专题13 动量定理及应用-2023年高考冲刺物理热点知识讲练与题型归纳（全国通用）

专题13 动量定理及应用 [题型导航] 题型一 对动量和冲量的理解 1 题型二 动量定理的基本应用 4 题型三 动量定理在多过程问题中的应用 5 题型四 应用动量定理处理“流体模型”的冲击力问题 8 [考点分析] 题型一 对动量和冲量的理解 1．动量 (1)定义：运动物体的质量和速度的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示． (2)表达式：p＝mv. (3)单位：kg·m/s. (4)标矢性：动量是矢量，其方向和速度方向相同． 2．冲量 (1)定义：力F与力的作用时间t的乘积． (2)定义式：I＝Ft. (3)单位：N·s. (4)方向：恒力作用时，与力的方向相同． (5)物理意义：是一个过程量，表示力在时间上积累的作用效果． [例题1] （多选）如图所示，在t＝0时质量m＝1kg的小球自高h＝45m的平台上以v0＝10m/s的初速度水平抛出，运动t1＝1s后，突然受到大小恒为10N的水平向右的风力作用，最后落至水平地面，不计其他阻力，取g＝10m/s2。则以下说法正确的是（　　） A．小球从抛出至落地的过程中重力的平均功率为150W B．小球受到风力作用后，在落地前做匀变速曲线运动 C．落地瞬间小球速度方向与水平方向成53°角 D．从抛出至落地的过程中，水平力的冲量大小为20N•s [例题2] （多选）质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g＝10m/s2。则（　　） A．4s时物块的动能为零 B．6s时物块回到初始位置 C．3s时物块的动量为12kg•m/s D．0～6s时间内F对物块所做的功为40J [例题3] 一质量为1kg的物块，在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示，已知物块与地间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10m/s2，下列选项正确的是（　　） A．物体在3s末的动量大小12kg•m/s B．水平力F在前4s内的冲量大小为16N•s C．物体在5s末的速度大小为2m/s D．6s末动量大小为12kg•m/s [例题4] 某大雨天，小明同学想估算一下当时下雨的雨滴对伞面产生的平均撞击力。他于是去实验室借来一个圆柱形容器置于露天空地上，测得10分钟内容器中水位上升了30mm，不考虑当时风的影响，可认为雨滴以10m/s的速度竖直落向地面。现在假设雨滴撞击伞面后无反弹，已知雨水的密度为1×103kg/m3，伞面的面积约为0.8m2，请根据上述条件估算当时雨水对伞面的平均撞击力最接近（　　） A．0.05N B．0.08N C．0.4N D．5N [例题5] 如图甲，一质量为m的物块在t＝0时刻，以初速度v0从粗糙固定斜面底端向上滑行，斜面足够长、倾角为θ，物块速度随时间的图像如图乙所示，4t0时刻物块返回底端，重力加速度为g，说法正确的是（　　） A．物块在0～4t0的过程中动量变化量的大小为 B．物块在0～4t0的过程中重力的冲量为4mgt0sinθ C．物块在0～4t0的过程中克服摩擦力所做的功为 D．物块返回斜面底端时重力做功的瞬时功率为 [例题6] 如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从同一顶端下滑到底端C、D、E处，三个过程中重力的冲量依次为I1、I2、I3，动量变化量的大小依次为△p1、△p2、△p3，则下列说法不正确的是（　　） A．三个过程中，合力的冲量大小相等，动量的变化量大小相等 B．三个过程中，合力做的功相等，动能的变化量相等 C．I1＜I2＜I3，△p1＝△p2＝△p2 D．I1＜I2＜I3，△p1＜△p2＜△p3 题型二 动量定理的基本应用 1．动量定理 (1)内容：物体所受合外力的冲量等于物体的动量的变化量． (2)表达式： [例题7] 如图所示，质量相等的两个静止小球A和B，中间用轻质弹簧连接，A的上端用轻绳系在足够高的天花板上。现将轻绳剪断开始计时，直至A球速度为v1，B球速度为v2，且方向均向下，则该过程所用时间为（　　） A． B． C． D． [例题8] （多选）如图所示装置，装有细砂石的容器带有比较细的节流门，K是节流门的阀门，节流门正下方有可以称量细砂石质量的托盘秤。当托盘上已经有质量为m的细砂石时关闭阀门K，此时从管口到砂石堆顶端还有长为H的细砂石柱，设管口单位时间流出的细砂石的质量为m0，管口处细砂石的速度近似为零，关闭阀门K后，细砂石柱下落时砂石堆高度不变，重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．刚关闭阀门K时，托盘秤示数为mg B．细砂石柱下落过程中，托盘秤示数为m+m0 C．细砂石柱对砂石堆顶端的冲击力为m0 D．细砂石柱全部落完时