特色练 第07练 动量定理和动量守恒定律（Word练习）-【优化指导】2024高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材）

第7练　动量定理和动量守恒定律 [母题探源]——高考真题指明热点 1．(多选)(2022·湖南卷)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后，逐一打开引导伞、减速伞、主伞，最后启动反冲装置，实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况，将其运动简化为竖直方向的直线运动，其v-t图像如图所示。设该过程中，重力加速度不变，返回舱质量不变，下列说法正确的是(　　) A．在0～t1时间内，返回舱重力的功率随时间减小 B．在0～t1时间内，返回舱的加速度不变 C．在t1～t2时间内，返回舱的动量随时间减小 D．在t2～t3时间内，返回舱的机械能不变 AC　解析：重力的功率为P＝mgv，由题图可知在0～t1时间内，返回舱的速度随时间减小，故重力的功率随时间减小，A正确；据v-t图像的斜率表示加速度可知在0～t1时间内返回舱的加速度减小，B错误；在t1～t2时间内由图像可知返回舱的速度减小，故可知动量随时间减小，C正确；在t2～t3时间内，由图像可知返回舱的速度不变，则动能不变，但由于返回舱高度下降，重力势能减小，故机械能减小，D错误。 2．(多选)(2023·全国乙卷)一个质量为1 kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A．在x＝1 m时，拉力的功率为6 W B．在x＝4 m时，物体的动能为2 J C．从x＝0运动到x＝2 m，物体克服摩擦力做的功为8 J D．从x＝0运动到x＝4 m的过程中，物体的动量最大为2 kg·m/s BC　解析：由于拉力在水平方向，则拉力做的功为W＝Fx，可看出W-x图像的斜率代表拉力F，在物体运动的过程中根据动能定理有W－μmgx＝mv2，则x＝1 m时物体的速度为v1＝2 m/s，x＝1 m时，拉力为F＝＝6 N，则此时拉力的功率P＝Fv1＝12 W，x＝4 m时物体的动能为Ek＝2 J，A错误，B正确；从x＝0运动到x＝2 m，物体克服摩擦力做的功为Wf＝μmgx＝8 J，C正确；根据W-x图像可知在0～2 m的过程中F1＝6 N，2～4 m的过程中F2＝3 N，由于物体受到的摩擦力恒为f＝4 N，物体在x＝2 m处速度最大，且根据选项A、B分析可知此时的速度v2＝2 m/s，则从x＝ 0运动到x＝ 4 m的过程中，物体的动量最大为p＝mv＝2 kg·m/s，D错误。 3．(2022·湖南卷，节选)如图甲所示，质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的λ倍，且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度大小为g。 　 (1)求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比； (2)若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处，力F随高度y的变化如图乙所示，其中h0已知，求F0的大小。 答案：(1)　(2) 解析：(1)篮球下降过程中，根据牛顿第二定律有 mg－λmg＝ma下 设篮球与地面碰前速率为v下，根据匀变速直线运动公式有v＝2a下H 篮球反弹后上升过程中，根据牛顿第二定律有 mg＋λmg＝ma上 设篮球与地面碰后速率为v上，根据匀变速直线运动公式有v＝2a上h 篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比k＝ 联立解得k＝。 (2)若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，则篮球下落过程中根据动能定理有 mgh＋(h－h0)－λmgh＝mv下′2 篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处，则满足v下′＝v下 联立解得F0＝。 4．(2022·天津卷)冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示，运动员在水平冰面上将冰壶A推到M点放手，此时A的速度v0＝2 m/s，匀减速滑行x1＝16.8 m到达N点时，队友用毛刷开始擦A运动前方的冰面，使A与NP间冰面的动摩擦因数减小，A继续匀减速滑行x2＝3.5 m，与静止在P点的冰壶B发生正碰，碰后瞬间A、B的速度分别为vA＝0.05 m/s和vB＝0.55 m/s。已知A、B质量相同，A与MN间冰面的动摩擦因数μ1＝0.01，重力加速度g取10 m/s2，运动过程中两冰壶均视为质点，A、B碰撞时间极短。求冰壶A： (1)在N点的速度v1的大小； (2)与NP间冰面的动摩擦因数μ2。 答案：(1)0.8 m/s　(2)0.004 解析：(1)设冰壶质量为m，A受到冰面的支持力为N，由竖直方向受力平衡有N＝mg 设A在MN间受到的滑动摩擦力为f，则有f＝μ1N 设A在MN间的加速度大小为a，由牛顿第二定律