第六章 素养提升课(七)　-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

动量观点在高考中的应用 授课提示：对应学生用书第178页 　如图所示，静止在光滑水平面上的小车的质量M＝20 kg，从水枪中喷出的水柱的横截面积 S＝10 cm2，速度v＝10 m/s，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3。若水枪喷出的水沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中，则当质量m＝5 kg的水进入小车时，求： (1)小车的速度大小； (2)小车的加速度大小。 [解析]　(1)流进小车的水与小车组成的系统动量守恒，当进入质量为m的水后，设小车速度为v1，则有mv＝(m＋M)v1，代入数据可解得v1＝2 m/s。 (2)质量为m的水流进小车后，在极短的时间Δt内，冲击小车的水的质量Δm＝ρS(v－v1)Δt，设此时水对小车的冲击力大小为F，则小车对水的作用力大小也为F，由动量定理可得－FΔt＝Δmv1－Δmv，解得F＝ρS(v－v1)2＝64 N，小车的加速度a＝＝2.56 m/s2。 [答案]　(1)2 m/s　(2)2.56 m/s2 　如图所示，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等的距离静置在同一水平直轨道上。现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值，两次碰撞时间均极短，求B、C碰后瞬间共同速度的大小。 [解析]　设滑块的质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰撞后A的速度vA′＝v0，B的速度vB＝v0，由动量守恒定律得mvA＝mvA′＋mvB① 设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得 WA＝mv02－mvA2② 设B与C碰撞前B的速度为vB′，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得 WB＝mvB2－mvB′2③ 据题意可知WA＝WB④ 设B、C碰撞后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得 mvB′＝2mv⑤ 联立①②③④⑤式，代入数据得v＝v0。 [答案]　v0 1．对动量定理的考查以选择题为主，考查的物理情境相对简单，大多为直接考查，涉及的力大多为变力。近年高考的命题特点如下： (1)2021年全国乙卷T19通过多过程运动考查动量定理；2020年全国卷ⅠT14通过汽车碰撞考查了动量定理；多次考查流体冲量类模型，如2019年全国卷ⅠT16和2016年全国卷 Ⅰ T35；结合vt、Ft等图象考查动量定理，如2022年全国乙卷T20(Ft图象)。 (2)以生产、生活中的实际情境作为命题素材 考题示例 考查情境 2021年全国乙卷T19 冲量的计算 2020年全国卷ⅠT14 汽车碰撞 2019年全国卷ⅠT16 运载火箭喷气考查动量定理 2018年全国卷ⅡT15 结合高空坠物考查冲力的计算 2.动量守恒定律是高考必考内容，近几年的考查特点如下： (1)以碰撞、爆炸和反冲等为依托，单独考查动量守恒定律，有时候也会结合功能关系考查动量守恒定律。此类考查形式比较简单，以选择题为主，预计在2024年高考中此类试题仍会出现。 考题示例 考查情境 2021年全国乙卷T14 动量守恒的判断 2020年全国卷ⅡT21 冰上运动 (2)将碰撞、爆炸和反冲与动力学、功能关系等知识综合考查。此种考查形式相对复杂，物体运动的过程往往不单一，动量守恒只是在物体运动的某一个过程出现，此类问题一般难度较大，经常以压轴题的形式出现。 考题示例 考查情境 2022年全国乙卷T25 含弹簧的碰撞模型与vt图象结合的力学综合 2020年全国卷ⅢT15 碰撞与vt图象结合的力学综合问题 2019年全国卷ⅠT25 碰撞与斜面、图象结合的力学综合问题 2019年全国卷ⅢT25 动量守恒与弹簧结合的力学综合问题 2018年全国卷ⅠT24 以在空中爆炸的烟花弹为情境进行考查 2018年全国卷ⅡT24 以做匀变速直线运动的汽车发生碰撞为情境进行考查 1．(多选)(2021·全国乙卷)水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动。物体通过的路程等于s0时，速度的大小为v0，此时撤去F，物体继续滑行2s0的路程后停止运动。重力加速度大小为g，则(　　) A．在此过程中F所做的功为mv02 B．在此过程中F的冲量大小等于mv0 C．物体与桌面间的动摩擦因数等于 D．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍 解析：设物体运动过程中，滑动摩擦力大小为f，对全程应用动能定理，得Fs0－f×3s0＝0－0，可得F＝3f，选项D错误；对第一阶段应用动能定理，得(F－f)s0＝mv02－0，由于WF＝Fs0、F＝3f，故有WF＝mv02，选项A错误；对第一阶段应用动量定理，有(F－f)t1＝mv0－0，由于I