二模，10分)質(zhì)量m0.60 kg的籃球從距地板H0.80 m 高處由靜止釋放，與水平地板撞擊后反彈上升的最大高度h0.45 m，從釋放到彈跳至 h 高處經(jīng)歷的時間t1.1 s，忽略空氣阻力，重力加速度g10 m/s2，求籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅?。答案?16.5 N，方向向下(10分)解析：設(shè)籃球從H高處下落到地板所用時間為t1，剛接觸地板時的速度大小為v1；反彈離地時的速度大小為v2，上升的時間為t2。由動能定理和運(yùn)動學(xué)規(guī)律得，下落過程有mgHmv0(2分)代入數(shù)據(jù)解得v14 m/s, t10.4 s上升過程有mgh0mv(2分)代入數(shù)據(jù)解得v2 3 m/s, t20.3 s籃球與地板接觸時間為t tt1t20.4 s(1分)法一設(shè)地板對籃球的平均撞擊力為 F，取向上為正方向，由動量定理得(Fmg)tmv2(mv1)(3分)解得F16.5 N根據(jù)牛頓第三定律，籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅镕F16.5 N，方向向下(2分)法二取豎直向上為正方向，由動量定理得Ftmgt00(3分)解得F16.5 N根據(jù)牛頓第三定律，籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅镕F16.5 N，方向向下(2分)d動量定理與圖像結(jié)合問題(4)(2017安徽郎溪模擬，11分)中國是世界上第3個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家。將某次衛(wèi)星回收過程落地前的運(yùn)動簡化為豎直方向的勻減速直線運(yùn)動、勻速直線運(yùn)動和撞擊地面速度減為0的運(yùn)動三個階段，并作vt 圖像如圖所示，撞擊過程未顯示。設(shè)勻減速開始時的高度H1 075 m，撞擊地面時間t 0.125 s，重力加速度g10 m/s2。求：衛(wèi)星勻速運(yùn)動階段的速度大??；衛(wèi)星在勻減速運(yùn)動階段受到的阻力大小和撞擊地面時受到地面的平均作用力大小之比。答案：5 m/s(3分)625(8分)解析：vt圖像與t軸所圍面積表示下落高度，為代入數(shù)據(jù)解得v25 m/s(1分)勻減速階段，加速度大小為且fmgma1(1分)代入數(shù)據(jù)解得f1.2mg(1分)設(shè)撞擊地面的過程中，地面對衛(wèi)星的平均作用力為 F，設(shè)豎直向下為正方向，由動量定理得(Fmg)t0mv2 (2分)代入數(shù)據(jù)解得F5.0mg(1分)所以fF625。(1分)(5) (2018改編，6分)一個物體同時受到兩個力F1、F2的作用，F(xiàn)1、F2與時間的關(guān)系如圖所示，如果該物體從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)該物體具有最大速度時，物體運(yùn)動的時間是_s，該物體的最大動量值是_kgm/s。答案：5(3分)25(3分)解析：根據(jù)題意可知，物體受到的F1和F2方向相反，且F2隨時間逐漸增大。當(dāng)0<t<5 s 時，F(xiàn)2<F1，物體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動；當(dāng)t5 s時，F(xiàn)2F1，加速度減為0；當(dāng)5 s<t<10 s時，F(xiàn)2>F1，加速度反向，物體做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動。則t 5 s時物體速度最大，根據(jù)動量定理即可求解該物體的最大動量。由IFt 知，F(xiàn)t圖像中圖線與時間軸所圍面積可表示力的沖量，前5 s內(nèi)F1、F2的沖量分別為I137.5 Ns，I212.5 Ns,則前5 s內(nèi)合力的沖量為II1I225 Ns，由動量定理可得，物體在前5 s內(nèi)受合力的沖量等于從靜止開始運(yùn)動后5 s末的動量，為25 kgm/s。e用動量定理解決“連續(xù)流體”的沖擊力問題(6)(經(jīng)典題，5分)一艘帆船在靜水中由于風(fēng)力的推動做勻速直線運(yùn)動，帆面的面積為S，風(fēng)速為v1，船速為v2(v2<v1)，空氣密度為，帆船在勻速前進(jìn)時帆面受到的平均風(fēng)力的大小為多少？答案：S (v1v2)2(5分)解析：時間t內(nèi)吹過風(fēng)帆的空氣受風(fēng)帆阻力，動量減小，以初速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動量定理，有Ft S (v1v2)t (v2v1)(3分)解得FS (v1v2)2(1分)根據(jù)牛頓第三定律，帆船在勻速前進(jìn)時帆面受到的平均風(fēng)力為FFS (v1v2)2(1分)