動(dòng)量和動(dòng)量定理綜合拔高練含解析

第1節(jié)綜合拔高練五年高考練考點(diǎn)1對(duì)動(dòng)量、沖量的理解1.(2021天津理綜,4,6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)。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是 ()A.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客的機(jī)械能保持不變B.在最高點(diǎn)時(shí),乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力C.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,乘客重力的沖量為零D.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變2.(2021課標(biāo)Ⅰ,14,6分,)高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在啟動(dòng)階段,列車的動(dòng)能 ()A.與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比D.與它的動(dòng)量成正比考點(diǎn)2動(dòng)量定理的應(yīng)用3.(2021課標(biāo)Ⅰ,14,6分,)行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的平安氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿氣體。假設(shè)碰撞后汽車的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零,關(guān)于平安氣囊在此過程中的作用,以下說法正確的選項(xiàng)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4.(2021課標(biāo)Ⅰ,16,6分,)最近,我國為“長征九號(hào)〞研制的大推力新型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)試成功,這標(biāo)志著我國重型運(yùn)載火箭的研發(fā)取得突破性進(jìn)展。假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)中該發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴射的氣體速度約為3km/s,產(chǎn)生的推力約為4.8×106N,那么它在1s時(shí)間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為 ().6×102kg.6×103kg.6×105kg.6×106kg5.(2021課標(biāo)Ⅲ,20,6分,)(多項(xiàng)選擇)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如下圖,那么 ()A.t=1s時(shí)物塊的速率為1m/sB.t=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/sC.t=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg·m/sD.t=4s時(shí)物塊的速度為零6.(2021課標(biāo)Ⅱ,15,6分,)高空墜物極易對(duì)行人造成傷害。假設(shè)一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下,與地面的碰撞時(shí)間約為2ms,那么該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為 ()N2N3N4N7.[2021課標(biāo)Ⅰ,35(2),10分,]某游樂園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為M的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便起見,假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;玩具底部為平板(面積略大于S);水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱?在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。水的密度為ρ,重力加速度大小為g。求(ⅰ)噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;(ⅱ)玩具在空中懸停時(shí),其底面相對(duì)于噴口的高度。三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.(2021河南九師聯(lián)盟高三模擬,)顛球是足球運(yùn)動(dòng)根本技術(shù)之一,假設(shè)質(zhì)量為400g的足球用腳顛起后,豎直向下以4m/s的速度落至水平地面上,再以3m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向,在足球與地面接觸的時(shí)間內(nèi),關(guān)于足球動(dòng)量變化量Δp和合外力對(duì)足球做的功W,以下判斷正確的選項(xiàng)是 ()p=1.4kg·m/sW=-1.4Jp=-1.4kg·m/sW=1.4Jp=2.8kg·m/sW=-1.4Jp=-2.8kg·m/sW=1.4J2.(2021山東嶗山一中高三模擬,)(多項(xiàng)選擇)某人身系彈性繩自P點(diǎn)自由下落,圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置,c是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止懸吊著時(shí)的平衡位置。不計(jì)空氣阻力,那么以下說法中正確的選項(xiàng)是 ()A.從P至c過程中重力的沖量大于彈性繩彈力的沖量B.從P至c過程中重力所做功等于人克服彈力所做的功C.從P至b過程中人的速度不斷增大D.從a至c過程中加速度方向保持不變3.(2021四川射洪中學(xué)高二月考,)如下圖,一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球,以25m/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊后反向水平飛回,速度大小變?yōu)?5m/s。設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s,以下說法正確的選項(xiàng)是 ()A.球棒對(duì)壘球的沖量大小為3.6N·sB.球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為360NC.球棒對(duì)壘球做的功為36JD.球棒對(duì)壘球做的功為126J4.(2021山東威海二中高三上月考,)一物塊在合外力F的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng),合外力方向不變,大小隨時(shí)間的變化如下圖,在t0和2t0時(shí)刻,物塊的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2,物塊的動(dòng)量分別為p1、p2,那么 (深度解析)A.Ek2=8Ek1,p2=4p1B.Ek2=3Ek1,p2=3p1C.Ek2=9Ek1,p2=3p1D.Ek2=3Ek1,p2=2p15.(2021安徽江淮十校高三上聯(lián)考,)(多項(xiàng)選擇)如圖甲所示,一傾角θ=30°的足夠長斜面體固定在水平地面上,一個(gè)物塊靜止在斜面上?，F(xiàn)用大小為F=kt(k為常量,F、t的單位均為國際單位制單位)的拉力沿斜面向上拉物塊,物塊受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2,那么以下判斷正確的選項(xiàng)是 (深度解析)A.物塊的質(zhì)量為1kgB.k的值為5N/sC.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為3D.t=3s時(shí),物塊的速度大小為1.6m/s6.(2021全國高三物理競(jìng)賽,)(多項(xiàng)選擇)如下圖,某同學(xué)經(jīng)過一段時(shí)間練習(xí),掌握了跳高的技巧。該同學(xué)質(zhì)量為m,重力加速度為g。在跳起的第一階段,腳沒有離地,經(jīng)過一定時(shí)間,重心上升h1,人質(zhì)心獲得速度v1。在第二階段,人軀干形態(tài)根本保持不變,重心又上升了一段距離,到達(dá)最高點(diǎn)。以下說法中正確的有 ()A.在第一階段地面支持力給人的沖量為mv1B.在第一階段地面支持力對(duì)人做的功為mgh1C.在整個(gè)過程中地面支持力對(duì)人做的總功為0D.在跳起的過程中存在人體肌肉中儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程7.(2021北京八一學(xué)校高三上月考,)如圖1所示為某農(nóng)莊灌溉工程的示意圖,地面與水面間的距離為H。用水泵從水池抽水(抽水過程中H保持不變),水龍頭離地面高h(yuǎn),水管橫截面積為S,水的密度為ρ,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。(1)水從管口以不變的速度源源不斷地沿水平方向噴出,水落地的位置到管口的水平距離為10h。設(shè)管口橫截面上各處水的速度都相同。求:a.每秒從管口流出的水的質(zhì)量m0;b.不計(jì)額外功,水泵輸出的功率P。(2)在保證水管流量不變的前提下,在水龍頭后接一噴頭,如圖2所示。讓水流豎直向下噴出,打在水平地面上不反彈,產(chǎn)生大小為F的沖擊力。由于水與地面作用時(shí)間很短,可忽略重力的影響。求水流落地前瞬間的速度大小v。8.(2021湖北八校聯(lián)考,)如圖,質(zhì)量mA為4.0kg的木板A放在水平面C上,木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.24,木板右端放著質(zhì)量mB為1.0kg的小物塊B(視為質(zhì)點(diǎn)),它們均處于靜止?fàn)顟B(tài)。木板突然受到水平向右的12N·s的瞬時(shí)沖量I作用開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)小物塊滑離木板時(shí),木板的動(dòng)能EkA為8.0J,小物塊的動(dòng)能EkB為0.50J,重力加速度取10m/s2,求:(1)瞬時(shí)沖量作用結(jié)束時(shí)木板的速度v0的大小;(2)木板的長度L。遷移創(chuàng)新9.(2021北京石景山期末,)某同學(xué)遇到一道“智力題〞:一個(gè)騎著電動(dòng)平衡車的雜技演員帶著兩個(gè)相同的鐵球想通過一座很長的小橋,但小橋所能承受的最大壓力是演員、電動(dòng)平衡車和其中一個(gè)鐵球的重力之和,演員能否帶著兩個(gè)鐵球從橋上走過去?該同學(xué)利用所學(xué)的拋體運(yùn)動(dòng),提出解決方案:騎著電動(dòng)平衡車的演員通過小橋的過程中,只需不斷地交替將一個(gè)鐵球拋在空中,這樣手里始終不會(huì)有兩個(gè)鐵球,小橋所承受的壓力不會(huì)超過其限度,從而保證演員帶著兩個(gè)鐵球平安過橋。你認(rèn)為該同學(xué)的方案是否合理?請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí),建立合理模型,通過分析說明。答案全解全析第1節(jié)綜合拔高練五年高考練1.B乘客在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,而在上升過程中重力勢(shì)能增加,機(jī)械能增加,下降過程中那么相反,A錯(cuò)誤。在最高點(diǎn)時(shí),乘客具有豎直向下的向心加速度,處于失重狀態(tài),故B正確。因重力恒定,重力的沖量等于重力與其作用時(shí)間的乘積,故摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,重力的沖量一定不為零,C錯(cuò)誤。重力的瞬時(shí)功率P=mg·v·cosα,其中α是瞬時(shí)速度v的方向與重力方向之間的夾角,故重力的瞬時(shí)功率不會(huì)保持不變,D錯(cuò)誤。2.B設(shè)列車運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律v=at、s=12at2,結(jié)合動(dòng)能公式Ek=mv22得Ek=ma2t22、Ek=mas,可知Ek∝v2、Ek∝t2、Ek∝s,故A、C項(xiàng)均錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。由Ek=p223.D假設(shè)汽車發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的平安氣囊會(huì)被彈出并充氣,對(duì)司機(jī)的頭部、頸部等部位起保護(hù)作用,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,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。有無平安氣囊,司機(jī)的速度都是從碰撞前的速度減為零,動(dòng)量變化量相同,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)司機(jī)與平安氣囊發(fā)生作用時(shí),平安氣囊的作用并沒有將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為汽車的動(dòng)能,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。平安氣囊起緩沖作用,延長了司機(jī)的受力時(shí)間,從而減少了司機(jī)的受力大小,D項(xiàng)正確。4.B設(shè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)噴射出氣體的質(zhì)量為m。以這局部氣體為研究對(duì)象,應(yīng)用動(dòng)量定理,Ft=mv-0,解得m=F·tv=1.6×105.ABt=1s時(shí)物塊的速率為v,Ft=mv,得v=1m/s,A項(xiàng)正確。t=2s時(shí)動(dòng)量為p,p=2×2kg·m/s=4kg·m/s,B項(xiàng)正確。t=3s時(shí)的動(dòng)量p3=2×2kg·m/s-1×1kg·m/s=3kg·m/s,C項(xiàng)錯(cuò)誤。同理t=4s時(shí)物塊速度v4=1m/s,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.C由機(jī)械能守恒定律可得mgh=12mv2,可知雞蛋落地時(shí)速度大小v=2gh,雞蛋與地面作用過程中,設(shè)豎直向上為正方向,由動(dòng)量定理得(F-mg)t=0-(-mv),可知地面對(duì)雞蛋產(chǎn)生的沖擊力大小為F=mvt+mg,每層樓高度約為3m,那么h=24×3m=72m,得F≈949N,接近103N,由牛頓第三定律知雞蛋對(duì)地面的沖擊力約為1037.答案(ⅰ)ρv0S(ⅱ)v02解析(ⅰ)設(shè)Δt時(shí)間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為ΔV,質(zhì)量為Δm,那么Δm=ρΔV ①ΔV=v0SΔt ②由①②式得,單位時(shí)間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為ΔmΔt=ρv(ⅱ)設(shè)玩具懸停時(shí)其底面相對(duì)于噴口的高度為h,水從噴口噴出后到達(dá)玩具底面時(shí)的速度大小為v。對(duì)于Δt時(shí)間內(nèi)噴出的水,由能量守恒得12(Δm)v2+(Δm)gh=12(Δm)在h高度處,Δt時(shí)間內(nèi)噴射到玩具底面的水沿豎直方向的動(dòng)量變化量的大小為Δp=(Δm)v ⑤設(shè)水對(duì)玩具的作用力的大小為F,根據(jù)動(dòng)量定理有FΔt=Δp ⑥由于玩具在空中懸停,由力的平衡條件得F=Mg ⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得h=v022三年模擬練1.C足球與地面碰撞過程中動(dòng)量的變化量Δp=mv2-mv1=0.4×3kg·m/s-0.4×(-4)kg·m/s=2.8kg·m/s,方向豎直向上;由動(dòng)能定理可得合外力做的功W=12mv22-12mv12=12×0.4×32J-12×0.2.BC人由P至c的過程中,外力的總沖量為重力的沖量與彈性繩彈力的沖量的矢量和,根據(jù)動(dòng)量定理,外力的總沖量應(yīng)等于人的動(dòng)量的變化量,人在P與c時(shí)速度均為零,那么動(dòng)量的變化量為零,那么重力的沖量大小應(yīng)等于彈性繩彈力的沖量大小,且方向相反,總沖量為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理,人由P至c過程中,人的動(dòng)能變化量為零,那么重力與彈性繩彈力做的總功為零,重力所做的功等于人克服彈力所做的功,選項(xiàng)B正確;人由P至a自由下落,由a至b,彈力逐漸增大,但合外力向下,人做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),至b點(diǎn)加速度為零,速度最大,人過b點(diǎn)之后,彈力大于重力,合外力向上,加速度向上,速度減小,應(yīng)選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.D以被球棒擊打后壘球的速度方向?yàn)檎较?那么根據(jù)動(dòng)量定理有I=Ft=mv2-mv1=0.18×45N·s-(-0.18×25)N·s=12.6N·s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;球棒對(duì)壘球的平均作用力大小F=It=12.60.01N=1260N,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得球棒對(duì)壘球做的功W=12mv22-12mv12=12×04.C設(shè)t0時(shí)刻物塊的速度為v1,2t0時(shí)刻物塊的速度為v2,根據(jù)動(dòng)量定理可知,0~t0內(nèi),F0t0=mv1-0,t0~2t0內(nèi),2F0t0=mv2-mv1,解得v1∶v2=1∶3;由動(dòng)量定義式p=mv可得p2=3p1;由動(dòng)能定義式Ek=12mv2可得Ek2=9Ek1。應(yīng)選C其他解法F-t圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示合力的沖量,即面積表示動(dòng)量的