人教版选择性必修一 1.2 动量定理流体问题专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修一 1.2 动量定理流体问题专题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-29 18:36:56 | ||
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文档简介
人教版选择性必修一动量定理流体问题专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 水力采煤是用高压水枪喷出的水柱冲击煤层而使煤掉下，所用水枪的直径，水速为，水柱垂直射到煤层表面上，水的密度，冲击煤层后自由下落求水柱对煤层的平均冲力( )
A. B. C. D.
2. 高速水流切割是一种高科技工艺加工技术，为完成飞机制造中的高难度加工特制了一台高速水流切割机器人，该机器人的喷嘴横截面积为，喷嘴射出的水流速度为，水的密度为，设水流射到工件上后速度立即变为零。则该高速水流在工件上产生的压力大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为年北京冬奥会开幕式中国队入场时的照片假设礼仪小姐所举的中国“雪花”牌面积为，有速度大小恒为的风垂直“雪花”牌吹来，遇到牌后风速瞬间减为零已知空气密度为，礼仪小姐站立不动，则该“雪花”牌受到的风力大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示，小明把一只充了氢气的气球和质量为的小物块绑在一起，置于空中，然后打开气球的阀门，气球中氢气向下喷出，放手后物块和气球能在空中停留一段时间，在这段时间里不计空气阻力，氢气质量远小于物块质量，重力加速度为，假设氢气匀速向下喷出，不计浮力，不考虑气球体积变化的影响，喷口的面积为，气体的密度为，则氢气喷出的速率大小为
A. B. C. D.
5. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为，产生的推力约为，则它在时间内喷射的气体质量约为
A. B. C. D.
6. 年月，“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包，脚踩由个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞板”，仅用分钟就飞越了英吉利海峡公里的海面。已知扎帕塔及装备的总质量为，设发动机启动后将气流以的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔及装备悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出气体的质量为不考虑喷气对总质量的影响，取( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，设水柱直径为，水流速度大小为，方向水平向右。水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为，高压水枪的重力不可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是( )
A. 水枪单位时间内喷出水的质量为
B. 高压水枪的喷水功率为
C. 水柱对煤层的平均冲击力大小为
D. 为了使高压水枪保持静止状态，手对高压水枪的作用力方向为水平向左
8. 图甲为公园里有一水托石球的景观，高速喷出的水流将一质量为的石球悬停在空中。为方便计算，如图乙所示，假设高压水流从横截面积为的喷口持续竖直向上喷出，接触面可近似看成平板水流冲击到石球底部后，水在竖直方向的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力，已知水的密度为，重力加速度大小为。则高压水流的速度可表示为( )
A. B. C. D.
9. 玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，如图所示，枪口直径为，水的密度为，水平出射速度为，垂直击中竖直目标后以大小为的速度反向溅回，则水柱水平击中目标的平均冲击力大小为
A. B. C. D.
10. 部分风力等级对照表如下：
风级 名称 风速 陆地物象 海面物象 浪高
轻风 感觉有风 小波峰未破碎
和风 吹起尘土 小浪白沫波峰
强风 电线有声 大浪白沫离峰
大风 折毁树枝 浪长高有浪花
狂风 拔起树木 海浪翻滚咆哮
台风一级飓风 摧毁极大 海浪滔天
已知空气的密度为，假设空气垂直吹到静止的物体上时速度变为，则级大风吹在静止站立且面朝正对风向、身高约的人身上时，对人的推力的大小最接近的数值是( )
A. B. C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 水刀是一种高压水射流切割技术，通过加高水压，再经过线度小于毫米的喷嘴，形成速度为，截面积为的超声速射流。水刀切割精度高，没有热损伤，不产生有害物质。已知水的密度为，不考虑水流的反射，求：
单位时间内喷嘴喷出的水的质量；
水刀工作时对被切割物体的压强。
12. 如图所示，塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具，但是也有儿童眼睛被水枪击伤的报道，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题．水枪产生的水柱对目标的冲击力与枪口直径、出水速度等因素相关．设有一水枪，枪口直径为，出水速度为，储水箱的体积为．
水枪充满水可连续用多少时间？
设水的密度为，水柱水平地打在竖直平面目标上后速度变为零，则水柱对目标的冲击力是多大？你认为要控制水枪威力关键是控制哪些因素？不考虑重力、空气阻力等的影响，认为水柱到达目标的速度与出枪口时的速度相同．
13. 每年月至月，是浙江省台风多发的季节。每次在台风来临前，我们都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品，加固广告牌，以防高空坠物事件发生，危害公共安全。
若质量为的花盆从高为的层居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，不计空气阻力，估算花盆对该居民的平均撞击力有多大？
某高层建筑顶部一广告牌的面积，台风最大风速为，已知空气密度，假设空气吹到广告牌上后速度瞬间减为零，则该广告牌受到的最大风力为多大？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
取时间内的水研究对象，注意水冲击到煤壁上时速度变为零；根据动量定理列式求解即可；
本题关键是研究对象的选择，能想到以某段时间内的水作为研究对象进行分析，然后根据动量定理列式求解即可；注意各物理量的矢量性。
【解答】
取时间内射到煤层的水为研究对象，设这部分水的质量为，以表示水柱的截面积，则，这部分水经时间，其水平方向的动量由变为零，设水受到煤层的反作用力为，并设方向为正方向，根据动量定理，有，故
根据牛顿第三定律，水柱对煤层的作用力大小为，故A正确。
故选A。
2.【答案】
【解析】解：单位时间内喷到工件上的水的体积为：
故质量为：
设水的初速度方向为正方向；则由动量定理可得：
得：，
根据牛顿第三定律，高速水流在工件上产生的压力大小为，方向沿水流的方向；
则B正确，ACD错误
故选：。
根据题意可明确单位时间内喷到工件上的水的质量，再由动量定理可求得高速射流在工件上产生的压力。
题考查动量定理的应用，要注意明确单位时间内喷到工件上的质量求解方法，注意动量定理中的方向性。
3.【答案】
【解析】
【分析】
选定时间内吹到“雪花”牌上的空气为研究对象，根据动量定理列式结合牛顿第三定律可得结果。
【解答】
设时间内吹到“雪花”牌上的空气质量为，
则有，
对时间内吹到“雪花”牌上的空气，
根据动量定理有，
解得，
根据牛顿第三定律，“雪花”牌受到的风力大小为，故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据动量定理结合平衡条件即可求解，注意时间内气球喷出气体的质量的表示方法。
本题关键是表示出时间内气球喷出气体的质量，根据动量定理列式求解。
【解答】
时间内气球喷出气体的质量
对于物块、气球组成的系统，由动量定理得：
解得
根据平衡条件有
解得，故A正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
以气体为研究对象，根据动量定理列方程求解时间内喷射的气体质量。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
【解答】
以气体为研究对象，设内喷出的气体质量为，根据动量定理可得：
其中
解得：，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查了动量定理、共点力平衡，关键能合适地选择研究对象，选择合适的规律进行求解。
【解答】
设出气体的速度为，在极短时间内，发动机喷出气体的质量为，当扎帕塔及装备悬浮在空中静止时，根据平衡条件可知，喷出气体的作用力大小等于扎帕塔及装备的总重力，根据牛顿第三定律可知，扎帕塔及装备受喷出气体的作用力大小也为，
取向下为正方向，对于时间喷出的气体，根据动量定理可知，
，解得：，即发动机每秒喷出气体的质量为，故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查动量定理的应用及平均功率、动能定理知识，正确选取研究对象是解题的关键。
直接计算出水枪单位时间内喷出水的质量即可判断；根据动能定理得出水枪单位时间内做功，结合平均功率的定义式可求出高压水枪的喷水功率即可判断；根据动量定理列方程可求出煤层对水柱的作用力，结合牛顿第三定律即可求出水柱对煤层的平均冲击力即可判断；分析水枪受力情况结合平衡条件即可判断。
【解答】
A、水枪单位时间，即内喷出水的质量为，故A错误；
B、由动能定理知，水枪单位时间内做功转化为水柱的动能为：，故水枪的功率为：，故B正确；
C、研究单位时间内喷出的水，由动量定理：，解得：，根据牛顿第三定律知，水柱对煤层的平均冲击力大小为，故C错误；
D、水对高压水枪的作用力水平向左，则手对高压水枪的作用力有水平向右的分力，还有竖直向上的分力与重力平衡，所以手对高压水枪的作用力斜向右上方，故D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动量定理解决流体问题。
对与石球接触的水应用动量定理列式可得结果，难度不大。
【解答】
高压水流冲击到石球底部后，在竖直方向的速度变为零，以竖直向上为正方向，
对时间内与石球接触的水，根据动量定理得，
解得，故选A
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题利用生活中常见的水枪考查了动量定理的应用，要注意正确分析题意，能明确对单位时间内喷水量的研究是解题的关键，同时要注意动量定理的矢量性，列式时要注意正方向的规定。
对单位时间内出水量进行分析，根据动量定理列式即可求得水对人产生的压力大小。
【解答】
时间内从枪口喷出的水的质量
质量为的水在时间内与目标相互作用，由动量定理有：
以水流的方向为正方向，得
解得：
故D正确，ABC错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题属于动量定理解决流体问题，关键是选取时间内吹向人的空气为研究对象。
【解答】
将时间内吹向人的风看做一个整体，人体高度为，宽度为，时间内吹向人体的空气质量，这些风碰到人体后速度变为零，根据动量定理，，级大风风速代入，得约为，和选项接近，B正确。
故选B．
11.【答案】解：单位时间内喷出的水的体积为：，单位时间内喷嘴喷出的水的质量：；
由动量定理有：，可得水刀工作时对被切割物体的作用力为：，则水刀工作时对被切割物体的压强：。
【解析】本题考查了动量定理的应用，解题的关键是会表示单位时间内喷嘴喷出的水的质量及时间内喷出水的质量，熟练运用动量定理。
表示出单位时间内喷出的水的体积，根据质量等于密度乘以体积即可表示出单位时间内喷嘴喷出的水的质量；
根据动量定理求出水刀工作时对被切割物体的作用力，由压强的定义求出水刀工作时对被切割物体的压强。
12.【答案】解：设时间内从枪口喷出的水的体积为，则有：
所以单位时间内从枪口喷出的水的体积为：
水枪充满水可连续用的时间
时间内从枪口喷出的水的质量
质量为的水在时间内与目标相互作用，由动量定理有：
以水流的方向为正方向，得
解得：
可见要控制水枪的威力，关键是要控制枪口直径和出水速度．
答：水枪充满水可连续用多长时间为；
设水的密度为，水柱水平地打在竖直平面目标上后速度变为零，则水流对目标的冲击力是；要控制水枪的威力，关键是要控制枪口直径和出水速度．
【解析】根据出水速度可求得单位时间内的出水量，从而求出能喷水的时间；
对单位时间内出水量进行分析，根据动量定理列式即可求得水对人产生的压力大小公式，从而分析控制水枪威力的主要因素．
本题利用生活中常见的水枪考查了动量定理的应用，要注意正确分析题意，能明确对单位时间内喷水量的研究是解题的关键，同时要注意动量定理的矢量性，列式时要注意正方向的规定．
13.【答案】解：花盆下落高度，根据自由落体运动规律 解得
花盆与居民头顶碰撞的过程，选竖直向上为正方向，由动量定理得
由牛顿第三定律，头顶受到平均撞击力大小
设非常短时间内吹到广告牌上的空气质量为
对时间内吹到广告牌上的空气，由动量定理得
代入数据解得
由牛顿第三定律，广告牌受到的最大风力大小
【解析】根据自由落体运动规律求解砸在人头上的速度大小，由动量定理、牛顿第三定律求解头顶受到平均撞击力大小；
根据“管道模型”求解内吹到广告牌上的空气质量，由动量定理、牛顿第三定律求解该广告牌受到的最大风力。
本题主要是考查动量定理的基本应用，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
第1页，共1页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 水力采煤是用高压水枪喷出的水柱冲击煤层而使煤掉下，所用水枪的直径，水速为，水柱垂直射到煤层表面上，水的密度，冲击煤层后自由下落求水柱对煤层的平均冲力( )
A. B. C. D.
2. 高速水流切割是一种高科技工艺加工技术，为完成飞机制造中的高难度加工特制了一台高速水流切割机器人，该机器人的喷嘴横截面积为，喷嘴射出的水流速度为，水的密度为，设水流射到工件上后速度立即变为零。则该高速水流在工件上产生的压力大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为年北京冬奥会开幕式中国队入场时的照片假设礼仪小姐所举的中国“雪花”牌面积为，有速度大小恒为的风垂直“雪花”牌吹来，遇到牌后风速瞬间减为零已知空气密度为，礼仪小姐站立不动，则该“雪花”牌受到的风力大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示，小明把一只充了氢气的气球和质量为的小物块绑在一起，置于空中，然后打开气球的阀门，气球中氢气向下喷出，放手后物块和气球能在空中停留一段时间，在这段时间里不计空气阻力，氢气质量远小于物块质量，重力加速度为，假设氢气匀速向下喷出，不计浮力，不考虑气球体积变化的影响，喷口的面积为，气体的密度为，则氢气喷出的速率大小为
A. B. C. D.
5. 最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为，产生的推力约为，则它在时间内喷射的气体质量约为
A. B. C. D.
6. 年月，“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包，脚踩由个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞板”，仅用分钟就飞越了英吉利海峡公里的海面。已知扎帕塔及装备的总质量为，设发动机启动后将气流以的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔及装备悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出气体的质量为不考虑喷气对总质量的影响，取( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，设水柱直径为，水流速度大小为，方向水平向右。水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为，高压水枪的重力不可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是( )
A. 水枪单位时间内喷出水的质量为
B. 高压水枪的喷水功率为
C. 水柱对煤层的平均冲击力大小为
D. 为了使高压水枪保持静止状态，手对高压水枪的作用力方向为水平向左
8. 图甲为公园里有一水托石球的景观，高速喷出的水流将一质量为的石球悬停在空中。为方便计算，如图乙所示，假设高压水流从横截面积为的喷口持续竖直向上喷出，接触面可近似看成平板水流冲击到石球底部后，水在竖直方向的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力，已知水的密度为，重力加速度大小为。则高压水流的速度可表示为( )
A. B. C. D.
9. 玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，如图所示，枪口直径为，水的密度为，水平出射速度为，垂直击中竖直目标后以大小为的速度反向溅回，则水柱水平击中目标的平均冲击力大小为
A. B. C. D.
10. 部分风力等级对照表如下：
风级 名称 风速 陆地物象 海面物象 浪高
轻风 感觉有风 小波峰未破碎
和风 吹起尘土 小浪白沫波峰
强风 电线有声 大浪白沫离峰
大风 折毁树枝 浪长高有浪花
狂风 拔起树木 海浪翻滚咆哮
台风一级飓风 摧毁极大 海浪滔天
已知空气的密度为，假设空气垂直吹到静止的物体上时速度变为，则级大风吹在静止站立且面朝正对风向、身高约的人身上时，对人的推力的大小最接近的数值是( )
A. B. C. D.
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 水刀是一种高压水射流切割技术，通过加高水压，再经过线度小于毫米的喷嘴，形成速度为，截面积为的超声速射流。水刀切割精度高，没有热损伤，不产生有害物质。已知水的密度为，不考虑水流的反射，求：
单位时间内喷嘴喷出的水的质量；
水刀工作时对被切割物体的压强。
12. 如图所示，塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具，但是也有儿童眼睛被水枪击伤的报道，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题．水枪产生的水柱对目标的冲击力与枪口直径、出水速度等因素相关．设有一水枪，枪口直径为，出水速度为，储水箱的体积为．
水枪充满水可连续用多少时间？
设水的密度为，水柱水平地打在竖直平面目标上后速度变为零，则水柱对目标的冲击力是多大？你认为要控制水枪威力关键是控制哪些因素？不考虑重力、空气阻力等的影响，认为水柱到达目标的速度与出枪口时的速度相同．
13. 每年月至月，是浙江省台风多发的季节。每次在台风来临前，我们都要及时检查一下家里阳台窗台上的物品，加固广告牌，以防高空坠物事件发生，危害公共安全。
若质量为的花盆从高为的层居民楼的花架上无初速坠下，砸中身高为的居民头顶，假设撞击后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间，不计空气阻力，估算花盆对该居民的平均撞击力有多大？
某高层建筑顶部一广告牌的面积，台风最大风速为，已知空气密度，假设空气吹到广告牌上后速度瞬间减为零，则该广告牌受到的最大风力为多大？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
取时间内的水研究对象，注意水冲击到煤壁上时速度变为零；根据动量定理列式求解即可；
本题关键是研究对象的选择，能想到以某段时间内的水作为研究对象进行分析，然后根据动量定理列式求解即可；注意各物理量的矢量性。
【解答】
取时间内射到煤层的水为研究对象，设这部分水的质量为，以表示水柱的截面积，则，这部分水经时间，其水平方向的动量由变为零，设水受到煤层的反作用力为，并设方向为正方向，根据动量定理，有，故
根据牛顿第三定律，水柱对煤层的作用力大小为，故A正确。
故选A。
2.【答案】
【解析】解：单位时间内喷到工件上的水的体积为：
故质量为：
设水的初速度方向为正方向；则由动量定理可得：
得：，
根据牛顿第三定律，高速水流在工件上产生的压力大小为，方向沿水流的方向；
则B正确，ACD错误
故选：。
根据题意可明确单位时间内喷到工件上的水的质量，再由动量定理可求得高速射流在工件上产生的压力。
题考查动量定理的应用，要注意明确单位时间内喷到工件上的质量求解方法，注意动量定理中的方向性。
3.【答案】
【解析】
【分析】
选定时间内吹到“雪花”牌上的空气为研究对象，根据动量定理列式结合牛顿第三定律可得结果。
【解答】
设时间内吹到“雪花”牌上的空气质量为，
则有，
对时间内吹到“雪花”牌上的空气，
根据动量定理有，
解得，
根据牛顿第三定律，“雪花”牌受到的风力大小为，故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据动量定理结合平衡条件即可求解，注意时间内气球喷出气体的质量的表示方法。
本题关键是表示出时间内气球喷出气体的质量，根据动量定理列式求解。
【解答】
时间内气球喷出气体的质量
对于物块、气球组成的系统，由动量定理得：
解得
根据平衡条件有
解得，故A正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
以气体为研究对象，根据动量定理列方程求解时间内喷射的气体质量。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
【解答】
以气体为研究对象，设内喷出的气体质量为，根据动量定理可得：
其中
解得：，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
此题考查了动量定理、共点力平衡，关键能合适地选择研究对象，选择合适的规律进行求解。
【解答】
设出气体的速度为，在极短时间内，发动机喷出气体的质量为，当扎帕塔及装备悬浮在空中静止时，根据平衡条件可知，喷出气体的作用力大小等于扎帕塔及装备的总重力，根据牛顿第三定律可知，扎帕塔及装备受喷出气体的作用力大小也为，
取向下为正方向，对于时间喷出的气体，根据动量定理可知，
，解得：，即发动机每秒喷出气体的质量为，故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查动量定理的应用及平均功率、动能定理知识，正确选取研究对象是解题的关键。
直接计算出水枪单位时间内喷出水的质量即可判断；根据动能定理得出水枪单位时间内做功，结合平均功率的定义式可求出高压水枪的喷水功率即可判断；根据动量定理列方程可求出煤层对水柱的作用力，结合牛顿第三定律即可求出水柱对煤层的平均冲击力即可判断；分析水枪受力情况结合平衡条件即可判断。
【解答】
A、水枪单位时间，即内喷出水的质量为，故A错误；
B、由动能定理知，水枪单位时间内做功转化为水柱的动能为：，故水枪的功率为：，故B正确；
C、研究单位时间内喷出的水，由动量定理：，解得：，根据牛顿第三定律知，水柱对煤层的平均冲击力大小为，故C错误；
D、水对高压水枪的作用力水平向左，则手对高压水枪的作用力有水平向右的分力，还有竖直向上的分力与重力平衡，所以手对高压水枪的作用力斜向右上方，故D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动量定理解决流体问题。
对与石球接触的水应用动量定理列式可得结果，难度不大。
【解答】
高压水流冲击到石球底部后，在竖直方向的速度变为零，以竖直向上为正方向，
对时间内与石球接触的水，根据动量定理得，
解得，故选A
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题利用生活中常见的水枪考查了动量定理的应用，要注意正确分析题意，能明确对单位时间内喷水量的研究是解题的关键，同时要注意动量定理的矢量性，列式时要注意正方向的规定。
对单位时间内出水量进行分析，根据动量定理列式即可求得水对人产生的压力大小。
【解答】
时间内从枪口喷出的水的质量
质量为的水在时间内与目标相互作用，由动量定理有：
以水流的方向为正方向，得
解得：
故D正确，ABC错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题属于动量定理解决流体问题，关键是选取时间内吹向人的空气为研究对象。
【解答】
将时间内吹向人的风看做一个整体，人体高度为，宽度为，时间内吹向人体的空气质量，这些风碰到人体后速度变为零，根据动量定理，，级大风风速代入，得约为，和选项接近，B正确。
故选B．
11.【答案】解：单位时间内喷出的水的体积为：，单位时间内喷嘴喷出的水的质量：；
由动量定理有：，可得水刀工作时对被切割物体的作用力为：，则水刀工作时对被切割物体的压强：。
【解析】本题考查了动量定理的应用，解题的关键是会表示单位时间内喷嘴喷出的水的质量及时间内喷出水的质量，熟练运用动量定理。
表示出单位时间内喷出的水的体积，根据质量等于密度乘以体积即可表示出单位时间内喷嘴喷出的水的质量；
根据动量定理求出水刀工作时对被切割物体的作用力，由压强的定义求出水刀工作时对被切割物体的压强。
12.【答案】解：设时间内从枪口喷出的水的体积为，则有：
所以单位时间内从枪口喷出的水的体积为：
水枪充满水可连续用的时间
时间内从枪口喷出的水的质量
质量为的水在时间内与目标相互作用，由动量定理有：
以水流的方向为正方向，得
解得：
可见要控制水枪的威力，关键是要控制枪口直径和出水速度．
答：水枪充满水可连续用多长时间为；
设水的密度为，水柱水平地打在竖直平面目标上后速度变为零，则水流对目标的冲击力是；要控制水枪的威力，关键是要控制枪口直径和出水速度．
【解析】根据出水速度可求得单位时间内的出水量，从而求出能喷水的时间；
对单位时间内出水量进行分析，根据动量定理列式即可求得水对人产生的压力大小公式，从而分析控制水枪威力的主要因素．
本题利用生活中常见的水枪考查了动量定理的应用，要注意正确分析题意，能明确对单位时间内喷水量的研究是解题的关键，同时要注意动量定理的矢量性，列式时要注意正方向的规定．
13.【答案】解：花盆下落高度，根据自由落体运动规律 解得
花盆与居民头顶碰撞的过程，选竖直向上为正方向，由动量定理得
由牛顿第三定律，头顶受到平均撞击力大小
设非常短时间内吹到广告牌上的空气质量为
对时间内吹到广告牌上的空气，由动量定理得
代入数据解得
由牛顿第三定律，广告牌受到的最大风力大小
【解析】根据自由落体运动规律求解砸在人头上的速度大小，由动量定理、牛顿第三定律求解头顶受到平均撞击力大小；
根据“管道模型”求解内吹到广告牌上的空气质量，由动量定理、牛顿第三定律求解该广告牌受到的最大风力。
本题主要是考查动量定理的基本应用，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
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