(教用word)第1章 核心主题提升课(一)-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019)

主题一　动量定理及其应用 1．冲量的计算 (1)恒力的冲量：公式I＝FΔt适用于计算恒力的冲量。 (2)变力的冲量 ①通常利用动量定理I＝Δp求解。 ②可用图像法计算。在F­t图像中阴影部分(如图所示)的面积就表示力在时间Δt＝t2－t1内的冲量。 2．动量定理FΔt＝mv2－mv1的应用 (1)它说明的是力对时间的累积效应。应用动量定理解题时，只考虑物体的初、末状态的动量，而不必考虑中间的运动过程。 (2)应用动量定理求解的问题 ①求解曲线运动的动量变化量。 ②求变力的冲量问题及平均力问题。 ③求相互作用时间。 ④利用动量定理定性分析现象。 一个铁球，从静止状态由10 m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s，该铁球的质量为336 g，则： (1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？ (2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？ (3)泥潭对小球的平均作用力为多少？(结果均保留2位小数，取g＝10 m/s2) 解析：(1)小球自由下落10 m所用的时间是t1＝＝ s＝ s，重力的冲量IG＝mgt1＝0.336×10× N·s＝4.75 N·s，方向竖直向下。 (2)设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1＋t2)－Ft2＝0 泥潭对小球的冲量 I＝Ft2＝mg(t1＋t2)＝0.336×10×(＋0.4) N·s＝6.10 N·s，方向竖直向上。 (3)由I＝Ft2得F＝＝15.25 N，方向竖直向上。 答案：(1)4.75 N·s，方向竖直向下　(2)6.10 N·s，方向竖直向上　(3)15.25 N，方向竖直向上 2020年11月24日，中国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。嫦娥五号发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为(　　) A. 1.6×102 kg B. 1.6×103 kg C. 1.6×105 kg D. 1.6×106 kg B　解析：根据动量定理有FΔt＝Δmv－0，解得＝＝＝1.6×103 kg/s，所以选项B正确。 主题二　动量守恒定律中的临界问题 1．解决相互作用物体系统的临界问题时，应处理好下面两个方面的问题。 (1)寻找临界状态 看题设情境中是否有相互作用的两物体相距最近、恰好滑离、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态。 (2)挖掘临界条件 在与动量相关的临界问题中，临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系。 2．常见类型 (1)涉及弹簧类的临界问题 对于由弹簧组成的系统，在物体间发生相互作用的过程中，当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时，弹簧两端的两个物体的速度必然相等。 (2)涉及相互作用边界的临界问题 在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中，由于物体间弹力的作用，斜面在水平方向上将做加速运动，物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度，物体到达斜面顶端时，在竖直方向上的分速度等于0。 (3)子弹打木块类的临界问题：子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同，子弹位移为木块位移与木块厚度之和。 如图所示，甲车质量m1＝m，在车上有质量为M＝2m的人，甲车(连同车上的人)从足够长的固定斜坡上高h处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2＝2m的乙车正以v0的速度迎面滑来，已知h＝，为了使两车不发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件。不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看作质点。 解析：设甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1，由机械能守恒定律得(m1＋M)v＝(m1＋M)gh 得v1＝＝2v0 设人跳离甲车的水平速度(相对地面)为v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v′1和v′2，则 人跳离甲车时有(M＋m1)v1＝Mv＋m1v′1 即(2m＋m)v1＝2mv＋mv′1 人跳上乙车时有Mv－m2v0＝(M＋m2)v′2 即2mv－2mv0＝(2m＋2m)v′2 解得v′1＝6v0－2v v′2＝v－v0 两车不发生碰撞的临界条件是v′1＝±v′2 当v′1＝v′2时，解得v＝v0 当v′1＝－v′2时，解得v＝v0 故v的取值范围为v0≤v≤v0。 答案：v0≤v≤v0 如图所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，质量分别为mA、mB，A与B间的动摩擦因数为μ，质量为m的小球以水平速度v射向A，然后以的速度返回，重力加速度为g，求： (1)A与B相对静止时的速度； (2)木板B至少多长，A才不至