训练19 动量定理的理解及应用--2022-2023学年高中物理下学期期末重难点模型强化讲解训练（人教版2019选择性必修第一册）

训练19 动量定理的理解及应用 1．对动量定理的理解 (1)Ft＝p′－p是矢量式，两边不仅大小相等，而且方向相同．式中Ft是物体所受的合外力的冲量． (2)Ft＝p′－p除表明两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因． (3)由Ft＝p′－p，得F＝＝，即物体所受的合外力等于物体动量的变化率． (4)当物体运动包含多个不同过程时，可分段应用动量定理求解，也可以全过程应用动量定理． 2．解题基本思路 (1)确定研究对象． (2)对物体进行受力分析．可先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和——合力的冲量；或先求合力，再求其冲量． (3)抓住过程的初、末状态，选好正方向，确定各动量和冲量的正负号． (4)根据动量定理列方程，如有必要还需要补充其他方程，最后代入数据求解． 3．应用动量定理解释的两类物理现象： (1)当物体的动量变化量一定时，力的作用时间Δt越短，力F就越大，力的作用时间Δt越长，力F就越小，如玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在沙地上不易碎． (2)当作用力F一定时，力的作用时间Δt越长，动量变化量Δp越大，力的作用时间Δt越短，动量变化量Δp越小． 一、单选题 1．（2023秋·山西·高一统考期末）型火箭炮是我国当前最先进的一款远程火箭炮。使用的火箭弹时，射程超过。火箭炮发射时，质量为的火箭弹在炮筒内经极短的时间可获得速度，则火箭炮对火箭弹提供的动力约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设火箭炮对火箭弹提供的动力为F，根据题意，火箭炮对火箭弹提供的动力在时间内的冲量远大于火箭弹自身重力在时间内的冲量，故可忽略，由动量定理可得 解的，故C正确。 故选C。 2．（2023春·辽宁抚顺·高一校联考期中）中国东海是超级台风（超过16级）的高发地，这种台风的中心风速可达到50m/s。某栋大楼高约100m、宽约20m。空气密度约为1.3kg/m3，若50m/s的台风垂直吹到这栋大楼后速度减为0，则大楼受到的风力大小约为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设经过时间内，有的空气垂直吹到这栋大楼后速度减为0，根据动量定理可得 又，联立可得 根据牛顿第三定律可知，大楼受到的风力大小约为。 故选C。 3．（2023春·湖北·高一武汉外国语学校（武汉实验外国语学校）校联考阶段练习）如图所示，质量为M的直武装直升机旋翼有4片桨叶，桨叶旋转形成的圆面面积为S。已知空气密度为，重力加速度大小为g。当直升机悬停空中时，发动机输出的机械功率为，桨叶旋转推动空气，空气获得的速度为，则单位时间内桨叶旋转推动空气的质量可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．设在时间内通过面积S的空气质量为，则 解得，故AB错误； CD．发动机输出的机械功率 对空气根据动量定理有 对直升机根据平衡知识 考虑 联立解得，故C错误，D正确。 故选D。 4．（2023春·辽宁大连·高一育明高中校考期中）使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用。如图所示，若水柱截面积为S，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为，则水对钢板的冲力为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】取时间内的水研究对象，设时间内有体积为V的水打在钢板上，则这些水的质量为 以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有 即 由牛顿第三定律可以知道，水对钢板的冲击力大小也为 故选B。 5．（2022春·黑龙江大庆·高一大庆实验中学期末）作为先进的大都市，上海拥有许多非常高的建筑物，这些大楼不仅设计先进，还安装了风阻尼器。已知风阻尼器的截面积S=10m2，风速为20m/s，空气密度ρ=1.2kg/m3，风垂直吹向阻尼器且遇到风阻尼器后速度立即减为零，则风对风阻尼器产生的作用力大小约为（　　） A．4800N B．2400N C．240N D．1200N 【答案】A 【详解】设时间内吹到风阻尼器上的空气质量为，则 设阻尼器对空气的作用力大小为F，对时间内吹到阻尼器上的空气，选风的速度方向为正方向，根据动量定理有 解得 根据牛顿第三定律，风对风阻尼器产生的作用力大小约为 故选A。 6．（2022春·北京·高一北京四中校考期末）高空坠物很危险。一块质量为0.1kg的橡皮泥被团成小球状，从20m高的楼上掉下，落在坚硬的水泥地上，被成薄片状。若橡皮泥与地面的作用时间约0.01s，，则地面受到的平均冲力最接近（　　） A．2N B．20N C．200N D．2000N 【答案】C 【详解】橡皮泥在20m内做自由落体运动，由可得，橡皮泥接触地面时的速度为 取向上为正，则由动量定理可得 解得地面的支持力大小，由牛顿第三定律可知