《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第18課 動(dòng)量 動(dòng)量定理練習(xí)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第18課 動(dòng)量 動(dòng)量定理練習(xí)(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第18課 動(dòng)量 動(dòng)量定理
1.動(dòng)量、沖量及動(dòng)量定理
a.求恒力作用下的動(dòng)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(gè)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(gè)小球落地時(shí)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(shí)甲、乙動(dòng)量相同,其動(dòng)量大小均不小于丙的動(dòng)量大小
B.落地時(shí)三個(gè)小球的動(dòng)量相同,動(dòng)能也相同
C.從拋出到落地過程,三個(gè)小球的動(dòng)量變化量相同
D.從拋出到落地過程,三個(gè)小球受到的沖量都不同
答案:D
解析:根據(jù)動(dòng)能定理可知,三個(gè)小球拋出時(shí)的速度大小相等,且由題意知三個(gè)小球初速度方向不同,根據(jù)
2、動(dòng)量表達(dá)式p=mv可知,三個(gè)小球動(dòng)量大小相等,方向都不相同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。落地時(shí)三個(gè)小球的速率相等,則動(dòng)能相同,甲、乙速度方向相同,與丙速度方向不同,動(dòng)量不完全相同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。三個(gè)小球運(yùn)動(dòng)過程中只受到重力作用,但運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同,甲小球時(shí)間最長(zhǎng),丙小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間次之,乙小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,由動(dòng)量定理可知,三個(gè)小球受到的沖量不同,動(dòng)量變化量不同,故C項(xiàng)錯(cuò)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(dòng)。下列敘述正確的是( )
A.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中
3、,乘客的機(jī)械能保持不變(2017天津理綜)
B.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變(2017天津理綜)
C.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),乘客重力的沖量為零,座椅對(duì)乘客的力的沖量也為零
D.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)半周時(shí),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(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能不變,隨著高度變化,重力勢(shì)能變化,故機(jī)械能是變化的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。由重力的瞬時(shí)功率P=mgvcos θ可知,重力的瞬時(shí)功率隨著重力與速度的夾角θ變化而變化,故B項(xiàng)
4、錯(cuò)誤。摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),乘客重力的沖量IG=mgT,不為零,根據(jù)動(dòng)量定理可得I合=Δp=0,故座椅對(duì)乘客的力的沖量不為零,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。由題意知乘客座椅面水平,故摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(cuò)誤。摩天輪從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)半周時(shí),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?,?duì)此過程由動(dòng)量定理有I合=Δp=mv-(-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(duì)動(dòng)量定理的理解
(3)
5、(2017吉林二模,10分)質(zhì)量m=0.60 kg的籃球從距地板H=0.80 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h=0.45 m,從釋放到彈跳至 h 高處經(jīng)歷的時(shí)間t=
1.1 s,忽略空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2,求籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅Α?
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(shí)間為t1,剛接觸地板時(shí)的速度大小為v1;反彈離地時(shí)的速度大小為v2,上升的時(shí)間為t2。
由動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得,
下落過程有
mgH=mv-0(2分)
代入數(shù)據(jù)解得v1=4 m/s, t1==0.4 s
上升過程有
-mgh=0
6、-mv(2分)
代入數(shù)據(jù)解得v2 = 3 m/s, t2==0.3 s
籃球與地板接觸時(shí)間為Δt =t-t1-t2=0.4 s(1分)
法一
設(shè)地板對(duì)籃球的平均撞擊力為 F,取向上為正方向,由動(dòng)量定理得
(F-mg)Δt=mv2-(-mv1)(3分)
解得F=16.5 N
根據(jù)牛頓第三定律,籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅?
F′=F=16.5 N,方向向下(2分)
法二
取豎直向上為正方向,由動(dòng)量定理得
FΔt-mgt=0-0(3分)
解得F=16.5 N
根據(jù)牛頓第三定律,籃球?qū)Φ匕宓钠骄矒袅?
F′=F=16.5 N,方向向下(2分)
d.動(dòng)量定理與圖像結(jié)合問題
7、
(4)(2017安徽郎溪模擬,11分)中國(guó)是世界上第3個(gè)掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國(guó)家。將某次衛(wèi)星回收過程落地前的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為豎直方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)和撞擊地面速度減為0的運(yùn)動(dòng)三個(gè)階段,并作v-t 圖像如圖所示,撞擊過程未顯示。設(shè)勻減速開始時(shí)的高度
H=1 075 m,撞擊地面時(shí)間Δt =0.125 s,重力加速度g=10 m/s2。求:
①衛(wèi)星勻速運(yùn)動(dòng)階段的速度大??;
②衛(wèi)星在勻減速運(yùn)動(dòng)階段受到的阻力大小和撞擊地面時(shí)受到地面的平均作用力大小之比。
答案:①5 m/s(3分)?、?∶25(8分)
解析:①v-t圖像與t軸所圍面積表示下落高度,為
代入數(shù)據(jù)解得v2=5
8、 m/s(1分)
②勻減速階段,加速度大小為
且f-mg=ma1(1分)
代入數(shù)據(jù)解得f=1.2mg(1分)
設(shè)撞擊地面的過程中,地面對(duì)衛(wèi)星的平均作用力為 F,設(shè)豎直向下為正方向,由動(dòng)量定理得
-(F-mg)×Δt=0-mv2 (2分)
代入數(shù)據(jù)解得F=5.0mg(1分)
所以f∶F=6∶25。(1分)
(5) (2018改編,6分)一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)力F1、F2的作用,F(xiàn)1、F2與時(shí)間的關(guān)系如圖所示,如果該物體從靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)該物體具有最大速度時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是__________s,該物體的最大動(dòng)量值是__________kg·m/s。
答案:5(3分)
9、 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(shí)間逐漸增大。當(dāng)0F1,加速度反向,物體做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)。則t= 5 s時(shí)物體速度最大,根據(jù)動(dòng)量定理即可求解該物體的最大動(dòng)量。由I=Ft 知,F(xiàn)-t圖像中圖線與時(shí)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I1=37.5 N·s,I2=-12.5 N·s,則前5 s內(nèi)合力的沖量為I=I1+I(xiàn)2=25 N·s,由動(dòng)量定理可得,物體在前5 s內(nèi)受合力的沖量等于
10、從靜止開始運(yùn)動(dòng)后5 s末的動(dòng)量,為25 kg·m/s。
e.用動(dòng)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(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng),帆面的面積為S,風(fēng)速為v1,船速為v2(v2