2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 核心素養(yǎng)提升練十八 6.1 動(dòng)量 動(dòng)量定理（含解析）新人教版

《2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 核心素養(yǎng)提升練十八 6.1 動(dòng)量 動(dòng)量定理（含解析）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動(dòng)量守恒 核心素養(yǎng)提升練十八 6.1 動(dòng)量 動(dòng)量定理（含解析）新人教版（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、動(dòng)量　動(dòng)量定理 (45分鐘　100分) (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，1～4題為單選題，5題為多選題) 1.如圖所示，小明在演示慣性現(xiàn)象時(shí)，將一杯水放在桌邊，杯下壓一張紙條。若緩慢拉動(dòng)紙條，發(fā)現(xiàn)杯子會(huì)出現(xiàn)滑落；當(dāng)他快速拉動(dòng)紙條時(shí)，發(fā)現(xiàn)杯子并沒(méi)有滑落。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.緩慢拉動(dòng)紙條時(shí)，摩擦力對(duì)杯子的沖量較小 B.快速拉動(dòng)紙條時(shí)，摩擦力對(duì)杯子的沖量較大 C.為使杯子不滑落，杯子與紙條的動(dòng)摩擦因數(shù)盡量大一些 D.為使杯子不滑落，杯子與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)盡量大一些 【解析】選D。紙帶對(duì)杯子的摩擦力一定，緩慢拉動(dòng)紙條

2、時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，則摩擦力對(duì)杯子的沖量較大；快速拉動(dòng)紙條時(shí)時(shí)間短，則摩擦力對(duì)杯子的沖量較小，故A、B錯(cuò)誤；為使杯子不滑落，杯子與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)盡量大一些，這樣杯子在桌面上運(yùn)動(dòng)的加速度大，位移短，故C錯(cuò)誤、D正確。 2.如圖所示為某物業(yè)公司的宣傳提醒牌。從提供的信息知：一枚30 g的雞蛋從17樓(離地面人的頭部為45 m高)落下，能砸破人的頭骨。若雞蛋殼與人頭部的作用時(shí)間為4.5×10-4 s，人的質(zhì)量為50 kg，重力加速度g取10 m/s2，則頭骨受到的平均沖擊力約為(　　) A.1 700 N B.2 000 N C.2 300 N D.2 500 N 【解析

3、】選B。由2gh=v2可得v== m/s=30 m/s；設(shè)向下為正方向，對(duì)碰撞過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理可得(mg+F)t=0-mv，代入數(shù)據(jù)得：F≈ -2 000 N；負(fù)號(hào)說(shuō)明雞蛋受到的沖擊力向上；根據(jù)牛頓第三定律可知，頭骨受到的平均沖擊力為2 000 N，故B正確。 3.(2019·梧州模擬)如圖所示，物體由靜止做直線運(yùn)動(dòng)，0～4 s內(nèi)其合外力隨時(shí)間變化的關(guān)系為某一正弦函數(shù)，下列表述不正確的是 (　　) A.0～2 s內(nèi)合外力的沖量一直增大 B.0～4 s內(nèi)合外力的沖量為零 C.2 s末物體的動(dòng)量方向發(fā)生改變 D.0～4 s內(nèi)物體的動(dòng)量方向一直不變 【解析】選C。F-t圖象的面積表

4、示沖量，正負(fù)表示方向，時(shí)間軸上方表示沖量一直增大，2 s后減小，故A正確；從F-t圖象的面積可以看出，在0～4 s內(nèi)合外力的沖量為零，故B正確；0～2 s內(nèi)加速，2～4 s內(nèi)減速，物體做單方向變速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向一直不變，由動(dòng)量定理I=Δp可知，0～4 s內(nèi)物體的動(dòng)量方向一直不變，故C錯(cuò)誤、D正確。 【加固訓(xùn)練】 如圖所示，靜止于水平地面上的物塊在豎直向上的恒力作用下豎直上升，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，突然撤去該恒力，之后物塊經(jīng)相同時(shí)間落回地面。不計(jì)空氣阻力，則該恒力與物塊所受重力的大小之比為 (　　) A.2　　　 B. 　　　 C. 　　　 D. 【解析】選C。設(shè)物塊在撤去拉力時(shí)

5、速度大小為v，落地速度大小為v′；上升過(guò)程：x=t；下降過(guò)程：x=t；解得v∶v′=1∶2；由動(dòng)量定理得，上升過(guò)程：(F-mg)t=mv；下降過(guò)程：-mgt=-mv′-mv；聯(lián)立解得F∶mg=4∶3，故選C。 4.(2018·襄陽(yáng)模擬)如圖所示，用傳送帶給煤車裝煤，平均每5 s內(nèi)有5 000 kg的煤粉落于車上，由于傳送帶的速度很小，可認(rèn)為煤粉豎直下落。要使車保持以0.5 m/s的速度勻速前進(jìn)，則對(duì)車應(yīng)再施以向前的水平力的大小為 (　　) A.50 N B.250 N C.500 N D.750 N 【解析】選C。車和煤粉整體受重力G、支持力FN、拉力F作用

6、，對(duì)5 s內(nèi)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)量定理，有Ft=Δmv，解得F== N=500 N，故C正確。 5.(2018·汕頭模擬)跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員從平臺(tái)末端a點(diǎn)以某一初速度水平滑出，在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落在斜坡上b點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則運(yùn)動(dòng)員在空中飛行過(guò)程中 (　　) A.在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動(dòng)量的改變量總是相同的 B.在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動(dòng)能的改變量總是相同的 C.在下落相等高度的過(guò)程中，動(dòng)量的改變量總是相同的 D.在下落相等高度的過(guò)程中，動(dòng)能的改變量總是相同的 【解析】選A、D。運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)，只受重力，是恒力，根據(jù)動(dòng)量定理，動(dòng)量的改變量等于合力的沖量，任意相等時(shí)間內(nèi)合力的沖量相等，故任意相等

7、時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的改變量相等，故A正確；平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，是勻加速運(yùn)動(dòng)，故在相等的時(shí)間間隔內(nèi)豎直分位移不一定相等，故重力做的功不一定相等，故動(dòng)能增加量不一定相等，故B錯(cuò)誤；平拋運(yùn)動(dòng)豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，是加速運(yùn)動(dòng)，在下落相等高度的過(guò)程中，時(shí)間不一定相等，故合力的沖量不一定相等，故動(dòng)量的增加量不一定相等，故C錯(cuò)誤；在下落相等高度的過(guò)程中，合力的功相等，根據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的增加量相等，故D正確。 二、計(jì)算題(本題共15分，需寫出規(guī)范的解題步驟) 6.光滑水平面上放著質(zhì)量mA=2.5 kg的物塊A與質(zhì)量mB=1.5 kg的物塊B，A與B均可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊A、B相距L0=0.4 m，

8、A、B間系一長(zhǎng)L=1.0 m的輕質(zhì)細(xì)繩，開(kāi)始時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示?，F(xiàn)對(duì)物塊B施加一個(gè)水平向右的恒力F=5 N，物塊B運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，繩在短暫的時(shí)間內(nèi)被拉斷，繩斷后經(jīng)時(shí)間t= 0.6 s，物塊B的速度達(dá)到vt=3 m/s。求： (1)繩拉斷后瞬間的速度vB的大小。 (2)繩拉斷過(guò)程繩對(duì)物塊B的沖量I的大小。 (3)繩拉斷過(guò)程繩對(duì)物塊A所做的功W。 【解析】(1)繩拉斷之后對(duì)B研究，對(duì)B應(yīng)用動(dòng)量定理得Ft=mBvt-mBvB， 解得 vB=1 m/s。 (2)繩拉斷之前對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理得 F(L-L0)=mB-0 繩拉斷過(guò)程，對(duì)B應(yīng)用動(dòng)量定理得 I=mBvB-m

9、Bv0 解得 I=-1.5 N·s 即繩對(duì)B的沖量大小為1.5 N·s。 (3)繩拉斷過(guò)程，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mBv0=mBvB+mAvA 繩拉斷過(guò)程繩對(duì)物塊A所做的功 W=mA 解得 W=0.45 J 答案：(1)1 m/s　(2)1.5 N·s　(3)0.45 J (25分鐘　50分) 7.(7分)如圖所示，斜面靜止在水平地面上，一滑塊( 視為質(zhì)點(diǎn)) 以某一初速度從斜面底端滑上斜面，上升到某一高度后再返回斜面底端，斜面傾角為θ，所有接觸面均不光滑，整個(gè)過(guò)程斜面始終保持靜止，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.滑塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)大于tan θ

10、 B.整個(gè)過(guò)程重力的沖量為0 C.上滑過(guò)程中摩擦力的沖量小于下滑過(guò)程中摩擦力的沖量 D.整個(gè)過(guò)程中斜面對(duì)地面的壓力大小不變 【解析】選C。由題意可知，滑塊在斜面上不能靜止，則有mgsin θ>μmgcos θ，解得μ

11、摩擦力不同，而斜面始終靜止，斜面對(duì)地面的壓力大小不同，故D錯(cuò)誤。 8.(7分)(2018·咸陽(yáng)模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率v1逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點(diǎn)沖上傳送帶，從此時(shí)起到物塊再次回到P點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.合力對(duì)物塊的沖量大小一定為2mv2 B.合力對(duì)物塊的沖量大小一定為2mv1 C.合力對(duì)物塊的沖量大小可能為零 D.合外力對(duì)物塊做的功可能為零 【解析】選D。若v2

12、小為零。v2≥v1，則物塊返回到P點(diǎn)的速度大小為v1，根據(jù)動(dòng)量定理知，合力的沖量I合=mv1+mv2，合力做功為W=m-m。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 9.(7分)(多選)(2018·泉州模擬)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零 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 θ·t 【解析】選B、D。斜面對(duì)物體的彈力的沖量大小I=FNt=mgcos θ·t，彈

13、力的沖量不為零，故A錯(cuò)誤；根據(jù)沖量的定義式可知，物體所受重力的沖量大小為IG=mg·t，故B正確；物體所受到的合力的沖量大小為mgtsinθ，由動(dòng)量定理得，動(dòng)量的變化量為Δp=I合=mgsin θ·t，故C錯(cuò)誤，D正確。 【加固訓(xùn)練】 (多選)如圖，從豎直面上大圓的最高點(diǎn)A，引出兩條不同的光滑軌道，端點(diǎn)都在大圓上。相同物體由靜止開(kāi)始，從A點(diǎn)分別沿兩條軌道滑到底端，下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A.到達(dá)底端的動(dòng)量大小不相等 B.重力的沖量都相同 C.物體動(dòng)量的變化率都相同 D.物體所受支持力的沖量大小相同 【解析】選A、B。物體下滑過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，物體初末狀態(tài)機(jī)械

14、能相等，由機(jī)械能守恒定律可知，兩物體到達(dá)底部時(shí)下落的高度不同，故到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度大小不相同，所以到達(dá)底端的動(dòng)量大小不相同，故A正確；對(duì)物體在軌道上受力分析，由牛頓第二定律可求得，a=gcos α；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x=at2，可得，2Rcos α=gcos αt2，t=2，因此下滑時(shí)間與軌道的傾角無(wú)關(guān)，只與圓的半徑及重力加速度有關(guān)，故下落時(shí)間相同，由I=mgt可知，重力的沖量相等，故B正確；因?yàn)橹С至Υ笮〔幌嗤?，所以支持力的沖量大小不相同，D錯(cuò)誤；因末速度大小不相等，故動(dòng)量的變化不相同，所以動(dòng)量的變化率不相同，故C錯(cuò)誤。 10.(7分)(多選)一質(zhì)量為0.5 kg的物塊靜止在水平地面上，物塊與水

15、平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)給物塊一水平方向的外力F，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度為g=10 m/s2，則 (　　) A.t=1 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為2 kg·m/s B.t=1.5 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為1 kg·m/s C.t=(6-2) s時(shí)物塊的速度為零 D.在3～4 s的時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力逐漸減小 【解析】選B、C、D。0～1 s內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得F-μmg=ma1，得a1=2 m/s2，物體在1 s末的速度為v1=a1t1=2×1 m/s=2 m/s，1 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為p=mv1=0.5×2 kg·m

16、/s=1 kg·m/s，故A錯(cuò)誤；1～2 s內(nèi)，因?yàn)?F=μmg=1 N，所以物體做勻速運(yùn)動(dòng)，t=1.5 s時(shí)物塊的動(dòng)量等于t=1 s時(shí)物塊的動(dòng)量為 1 kg·m/s，故B正確；設(shè)t時(shí)刻物塊的速度為零，由動(dòng)量定理得IF-μmgt=0-0，圖象在2～4 s內(nèi)方程為F=0.5t-2(N)，根據(jù)F-t圖象與t軸所圍的面積表示沖量，可得IF=2×1+1×1+·(t-2)，聯(lián)立解得t=(6-2) s，故C正確；因?yàn)閠=(6-2) s≈2.5 s，所以在2～2.5 s內(nèi)物體做減速運(yùn)動(dòng)，所以在3～4 s的時(shí)間內(nèi)，物塊靜止，隨著F的減小，物塊受到的摩擦力逐漸減小，故D正確。 11.(7分)(多選)(201

17、9·曲靖模擬)如圖所示，木板B放在光滑的水平面上，滑塊A在木板上從右向左運(yùn)動(dòng)，剛滑上木板B的最右端時(shí)，其動(dòng)能為E1，動(dòng)量大小為p1；滑到木板B的最左端時(shí)，其動(dòng)能為E2，動(dòng)量大小為p2；A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，則該過(guò)程中，滑塊A的平均速度大小為 (　　) A. B. C.+ D.- 【解析】選B、C。設(shè)當(dāng)滑塊A從木板右端滑到左端時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，發(fā)生的位移為x，則由動(dòng)能定理得E2-E1=-fx；由動(dòng)量定理得p2-p1=-ft，解得==；選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；因==，==，因滑塊A做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則平均速度v==+，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選B、C。 【加固訓(xùn)練

18、】 (多選)使用無(wú)人機(jī)植樹(shù)時(shí)，為保證樹(shù)種的成活率，將種子連同營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包進(jìn)一個(gè)很小的莢里。播種時(shí)，在離地面10 m高處、以15 m/s 的速度水平勻速飛行的無(wú)人機(jī)中，播種器利用空氣壓力把莢以5 m/s的速度(相對(duì)播種器)豎直向下射出，莢進(jìn)入地面下10 cm深處完成一次播種。已知莢的總質(zhì)量為20 g，不考慮所受大氣阻力及進(jìn)入土壤后重力的作用，取g=10 m/s2，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的有 (　　) A.射出莢的過(guò)程中，播種器對(duì)莢做的功為2.5 J B.離開(kāi)無(wú)人機(jī)后，莢在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 s C.土壤對(duì)莢沖量的大小為3 kg·m/s D.莢在土壤內(nèi)受到平均阻力的大小為22.5 N 【解析】選

19、A、B、C。播種器利用空氣壓力把莢以5 m/s的速度(相對(duì)播種器)豎直向下射出，該過(guò)程中播種器對(duì)莢做的功轉(zhuǎn)化為莢的動(dòng)能W=m=×20× 10-3×52 J=0.25 J，故A錯(cuò)誤；離開(kāi)無(wú)人機(jī)后，莢做斜下拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向：y= vy t+gt2，代入數(shù)據(jù)可得t=1 s(t=-2 s不符合題意)，故B錯(cuò)誤；莢離開(kāi)無(wú)人機(jī)時(shí)的速度v0== m/s=5 m/s，設(shè)莢到達(dá)地面的速度為v，則mv2=mgh+m，代入數(shù)據(jù)可得v=15 m/s，不考慮重力的作用，則土壤對(duì)莢沖量的大小等于莢的動(dòng)量的變化，大小為|I|=|Δp|=mv=20×10-3× 15 kg·m/s=0.3 kg·m/s，故C錯(cuò)誤；莢的初

20、速度為15 m/s，到達(dá)地面的速度為15 m/s，由幾何關(guān)系可知，莢到達(dá)地面的速度方向與水平方向之間的夾角為45°，莢能進(jìn)入地面下10 cm，則莢相對(duì)于地面的位移大小為s=d= 10×10-2 m=0.1 m，不計(jì)重力，根據(jù)動(dòng)能定理可得-Fs=0-mv2，代入數(shù)據(jù)可得F=22.5 N。故D正確。 12.(15分)如圖甲所示是明德中學(xué)在高考前100天倒計(jì)時(shí)宣誓活動(dòng)中為給高三考生加油，用橫幅打出的激勵(lì)語(yǔ)。下面我們來(lái)研究橫幅的受力情況，如圖乙所示，若橫幅的質(zhì)量為m，且質(zhì)量分布均勻、由豎直面內(nèi)的四條輕繩A、B、C、D固定在光滑的豎直墻面上，四條繩子與水平方向的夾角均為θ，其中繩A、B是不可伸長(zhǎng)的剛

21、性繩，繩C、D是彈性較好的彈性繩且對(duì)橫幅的拉力恒為T0，重力加速度為g。 (1)求繩A、B所受力的大小。 (2)在一次衛(wèi)生大掃除中，樓上的小明同學(xué)不慎將質(zhì)量為m0的抹布滑落，正好落在橫幅上沿的中點(diǎn)位置。已知抹布的初速度為零，下落的高度為h，忽略空氣阻力的影響。抹布與橫幅撞擊后速度變?yōu)榱?，且撞擊時(shí)間為t，撞擊過(guò)程橫幅的形變極小，可忽略不計(jì)，求撞擊過(guò)程中，繩A、B所受平均拉力的大小。 【解析】(1)橫幅在豎直方向上處于平衡狀態(tài) 2Tsin θ=2T0 sin θ+mg 解得T=T0+ (2)抹布做自由落體運(yùn)動(dòng)，其碰撞前的速度滿足 2gh= 碰撞過(guò)程中橫幅對(duì)抹布的平均作用力為F，由動(dòng)量定理可得 -(F-m0g)t=0-m0v0 解得F=m0g+ 由牛頓第三定律可知抹布對(duì)橫幅的平均沖擊力F′=F 橫幅仍處于平衡狀態(tài)： 2T1sin θ=2T0sin θ+mg+F′ 解得T1=T0++ 答案：(1)T0+ (2)T0++ - 11 -