第一節(jié) 動(dòng)量 沖量 動(dòng)量定理(建議用時(shí)：40分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，長彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下，將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)，從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，下列分析正確的是()A繩對(duì)人的沖量始終向上，人的動(dòng)量先增大后減小B繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功，人的動(dòng)能一直減小C繩恰好伸直時(shí)，繩的彈性勢(shì)能為零，人的動(dòng)能最大D人在最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力解析：選A.從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，加速度等于零時(shí)，速度最大，故人的動(dòng)量和動(dòng)能都是先增大后減小，加速度等于零時(shí)(即繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力時(shí))速度最大，動(dòng)量和動(dòng)能最大，在最低點(diǎn)時(shí)人具有向上的加速度，繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力繩的拉力方向始終向上與運(yùn)動(dòng)方向相反，故繩對(duì)人的沖量方向始終向上，繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功故A正確，B、C、D錯(cuò)誤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)誤，D正確3(2018高考全國卷)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()A10 NB102 NC103 N D104 N解析：選C.根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)和動(dòng)量定理有2ghv2(h為25層樓的高度，約70 m)，F(xiàn)tmv，代入數(shù)據(jù)解得F1103 N，所以C正確4一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)t時(shí)間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v.在此過程中()A地面對(duì)他的沖量為mvmgt，地面對(duì)他做的功為mv2B地面對(duì)他的沖量為mvmgt，地面對(duì)他做的功為零C地面對(duì)他的沖量為mv，地面對(duì)他做的功為mv2D地面對(duì)他的沖量為mvmgt，地面對(duì)他做的功為零解析：選B.人的速度原來為零，起跳后速度為v，以豎直向上為正方向，則由動(dòng)量定理可得：Imgtmv0，故地面對(duì)人的沖量為mvmgt；而人在跳起時(shí)，人受到的支持力沒有產(chǎn)生位移，故支持力不做功，故B正確5.(2020安徽阜陽第三中學(xué)模擬)2019年阜陽三中科學(xué)晚會(huì)中，科技制作社團(tuán)表演了“震撼動(dòng)量球”實(shí)驗(yàn)為感受碰撞過程中的力，在互動(dòng)環(huán)節(jié)，表演者將球拋向觀眾，假設(shè)質(zhì)量約為3 kg的超大氣球以2 m/s的速度豎直下落到手面，某觀眾雙手上推，使氣球以原速度大小豎直向上反彈，作用時(shí)間為0.2 s忽略氣球所受浮力及空氣阻力，g10 m/s2.則觀眾雙手受的壓力共計(jì)()A30 NB60 N C90 ND120 N解析：選C.設(shè)觀眾雙手受到的壓力共計(jì)為F，取豎直向下為正方向，對(duì)大氣球由動(dòng)量定理有：(mgF)tmvmv，代入數(shù)據(jù)解得：F90 N，故C正確6(2020湖南長沙二模)乒乓球運(yùn)動(dòng)的高拋發(fā)球是由我國運(yùn)動(dòng)員劉玉成于1964年發(fā)明的，后成為風(fēng)靡世界乒乓球壇的一項(xiàng)發(fā)球技術(shù)某運(yùn)動(dòng)員在一次練習(xí)發(fā)球時(shí)，手掌張開且伸平，將一質(zhì)量為2.7 g的乒乓球由靜止開始豎直向上拋出，拋出后向上運(yùn)動(dòng)的最大高度為2.45 m，若拋球過程，手掌和球接觸時(shí)間為5 ms，不計(jì)空氣阻力，則該過程中手掌對(duì)球的作用力大小約為()A0.4 NB4 N C40 ND400 N解析：選B.向上為正，手離開球后的速度為v：v m/s7 m/s，重力忽略由動(dòng)量定理有：F N4 N，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤7(2020山西晉城高三模擬)太空中的塵埃對(duì)飛船的碰撞會(huì)阻礙飛船的飛行，質(zhì)量為M的飛船飛入太空塵埃密集區(qū)域時(shí)，需要開動(dòng)引擎提供大小為F的平均推力才能維持飛船以恒定速度v勻速飛行已知塵埃與飛船碰撞后將完全黏附在飛船上，則在太空塵埃密集區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為()AM B.MCM D.解析：選D.設(shè)單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為m.以單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上的塵埃為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理有：Ftmv0，其中t1 s，可得：m，D正確8小球質(zhì)量為2m，以速度v沿水平方向垂直撞擊墻壁，球被反方向彈回，速度大小是 v，球與墻撞擊時(shí)間為t，在撞擊過程中，球?qū)Φ钠骄鶝_力大小是()A. B.C. D.解析：選C.設(shè)初速度方向?yàn)檎?，則彈后的速度為，則由動(dòng)量定理可得Ft2m2mv，解得F，負(fù)號(hào)表示力的方向與初速度方向相反由牛頓第三定律可知，球?qū)Φ钠骄鶝_力為FF，故選C.二、多項(xiàng)選擇題9有關(guān)實(shí)際中的現(xiàn)象，下列說法正確的是()A火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度B體操運(yùn)動(dòng)員在著地時(shí)屈腿是為了減小地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力C用槍射擊時(shí)要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響D為了減輕撞車時(shí)對(duì)司乘人員的傷害程度，發(fā)動(dòng)機(jī)艙越堅(jiān)固越好解析：選ABC.火箭升空時(shí)，內(nèi)能減小，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，火箭向后噴出氣流，火箭對(duì)氣流有向后的力，由于力的作用是相互的，氣流對(duì)火箭有向前的力的作用，從而推動(dòng)火箭前進(jìn)，故A正確；體操運(yùn)動(dòng)員在落地的過程中，動(dòng)量變化一定，由動(dòng)量定理可知，運(yùn)動(dòng)員受到的沖量I一定，著地時(shí)屈腿是延長時(shí)間t，由IFt可知，延長時(shí)間t可以減小運(yùn)動(dòng)員所受到的平均沖力F，故B正確；用槍射擊時(shí)要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響，故C正確；為了減輕撞車時(shí)對(duì)司乘人員的傷害程度，就要延長碰撞時(shí)間，由IFt可知，車體前部的發(fā)動(dòng)機(jī)艙不能太堅(jiān)固，故D錯(cuò)誤10質(zhì)量為m的物體， 以v0的初速度沿斜面上滑，到達(dá)最高點(diǎn)后返回原處的速度大小為vt，且vt0.5v0，則()A上滑過程中重力的沖量比下滑時(shí)小 B上滑時(shí)和下滑時(shí)支持力的沖量都等于零C合力的沖量在整個(gè)過程中大小為mv0D整個(gè)過程中物體的動(dòng)量變化量為mv0解析：選AC.以v0的初速度沿斜面上滑，返回原處時(shí)速度為vt0.5v0，說明斜面不光滑設(shè)斜面長為l，則上滑過程所需時(shí)間t1，下滑過程所需時(shí)間t2，t1t2，根據(jù)沖量的定義可知，上滑過程中重力的沖量比下滑時(shí)小，A正確上滑和下滑時(shí)支持力的沖量都不等于零，B錯(cuò)誤對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)量定理，以初速度方向?yàn)檎较?，則I合pmvtmv0mv0，C正確，D錯(cuò)誤11.(2017高考全國卷)一質(zhì)量為 2 kg 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變化的圖線如圖所示，則()At1 s時(shí)物塊的速率為1 m/sBt2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4 kgm/sCt3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5 kgm/sDt4 s時(shí)物塊的速度為零解析：選AB.根據(jù)Ft圖線與時(shí)間軸圍成的面積的物理意義為合外力F的沖量，可知在01 s、02 s、03 s、04 s內(nèi)合外力沖量分別為2 Ns、4 Ns、3 Ns、2 Ns，應(yīng)用動(dòng)量定理Imv可知物塊在1 s、2 s、3 s、4 s末的速率分別為1 m/s、2 m/s、1.5 m/s、1 m/s，物塊在這些時(shí)刻的動(dòng)量大小分別為2 kgm/s、4 kgm/s、3 kgm/s、2 kgm/s，A、B正確，C、D錯(cuò)誤12(2020湖南常德模擬)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開始釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)時(shí)速度減為零不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，關(guān)于小球下落的整個(gè)過程，下列說法正確的有()A小球的機(jī)械能減小了mg(Hh)B小球克服阻力做的功為mghC小球所受阻力的沖量大于mD小球動(dòng)量的改變量等于所受阻力的沖量解析：選AC.小球在整個(gè)過程中，動(dòng)能變化量為零，重力勢(shì)能減小了mg(Hh)，則小球的機(jī)械能減小了mg(Hh)，故A正確；對(duì)小球下落的全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，mg(Hh)Wf0，則小球克服阻力做功Wfmg(Hh)，故B錯(cuò)誤；小球落到地面的速度v，對(duì)小球進(jìn)入泥潭的過程運(yùn)用動(dòng)量定理得：IGIF0m，得：IFIGm，知阻力的沖量大于m，故C正確；對(duì)全過程分析，運(yùn)用動(dòng)量定理知，小球動(dòng)量的變化量等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和，故D錯(cuò)誤三、非選擇題13一輛轎車強(qiáng)行超車時(shí)，與另一輛迎面駛來的轎車相撞，兩車相撞后，兩車車身因相互擠壓，皆縮短了0.5 m，據(jù)測算兩車相撞前速率均約為30 m/s.(1)車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60 kg的人受到的平均沖力是多大？(2)若此人系有安全帶，安全帶在車禍過程中與人體的作用時(shí)間是1 s，則這時(shí)人體受到的平均沖力為多大？解析：(1)兩車相撞時(shí)認(rèn)為人與車一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，位移為0.5 m.設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，根據(jù)xt得，t s.根據(jù)動(dòng)量定理Ftpmv0得，F(xiàn) N5.4104 N.(2)若人系有安全帶時(shí)，F(xiàn)N1.8103 N.答案：(1)5.4104 N(2)1.8103 N14.(2018高考北京卷)2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一某滑道示意圖如圖，長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接，滑道BC高h(yuǎn)10 m，C是半徑R20 m圓弧的最低點(diǎn)質(zhì)量m60 kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開始勻加速下滑，加速度a4.5 m/s2，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB30 m/s，取重力加速度g10 m/s2.(1)求長直助滑道AB的長度L；(2)求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量I的大??；(3)若不計(jì)BC段的阻力，畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的受力圖，并求其所受支持力FN的大小解析：(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，有L100 m.(2)根據(jù)動(dòng)量定理，有ImvBmvA1 800 Ns.(3)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的受力分析如圖所示，根據(jù)動(dòng)能定理，運(yùn)動(dòng)員在BC段運(yùn)動(dòng)的過程中，有mghmvmv根據(jù)牛頓第二定律，有FNmgm聯(lián)立解得FN3 900 N.答案：見解析6