【高考突破方案】第六章第1讲　动量　动量定理 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

动量
动量　动量定理
　1.我国选手在东京奥运会体操男子自由操决赛中获得铜牌.体操运动员在落地时总要屈腿，这样做可以(　　)
A.减小地面对人的冲量 B.减小地面对人的撞击力
C.减小人的动量变化量 D.减小人的动能变化量
【解析】 B　体操运动员落地时屈腿可以延长地面对人撞击力的作用时间，取人落地时速度方向为正方向，根据动量定理得－Ft＋mgt＝0－mv，得F＝＋mg，当t增加时F减小，而冲量和动量、动能的变化量都不变，所以B正确.
　2.如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员(　　)
A.过程Ⅰ的动量变化量等于零
B.过程Ⅱ的动量变化量等于零
C.过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量
D.过程Ⅱ的动量变化量等于重力的冲量
【解析】 C　过程Ⅰ中动量变化量等于重力的冲量，即为mgt，不为零，故A错误，C正确；运动员入水前的速度不为零，末速度为零，过程Ⅱ的动量变化量不等于零，故B错误；过程Ⅱ的动量变化量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故D错误.
　3.一物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示，在t0和2t0时刻，物体的动能分别为Ek1、Ek2，动量分别为p1、p2，则(　　)
A.Ek2＝8Ek1，p2＝4p1 B.Ek2＝3Ek1，p2＝3p1
C.Ek2＝9Ek1，p2＝3p1 D.Ek2＝3Ek1，p2＝2p1
【解析】 C　根据动量定理得：0～t0内F0t0＝mv1，t0～2t0内2F0t0＝mv2－mv1，解得v1∶v2＝1∶3，由p＝mv得p2＝3p1，由Ek＝mv2得Ek1＝mv，Ek2＝mv，解得Ek2＝9Ek1.
　4.2021年6月23日，台风“蔷琵”在西北太平洋洋面上生成，其中心位于美国关岛西偏北的洋面上，中心附近最大风力有8级.某高层建筑顶部广告牌的的面积S＝50 m2，最大风速为20 m/s，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，空气密度ρ＝1.2 kg/m3，则该广告牌受到的最大风力约为(　　)
A.3.9×103 N B.2.4×104 N
C.1.0×104 N D.4.8×104 N
【解析】 B　设Δt时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：m＝ρSvΔt，对Δt时间内吹到广告牌上的空气，根据动量定理有：－FΔt＝0－mv＝0－ρSv2Δt，得F＝ρSv2，代入数据解得F＝2.4×104 N，根据牛顿第三定律，广告牌受到的最大风力约为2.4×104 N，故B正确，A、C、D错误.
　5.一宇宙飞船的横截面积为S，以v0的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，单位体积内有n颗尘埃，每颗尘埃的质量为m，若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在飞船上，不计其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力功率为(　　)
A.Snmv B.2Snmv
C.Snmv D.2Snmv
【解析】 C　时间Δt内粘在飞船上的尘埃质量为：M＝v0ΔtSnm，对粘在飞船上的尘埃，由动量定理得FΔt＝Mv0－0，解得飞船对这些尘埃的作用力为：F＝nmvS；根据牛顿第三定律及平衡条件，可知为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力F′＝F，牵引力的功率为P＝F′v0＝nmvS，故C正确，A、B、D错误.
　6.(多选)如图，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s，设球棒与垒球的作用时间为0.01 s.下列说法正确的是(　　)
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C.球棒对垒球做的功为238.5 J
D.球棒对垒球做的功为126 J
【解析】 AD　根据动量定理Ft＝mv2－mv1得F＝＝ N＝－1260 N，负号表示力的方向与初速度的方向相反，选项A正确，B错误；根据动能定理，球棒对垒球做的功W＝mv－mv＝×0.18×452 J－×0.18×252 J＝126 J，选项C错误，D正确.
　7.(多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示，则(　　)
A.t＝1 s时物块的速率为1 m/s
B.t＝2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C.t＝3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D.t＝4 s时物块的速度为零
【解析】 AB　由动量定理可得Ft＝mv，解得v＝，t＝1 s时物块的速率为v＝＝ m/s＝1 m/s，故A正确；t＝2 s时物块的动量大小p2＝F1t2＝2×2 kg·m/s＝4 kg·m/s，t＝3 s时物块的动量大小为p3＝(2×2－1×1) kg·m/s＝3 kg·m/s，t＝4 s 时物块的动量大小为p4＝(2×2－1×2) kg·m/s＝2 kg·m/s，所以t＝4 s时物块的速度为1 m/s，故B正确，C、D错误.
　8.在水平力F＝30 N的作用下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)
【解析】 (方法一)用动量定理解，分段处理，选物体为研究对象，对于撤去F前物体做匀加速运动的过程，受力情况如图甲所示，始态速度为零，终态速度为v，取水平力F的方向为正方向，根据动量定理有(F－μmg)t1＝mv－0.
对于撤去F后，物体做匀减速运动的过程，受力情况如图乙所示，始态速度为v，终态速度为零.
根据动量定理有－μmgt2＝0－mv.
以上两式联立解得t2＝12 s.
(方法二)用动量定理解，研究全过程.
选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程中的初、末状态物体的速度都等于零.
取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得
(F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0，解得t2＝12 s.