(江蘇專(zhuān)用)2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 第一節(jié) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理檢測(cè)

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1、(江蘇專(zhuān)用)2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 第一節(jié) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理檢測(cè) 一、單項(xiàng)選擇題 1.關(guān)于沖量,以下說(shuō)法正確的是(  ) A.只要物體受到了力的作用,一段時(shí)間內(nèi)物體受到的總沖量就一定不為零 B.物體所受合外力的沖量小于物體動(dòng)量的變化量 C.物體受到的沖量越大,動(dòng)量越大 D.如果力是恒力,則其沖量的方向與該力的方向相同 解析:選D.合外力的沖量等于動(dòng)量的變化,如果動(dòng)量的變化為零,則合外力的沖量為零,所以物體所受外力的合沖量可能為零,故A錯(cuò)誤;由動(dòng)量定理可知物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化量,故B錯(cuò)誤;沖量越大,動(dòng)量的變化量越大,動(dòng)量不一定大,

2、故C錯(cuò)誤;如果力是恒力,則沖量的方向與該力的方向相同,故D正確. 2.從同樣高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量小,而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量大 B.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變小,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變大 C.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變大,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小 D.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變量與掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變量相等 解析:選D.玻璃杯從同樣高度落下,到達(dá)地面時(shí)具有相同的速度,即具有相同的動(dòng)量,與地面相互作用后都靜止.所以兩種地面的情況中玻璃杯動(dòng)量的改變量相同,故A、B、C錯(cuò)

3、誤,D正確. 3.一個(gè)質(zhì)量為0.18 kg的壘球,以25 m/s的水平速度向左飛向球棒,被球棒打擊后反向水平飛回,速度大小變?yōu)?5 m/s.則這一過(guò)程中動(dòng)量的變化量為(  ) A.大小為3.6 kg·m/s,方向向左 B.大小為3.6 kg·m/s,方向向右 C.大小為12.6 kg·m/s,方向向左 D.大小為12.6 kg·m/s,方向向右 解析:選D.選向左為正方向,則動(dòng)量的變化量Δp=mv1-mv0=-12.6 kg·m/s,大小為12.6 kg·m/s,負(fù)號(hào)表示其方向向右,D正確. 4.(2018·高考全國(guó)卷 Ⅱ )高空墜物極易對(duì)行人造成傷害.若一個(gè)50 g的雞蛋從一居

4、民樓的25層墜下,與地面的碰撞時(shí)間約為2 ms,則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為(  ) A.10 N          B.102 N C.103 N D.104 N 解析:選C.根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)和動(dòng)量定理有2gh=v2(h為25層樓的高度,約70 m),F(xiàn)t=mv,代入數(shù)據(jù)解得F≈1×103 N,所以C正確. 5.(2019·山東淄博一中質(zhì)檢)如圖所示是一種彈射裝置,彈丸的質(zhì)量為m,底座的質(zhì)量M=3m,開(kāi)始時(shí)均處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)彈簧釋放將彈丸以對(duì)地速度v向左發(fā)射出去后,底座反沖速度的大小為 v,則摩擦力對(duì)底座的沖量為 (  ) A.0            B.mv,方向向左

5、 C.mv,方向向右 D.mv,方向向左 解析:選B.設(shè)向左為正方向,對(duì)彈丸,根據(jù)動(dòng)量定理:I=mv;則彈丸對(duì)底座的作用力的沖量為-mv,對(duì)底座根據(jù)動(dòng)量定理:If+(-mv)=-3m· 得:If=+ ,正號(hào)表示正方向,向左. 6.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以足夠大的速度v抽出紙條后,鐵塊掉在地上的P點(diǎn).若以2v速度抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)為(  ) A.仍在P點(diǎn) B.在P點(diǎn)左邊 C.在P點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處 D.在P點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處 解析:選B.紙條抽出的過(guò)程,鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力一定,以v的速度抽出紙條,鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較長(zhǎng),即加速時(shí)

6、間較長(zhǎng),由I=Fft=mΔv得鐵塊獲得速度較大,平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較大,以2v的速度抽出紙條的過(guò)程,鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力作用時(shí)間較短,即加速時(shí)間較短,鐵塊獲得速度較小,平拋運(yùn)動(dòng)的位移較小,故B選項(xiàng)正確. 7.(2019·北京西城區(qū)模擬)1966年,在地球的上空完成了用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)時(shí),用“雙子星號(hào)”宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組(后者的發(fā)動(dòng)機(jī)已熄火),接觸以后,開(kāi)動(dòng)“雙子星號(hào)”飛船的推進(jìn)器,使飛船和火箭組共同加速.推進(jìn)器的平均推力F=895 N,推進(jìn)器開(kāi)動(dòng)時(shí)間Δt=7 s.測(cè)出飛船和火箭組的速度變化Δv=0.91 m/s.已知“雙子星號(hào)”飛船的質(zhì)量m1=3 400 kg.由

7、以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可測(cè)出火箭組的質(zhì)量m2為(  ) A.3 400 kg B.3 485 kg C.6 265 kg D.6 885 kg 解析:選B.根據(jù)動(dòng)量定理得FΔt=(m1+m2)Δv,代入數(shù)據(jù)解得m2≈3 485 kg,B選項(xiàng)正確. 二、多項(xiàng)選擇題 8.如圖所示,足夠長(zhǎng)的固定光滑斜面傾角為θ,質(zhì)量為m的物體以速度v從斜面底端沖上斜面,達(dá)到最高點(diǎn)后又滑回原處,所用時(shí)間為t.對(duì)于這一過(guò)程,下列判斷正確的是(  ) A.斜面對(duì)物體的彈力的沖量為mgtcos θ B.物體受到的重力的沖量大小為mgt C.物體受到的合力的沖量大小為零 D.物體動(dòng)量的變化量大小為mgsin

8、 θ·t 解析:選ABD.由沖量的求解公式可知,斜面對(duì)物體的彈力的沖量為mgcos θ·t,選項(xiàng)A正確;物體受到的重力的沖量大小為mgt,選項(xiàng)B正確;物體回到斜面底端的速度仍為v,方向與初速度方向相反,故根據(jù)動(dòng)量定理可知,物體受到的合力的沖量大小為2mv,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因整個(gè)過(guò)程中物體所受的合力為mgsin θ,則根據(jù)動(dòng)量定理可知,物體動(dòng)量的變化量大小為mgsin θ·t,選項(xiàng)D正確. 9.一艘帆船在湖面上順風(fēng)航行,在風(fēng)力的推動(dòng)下做速度為v0=4 m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng).已知帆船在該運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下突然失去風(fēng)的推力的作用,此后帆船在湖面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)t=8 s靜止;該帆船的帆面正對(duì)風(fēng)的有效

9、面積為S=10 m2,帆船的總質(zhì)量約為M=936 kg,若帆船在行駛過(guò)程中受到的阻力恒定不變,空氣的密度為ρ=1.3 kg/m3,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.風(fēng)停止后帆船的加速度大小是1 m/s2 B.帆船在湖面上順風(fēng)航行所受水的阻力大小為468 N C.帆船勻速運(yùn)動(dòng)受到風(fēng)的推力的大小為936 N D.風(fēng)速的大小為10 m/s 解析:選BD.求解風(fēng)停止后帆船的加速度時(shí)要選擇帆船作為研究對(duì)象,求解風(fēng)速時(shí)要選擇在時(shí)間t內(nèi)正對(duì)帆面且吹向帆面的空氣作為研究對(duì)象,風(fēng)突然停止,帆船只受到水的阻力f的作用,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)帆船的加速度大小為a,則a==0.5 m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由牛頓第二

10、定律可得f=Ma,代入數(shù)據(jù)解得f=468 N,選項(xiàng)B正確;設(shè)帆船勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到風(fēng)的推力大小為F,根據(jù)平衡條件得F-f=0,解得F=468 N,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;設(shè)在時(shí)間t內(nèi),正對(duì)帆面且吹向帆面的空氣的質(zhì)量為m,則m=ρS(v-v0)t,根據(jù)動(dòng)量定理有-Ft=mv0-mv,解得v=10 m/s,選項(xiàng)D正確. 10.如圖所示,一物體分別沿三個(gè)傾角不同的光滑斜面由靜止開(kāi)始從頂端下滑到底端C、D、E處,三個(gè)過(guò)程中重力的沖量依次為I1、I2、I3,動(dòng)量變化量的大小依次為Δp1、Δp2、Δp3,則有(  ) A.三個(gè)過(guò)程中,合力的沖量相等,動(dòng)量的變化量相等 B.三個(gè)過(guò)程中,合力做的功相等,動(dòng)能的變化量

11、相等 C.I1<I2<I3,Δp1=Δp2=Δp3 D.I1<I2<I3,Δp1<Δp2<Δp3 解析:選ABC.由機(jī)械能守恒定律可知物體下滑到底端C、D、E的速度大小v相等,動(dòng)量變化量的大小Δp=mv相等,即Δp1=Δp2=Δp3;根據(jù)動(dòng)量定理,合力的沖量等于動(dòng)量的變化量,故合力的沖量也相等,注意不是相同(方向不同);設(shè)斜面的高度為h,從頂端A下滑到底端C,由=gsin θ·t2得物體下滑的時(shí)間t=,所以θ越小,sin2θ越小,t越大,重力的沖量I=mgt就越大,故I1<I2<I3,故A、C正確,D錯(cuò)誤;物體下滑過(guò)程中只有重力做功,故合力做的功相等,根據(jù)動(dòng)能定理,動(dòng)能的變化量相等,故B

12、正確. 三、非選擇題 11.一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5 m的位置B處是一面墻,如圖所示.一物塊以v0=9 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng),在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止,g取10 m/s2. (1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ; (2)若碰撞時(shí)間為0.05 s,求碰撞過(guò)程中墻面對(duì)物塊平均作用力F的大小; (3)求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功W. 解析:(1)由動(dòng)能定理有-μmgx=mv2-mv 可得μ=0.32. (2)由動(dòng)量定理有FΔt=mv′-mv 可得F=130 N.

13、(3)由能量守恒定律有W=mv′2=9 J. 答案:(1)0.32 (2)130 N (3)9 J 12.(2016·高考北京卷)(1)動(dòng)量定理可以表示為Δp=FΔt,其中動(dòng)量p和力F都是矢量.在運(yùn)用動(dòng)量定理處理二維問(wèn)題時(shí),可以在相互垂直的x、y兩個(gè)方向上分別研究.例如,質(zhì)量為m的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后彈出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是v,如圖1所示.碰撞過(guò)程中忽略小球所受重力. a.分別求出碰撞前后x、y方向小球的動(dòng)量變化Δpx、Δpy; b.分析說(shuō)明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较颍? (2)激光束可以看做是粒子流,其中的粒子以相同的動(dòng)量沿光傳播方向運(yùn)動(dòng).激

14、光照射到物體上,在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時(shí),也會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生作用.光鑷效應(yīng)就是一個(gè)實(shí)例,激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)胞等微小顆粒.一束激光經(jīng)S點(diǎn)后被分成若干細(xì)光束,若不考慮光的反射和吸收,其中光束①和②穿過(guò)介質(zhì)小球的光路如圖2所示.圖中O點(diǎn)是介質(zhì)小球的球心,入射時(shí)光束①和②與SO的夾角均為θ,出射時(shí)光束均與SO平行.請(qǐng)?jiān)谙旅鎯煞N情況下,分析說(shuō)明兩光束因折射對(duì)小球產(chǎn)生的合力的方向. a.光束①和②強(qiáng)度相同; b.光束①比②強(qiáng)度大. 解析:(1)a.x方向:動(dòng)量變化為 Δpx=mvsin θ-mvsin θ=0 y方向:動(dòng)量變化為 Δpy=mvcos θ-(-mvcos θ)=2

15、mvcos θ 方向沿y軸正方向. b.根據(jù)動(dòng)量定理可知,木板對(duì)小球作用力的方向沿y軸正方向;根據(jù)牛頓第三定律可知,小球?qū)δ景遄饔昧Φ姆较蜓貀軸負(fù)方向. (2)a.僅考慮光的折射,設(shè)Δt時(shí)間內(nèi)每束光穿過(guò)小球的粒子數(shù)為n,每個(gè)粒子動(dòng)量的大小為p 這些粒子進(jìn)入小球前的總動(dòng)量為p1=2npcos θ 從小球出射時(shí)的總動(dòng)量為p2=2np p1、p2的方向均沿SO向右 根據(jù)動(dòng)量定理得FΔt=p2-p1=2np(1-cos θ)>0 可知,小球?qū)@些粒子的作用力F的方向沿SO向右;根據(jù)牛頓第三定律,兩光束對(duì)小球的合力的方向沿SO向左. b.建立如圖所示的Oxy直角坐標(biāo)系. x方向: 根據(jù)(2)a同理可知,兩光束對(duì)小球的作用力沿x軸負(fù)方向 y方向: 設(shè)Δt時(shí)間內(nèi),光束①穿過(guò)小球的粒子數(shù)為n1,光束②穿過(guò)小球的粒子數(shù)為n2,n1>n2 這些粒子進(jìn)入小球前的總動(dòng)量為p1y=(n1-n2)psin θ 從小球出射時(shí)的總動(dòng)量為p2y=0 根據(jù)動(dòng)量定理得FyΔt=p2y-p1y=-(n1-n2)psin θ 可知,小球?qū)@些粒子的作用力Fy的方向沿y軸負(fù)方向,根據(jù)牛頓第三定律,兩光束對(duì)小球的作用力沿y軸正方向,所以兩光束對(duì)小球的合力的方向指向左上方. 答案:見(jiàn)解析

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