第6章 动量守恒定律 章末提升创新应用(6)-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版多选 新教材 新高考）

章末提升创新应用(六) 授课提示：对应学生用书第172页 新教材人教版选择性必修第一册第一章第2节STSE——汽车碰撞实验(节选部分内容，详细请查阅教材) 汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。 1998年6月18日，某国产轿车在清华大学汽车工程研究所进行的整车安全性碰撞试验取得成功，被誉为“中国轿车第一撞”。从此，我国汽车的整车安全性碰撞试验开始与国际接轨。 …… 试题链接1　汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开。在某次试验中，质量m1＝1 600 kg的试验车以速度v1＝36 km/h正面撞击固定试验台，经时间t1＝0.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开，则在本次试验中汽车受到试验台的冲量I0的大小和F0的大小分别为(忽略撞击过程中地面阻力的影响)(　　) A．I0＝5.76×104 N·s，F0＝1.6×105 N B．I0＝1.6×104 N·s，F0＝1.6×105 N C．I0＝1.6×105 N·s，F0＝1.6×105 N D．I0＝5.76×104 N·s，F0＝3.2×105 N 解析：由动量定理可知，汽车受到试验台的冲量大小等于汽车动量的改变量的大小I0＝m1v1－0＝1 600× N·s＝1.6×104 N·s，根据冲量的定义式I0＝F0t1，代入数据解得F0＝1.6×105 N，故B正确。 答案：B 高考链接2　(2018·全国Ⅱ卷)汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m。已知A和B的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103 kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g取10 m/s2。求： (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小； (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。 解析：(1)设B车的质量为mB，碰后加速度大小为aB，根据牛顿第二定律有 μmBg＝mBaB① 式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数。 设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB′，碰撞后滑行的距离为sB，由运动学公式有 vB′2＝2aBsB② 联立①②式并利用题给数据得 vB′＝3.0 m/s。③ (2)设A车的质量为mA，碰后加速度大小为aA，根据牛顿第二定律有 μmAg＝mAaA④ 设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA′，碰撞后滑行的距离为sA，由运动学公式有 vA′2＝2aAsA⑤ 设碰撞前瞬间A车速度的大小为vA。两车在碰撞过程中动量守恒，有 mAvA＝mAvA′＋mBvB′⑥ 联立③④⑤⑥式并利用题给数据得 vA＝4.25 m/s。 答案：(1)3.0 m/s　(2)4.25 m/s 天体运动是牛顿运动定律的延伸，以万有引力提供向心力为背景，考查圆周运动的基本规律及高中阶段与生活、科技、航空航天、卫星导航等结合紧密的知识点。 资料1　火箭发射 要使一个物体从静止开始运动，必须有力作用在物体上，并且作用一定时间T。要使火箭发射，就必须有冲量作用在火箭上。这种冲量是通过燃气的爆炸而产生的。 随着科技的不断发展，科学家们已经发明制造了各种型号的火箭，这些火箭内部构造互不相同而且都相当复杂。但是不管这些火箭内部构造有多复杂，其主要部分都可以归纳为壳体和燃料。壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。 发射火箭由地面控制中心倒计时数到零便下令第一级火箭发动机点火，加速飞行段由此开始了，经过几十秒钟，运载火箭开始按预定程序缓慢向预定方向转变，100多秒钟后，在70公里左右高度，第一级火箭发动机关机分离，第二级接着点火，继续加速飞行，这时火箭已飞出稠密大气层，可按程序抛掉卫星的整流罩。在火箭达到预定速度和高度时，第二级火箭发动机关机分离，至此加速飞行段结束。随后，运载火箭靠已获得的能量，在地球引力作用下，开始惯性飞行段，直到与预定轨道相切的位置为止。此时第三级火箭发动机点火，开始了最后加速段飞行，当加速到预定速度时第三级发动机关机，火箭的运载使命就全部完成了。 资料2　航天员太空行走 太空行走又称为出舱活动，是载人航天的一项关键技术，是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障。 帮助航天员怀特实现太空行走的是自足式手提机动喷射器。这个装置主要由两个氧气储罐和一个压力调节器组成，重3.