1.2 动量定理 同步讲解 -2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
2025-07-06
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内容正文:
1.2 动量定理
知识点目录
【知识点1】冲量的计算 1
【知识点2】动量定理的理解 6
【知识点3】动量定理的基本应用 12
学习目标
1.理解冲量的概念,知道冲量是矢量,会计算某力的冲量(重点)。
2.理解动量定理的含义及其表达式,会运用动量定理解决实际问题(重难点)。
3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重点)
知识点1
知识点
【知识点1】冲量的计算
1.冲量是过程量:冲量是力作用在物体上的时间累积效应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。
2.冲量是矢量:在力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
3.冲量和功的比较
①某个力在一段时间内做的功为零时,力的冲量不为零。
②一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等,方向一定相反;但它们所做的功大小不一定相等,符号也不一定相反。
4. 某个恒力冲量的大小等于该力与时间的乘积,与是否受到其他力无关,与物体的状态无关。某力冲量的方向与该力的方向相同。
5.变力的冲量
①利用公式I=FΔt求冲量:此公式适用于求恒力的冲量。
②利用F-t图像法。
如图甲、乙所示,该力在时间Δt内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部分的“面积”。
③如图丙所示,若力F是变力,但力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量。
④利用动量定理求解:I=Δp=p′-p。
典型例题
例1:
【例1】(2025春•青羊区校级期中)下列说法正确的是
A.一对相互作用力的总冲量一定为零
B.一对相互作用的摩擦力的总功一定为零
C.物体动量变化量为负,则物体动量大小在减小
D.力冲量的正负表示方向,力做功的正负表示大小
【答案】
【分析】根据冲量、功,动量变化量以及动量大小的特点进行分析解答。
【解答】解:.一对相互作用力的冲量总是大小相等、方向相反,故总冲量一定为零,故正确;
.一对相互作用的摩擦力作用在不同的物体上,位移关系不确定,则总功不一定为零,故错误;
.物体动量变化量为负,只是说明方向与规定正方向相反,不能说明物体动量大小在减小,故错误;
.力冲量的正负表示方向,力做功的正负表示力的性质是动力还是阻力,故错误。
故选:。
【例2】(2025春•石家庄期中)小球在绳子拉力和重力作用下在水平面内做匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为,下列说法正确的是
A.小球运动过程中,动量不变
B.小球转半个圆周的过程中,重力对小球做功和冲量都为零
C.小球转半个圆周的过程中,绳子拉力对小球做功和冲量都为零
D.若角变大,小球依然做匀速圆周运动,则小球与原来相比动量变化变快
【答案】
【分析】小球所受的重力和拉力的合力提供向心力;结合向心力公式可求小球的线速度,然后根据冲量的定义判断。
【解答】解:、动量是矢量,小球运动的过程中动量的方向不断变化,故错误;
、小球转半个圆周的过程中,重力对小球做功为零,但动量方向相反,所以冲量不是零,故错误;
、小球转半个圆周的过程中,绳子拉力对小球做功为零,根据可知绳子的拉力的冲量不为零,故错误;
、小球所受的重力和拉力两个力作用,重力和拉力的合力提供向心力,如图
设绳子的长度为,则由数学知识小球做匀速圆周运动的半径
小球所受合力提供向心力
联立解得
可知增大,则小球的线速度增大,小球依然做匀速圆周运动,则小球与原来相比速度变化变快,小球与原来相比动量变化变快。故正确。
故选:。
【例3】(2025•射阳县校级三模)将小球竖直向上抛出,小球从抛出到落回原处的过程中,若所受空气阻力大小与速度大小成正比,则下列说法正确的是
A.上升和下降过程重力做功相同
B.上升和下降过程阻力做功相同
C.上升和下降过程阻力冲量大小相等
D.上升和下降过程重力冲量大小相等
【答案】
【分析】、画出与图像,根据图像分析冲量;
、根据重力的方向和做功的正负分析;
、上升过程和下降过程位移相同,小球所受合力不同,加速度不同,速率不同,故所用时间不同。
【解答】解:小球运动的图像如图所示,由于上升和下降过程位移大小相等,图中两阴影面积相等,因为,则与图像类似,两阴影面积也相等,与横轴围成的面积表示阻力的冲量,则上升和下降过程中阻力的冲量大小也相等,故正确;
上升和下降过程中重力不变,下降所用的时间更长,则下降过程重力的冲量更大,故错误;
上升和下降过程位移大小相等,方向不同,重力方向向下保持不变,则重力做功不同,故错误;
上升过程和下降过程,阻力均做负功,位移大小相等,但是下降过程的平均速率更小,对应的平均阻力也更小,则上升和下降过程阻力做功不同,故错误。
故选:。
【例4】(2025•龙岗区校级模拟)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是
A.在最高点,乘客重力大于座椅对他的作用力
B.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
【答案】
【分析】、乘客在最高点受到向下的向心力,加速度竖直向下,处于失重状态;
、乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能不变,重力势能不断变化;
、根据冲量的表达式分析乘客重力的冲量;
、根据瞬时功率计算式计算重力的瞬时功率。
【解答】解:在最高点,乘客的加速度竖直向下,合力向下,根据牛顿第二定律可知,重力大于座椅对他的支持力,故正确;
摩天轮转动过程中,乘客的动能不变,重力势能变化,机械能不断变化,故错误;
摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量等于重力与圆周运动周期的乘积,不等于零,故错误;
摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率等于重力与竖直速度的乘积,竖直速度不断变化,所以重力的瞬时功率不断变化,故错误。
故选:。
【例5】(2025•全国模拟)荡秋千是中华大地上很多民族共有的游艺竞技项目,据现有文献记载,它源自先秦。如图所示,某同学正在表演荡秋千,她站在秋千上并保持姿势不变,可视为质点处理,空气阻力、绳和踏板的质量忽略不计。则当她由最高点向最低点摆动过程中
A.在最高点时,该同学的速度为零,处于平衡状态
B.绳的拉力始终与运动方向垂直,所以绳的拉力的冲量为零
C.在最低点时,该同学处于超重状态
D.该同学所受重力的功率一直增大
【答案】
【分析】、该同学在最高点时,所受合力不为0;
、冲量是指力的时间累积效应的量度,指的是这个力与其作用时间的乘积。
、在最低点时,受到向上的向心力;
、分析在最高点和最低点时重力的功率,因此判断。
【解答】解:、在最高点时,该同学的速度力零,但是合力沿切线方向,不为零,故错误;
、绳子的拉力虽然始终与运动方向垂直,但根据冲量的定义可知,绳子拉力的冲量不为零,故错误;
、在最低点时,合力向上,支持力大于重力,处于超重状态,故正确;
、在最高点时,速度加0,重力的功率为0,在最低点,重力与速度方向毒直,功率为0,根据可知,该过程中,重力的功率先增大后减小,故错误。
故选:。
知识点2
知识点
【知识点2】动量定理的理解
1.对动量定理的理解
①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
②动量定理的表达式FΔt=mv′-mv是矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向。
③公式中的F是物体所受的合外力,若合外力是变化的力,则F应理解为合外力在作用时间内的平均值。
④动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,而且对微观粒子的高速运动同样适用。
2.动量定理、动能定理的区别
①动量定理指出力在时间上的积累改变了物体的动量,动能定理指出力在空间上的积累改变了物体的动能。
②动量定理是矢量式,动能定理是标量式
典型例题
例1:
【例6】(2025春•德阳校级期末)一质量为的同学从下蹲状态竖直向上跳起,经△,以大小的速度离开地面,取重力加速度。则在这△时间内
A.运动员所受重力的冲量大小为0
B.地面对运动员的冲量大小为
C.离开地面时的动量大小为
D.地面对运动员做的功为0
【答案】
【分析】根据冲量公式可得重力的冲量;已知初末速度,则由动量定理可求得地面对人的冲量;由功的公式可确定地面对人是否做功。
【解答】解:.质量为的同学,重力加速度,重力的冲量为△,故错误;
.由动量定理,以竖直向上为正方向,地面对人的冲量△,故错误;
.离开地面时动量,故错误;
.地面对运动员做的功为0,因为支持力作用点的位移等于0,故正确。
故选:。
【例7】(多选)(2025•晋中模拟)研究运动员竖直跳跃时,脚下的传感器记录了运动员与传感器间作用力的大小随时间的变化。如图所示,时运动员开始起跳,时恰好静止于传感器上。将运动员视为质点,不考虑空气阻力,取,下列说法正确的是
A.刚离开传感器时,运动员的速度大小为
B.起跳过程中,传感器对运动员的冲量为
C.,传感器对运动员平均作用力的大小约为
D.与,运动员所受合力的冲量不同
【答案】
【分析】、时间段内,运动员在空中做竖直上抛运动,加速度为重力加速度,根据运动时间求解初速度;
、根据冲量等于动量变化量分析。
【解答】解:、时间段内,运动员在空中做竖直上抛运动,初速度,故正确;
、时间段内是起跳过程,以向下为正方向,,解得,故错误;
、时间段内,以向下为正方向,,解得,故正确;
、与两段时间内,运动员的动量变化量相等,故错误。
故选:。
【例8】(2025•西城区二模)如图所示,长为的细绳上端悬于点,下端拴一个质量为的小球。小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是
A.细绳的拉力大小等于
B.小球的向心加速度等于
C.小球转动一周,绳拉力的冲量等于0
D.小球转动一周,重力的冲量等于
【答案】
【分析】对小球进行受力分析求解;根据牛顿第二定律列式求解;由动量定理求解拉力和重力的冲量大小。
【解答】解:、对小球进行受力分析,小球受重力和细绳的拉力。将拉力沿竖直方向和水平方向分解,竖直方向上
则
故错误;
、水平方向上,根据牛顿第二定律
把
代入可得
故错误;
、小球转动一周的时间
又
可得
拉力的冲量
故错误;
、由选项所得结果可有,重力的冲量
故正确。
故选:。
【例9】(2025•盐都区校级三模)如图所示,质量为的物体静止在光滑的水平面上,时,在物体上施加一水平方向的恒力,经时间,物体的动量为、动能为,下列说法正确的是
A.若仅将恒力加倍,则物体的动能的变为
B.若仅将作用时间加倍,则物体的动量变为
C.若仅将作用时间加倍,则物体的动能变为
D.若仅将物体的质量加倍,则物体的动量变为
【答案】
【分析】题目给出物体在恒力作用下动量和动能的变化情况。解题关键在于理解动量与力的作用时间成正比,而动能与力的平方和作用时间的平方成正比。分析选项时需注意动量定理和动能表达式的区别,动量的变化直接由力和时间决定,动能的变化则与力和时间的平方相关。质量的变化会影响动能但不改变动量。
【解答】解:.规定向右为正方向,根据动量定理有,动能:,联立解得:,故若仅将恒力加倍,则物体的动能的变为,故错误;
.以上分析可知动量,若仅将作用时间加倍,则物体的动量变为,故正确;
.若仅将作用时间加倍,则物体的动能的变为,故错误;
.若仅将物体的质量加倍,动量不变,故错误。
故选:。
【例10】(2025•泗阳县校级模拟)操场上两同学练习排球,在空中同一水平直线上、两点处分别把1、2相同的两球同时击出,做平抛运动,做斜抛运动,两球的运动轨迹在同一竖直平面内,如图,轨迹交于点,是连线中垂线上一点,球1的初速度为,球2的初速度为,不考虑排球的旋转,不计空气阻力,两球从抛出到点的过程中
A.单位时间内,1球速度的变化大于2球速度的变化
B.两球在点相遇
C.2球在最高点的速度小于
D.1球动量的变化大于2球动量的变化
【答案】
【分析】两球均做加速度为的匀变速曲线运动,据此分析单位时间内两球速度的变化大小;根据平抛运动、斜上抛运动规律列出方程,据此分析解答;根据动量定理分析两球动量的变化大小。
【解答】解:.由于两球的加速度均为重力加速度,所以单位时间内,1球速度的变化等于2球速度的变化,故错误;
.对1球,1球做平抛运动,则
对2球,2球做斜上抛运动,则
由此可知
所以1球先经过点,两球不会在点相遇,2球在最高点的速度小于,故错误,正确;
.对小球,取向下为正方向,根据动量定理得:
△
由于,所以1球动量的变化小于2球动量的变化,故错误。
故选:。
知识点3
知识点
【知识点3】动量定理的基本应用
1.用动量定理解释生活中的现象
①Δp一定,Δt短则F大,Δt长则F小;
②F一定,Δt短则Δp小,Δt长则Δp大;
③Δt一定,F大则Δp大,F小则Δp小。
2. 动量定理的定量计算
①动量定理是矢量式,应用时必须选取正方向。
②动量定理公式中I(F·Δt)应为合外力的冲量,不要漏掉某个力的冲量。
③应用动量定理定量计算的一般步骤:
典型例题
例1:
【例11】(2025春•成都期末)某水刀切割机床如图所示,若横截面直径为的圆柱形水流垂直射到竖直钢板上,水的速度大小由减为0,已知水的密度为。则钢板受到水的平均冲击力大小为
A. B. C. D.
【答案】
【分析】结合题意,根据动量定理、质量与密度的关系分别列式,结合牛顿第三定律,即可分析判断正误。
【解答】解:设水受到的钢板的平均冲力大小为,以该力的方向为正方向
以水为研究对象,根据动量定理可知:△
其中:
联立可得:
则由牛顿第三定律可知,钢板受到水的平均冲力大小为,故正确,错误;
故选:。
【例12】(2025•福建模拟)老式水龙头水流快、水量大、容易四处飞溅,可加装起泡器,让流出的水和空气充分混合后减缓流速,既避免水流飞溅,又减少用水量。某水龙头打开后,水流以大小为的速度垂直冲击水槽表面,约有四处飞溅,溅起时垂直水槽装面的速度大小约为,其余的水流减速为0。加装起泡器后,单位时间内流出的水量和水流冲击水槽表面的速度均变为原来的,且飞溅现象可忽略,则加装起泡器后水流对水槽的冲击力约为原来的
A. B. C. D.
【答案】
【分析】极短时间△内与水槽表面作用的水流为研究对象,根据动量定理列方程计算即可。
【解答】解:设加装起泡器前单位时间内流出的水流的质量为,取极短时间△内与水槽表面作用的水流为研究对象,此时水流重力的冲量可以忽略不计,则加装起泡器前,规定向下的方向为正方向,由动量定理:,解得水槽对水流的作用力大小,由牛顿第三定律知,水流对水槽的冲击力大小;加装起泡器后,由动量定理,解得水槽对水流的作用力大小,由牛顿第三定律知,水流对水槽的冲击力大小,故正确,错误。
故选:。
【例13】(2025•开福区校级三模)某水流造景设施的截面如图所示,水平喷水口横截面积为、喷水的流速恒定为,从喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面上的处,速度瞬间变为零,之后沿斜面流下。已知水的密度为,重力加速度为,不计空气阻力,则
A.水流单位时间撞到处的体积
B.水流在处的速度
C.水流对处的冲击力
D.空中水的质量
【答案】
【分析】根据流量公式计算;根据速度合成法则计算;根据动量定理计算;根据流量和水柱在空中的运动时间计算。
【解答】解:.设水从水平喷水口喷水到撞到处的时间为,这段时间水的体积为
故水流单位时间撞到处的体积为
,故错误;
.因水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面上的处,根据速度的分解与合成有
解得水流在处的速度
,故错误;
.由题知,水柱撞到处速度瞬间变为零,设碰撞时间为△,在△时间内与斜面发生相互作用的水柱的质量为
△△
规定水柱和斜面发生相互作用前的速度方向为正方向,根据动量定理得
△
解得斜面对水流的冲击力为
根据牛顿第三定律可知,水流对处的冲击力为,故错误;
.因水流在处的速度,则此时竖直方向的速度为
则水流从到处的时间为
故空中水的质量
解得
故正确。
故选:。
【例14】(2025春•和平区校级期中)如图,2024年珠海航展上,我国女飞行员驾驶直20悬停在空中。已知直20的质量为,螺旋桨旋转形成的圆面积为,空气密度为,重力加速度大小为。则直20悬停时,螺旋桨向下推动空气,空气获得的速度为
A. B. C. D.
【答案】
【分析】根据平衡条件,结合动量定理分析求解。
【解答】解:直20悬停时,螺旋桨向下推动空气获得升力,根据平衡条件有
设△时间内空气的质量为:△△
以向下为正方向,对向下推动的空气由动量定理,有△△△
且根据牛顿第三定律:
联立解得空气获得的速度为:
故正确,错误。
故选:。
【例15】(2025•海宁市校级模拟)如图甲,某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风,圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定,吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开,简化图如图乙。当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时,电子秤示数与放上一质量为的砝码时一致,出风口半径为,空气密度为,重力加速度大小为。下列说法正确的是
A.使用出风口面积越大的电吹风,电子秤示数一定也越大
B.设出风口的风速为,则单位时间内出风口吹出气体的质量为
C.电吹风出风口的风速为
D.电吹风吹风的平均功率为
【答案】
【分析】根据功率的公式计算;利用可得△时间内吹出气体的质量,则可得单位时间内吹出气体的质量,利用动量定理可得电子秤对气体的作用力的大小,由题意可知,则可得气体速度大小。
【解答】解:、当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时,功率相同,对于△时间内吹出的风,有
与托盘作用过程,根据动量定理有△△
解得
使用出风口面积越大的电吹风,电子秤示数不变,故错误;
、单位时间内出风口吹出气体的质量 △,故错误;
、根据题意可知,风与托盘间的相互作用力大小,根据动量定理△△△△
解得
故正确;
、根据,有,解得,故错误。
故选:。
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$$
1.2 动量定理
知识点目录
【知识点1】冲量的计算 1
【知识点2】动量定理的理解 4
【知识点3】动量定理的基本应用 6
学习目标
1.理解冲量的概念,知道冲量是矢量,会计算某力的冲量(重点)。
2.理解动量定理的含义及其表达式,会运用动量定理解决实际问题(重难点)。
3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重点)
知识点1
知识点
【知识点1】冲量的计算
1.冲量是过程量:冲量是力作用在物体上的时间累积效应,取决于力和时间这两个因素,所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。
2.冲量是矢量:在力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同,如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
3.冲量和功的比较
①某个力在一段时间内做的功为零时,力的冲量不为零。
②一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等,方向一定相反;但它们所做的功大小不一定相等,符号也不一定相反。
4. 某个恒力冲量的大小等于该力与时间的乘积,与是否受到其他力无关,与物体的状态无关。某力冲量的方向与该力的方向相同。
5.变力的冲量
①利用公式I=FΔt求冲量:此公式适用于求恒力的冲量。
②利用F-t图像法。
如图甲、乙所示,该力在时间Δt内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部分的“面积”。
③如图丙所示,若力F是变力,但力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量。
④利用动量定理求解:I=Δp=p′-p。
典型例题
例1:
【例1】(2025春•青羊区校级期中)下列说法正确的是
A.一对相互作用力的总冲量一定为零
B.一对相互作用的摩擦力的总功一定为零
C.物体动量变化量为负,则物体动量大小在减小
D.力冲量的正负表示方向,力做功的正负表示大小
【例2】(2025春•石家庄期中)小球在绳子拉力和重力作用下在水平面内做匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为,下列说法正确的是
A.小球运动过程中,动量不变
B.小球转半个圆周的过程中,重力对小球做功和冲量都为零
C.小球转半个圆周的过程中,绳子拉力对小球做功和冲量都为零
D.若角变大,小球依然做匀速圆周运动,则小球与原来相比动量变化变快
【例3】(2025•射阳县校级三模)将小球竖直向上抛出,小球从抛出到落回原处的过程中,若所受空气阻力大小与速度大小成正比,则下列说法正确的是
A.上升和下降过程重力做功相同
B.上升和下降过程阻力做功相同
C.上升和下降过程阻力冲量大小相等
D.上升和下降过程重力冲量大小相等
【例4】(2025•龙岗区校级模拟)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是
A.在最高点,乘客重力大于座椅对他的作用力
B.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
【例5】(2025•全国模拟)荡秋千是中华大地上很多民族共有的游艺竞技项目,据现有文献记载,它源自先秦。如图所示,某同学正在表演荡秋千,她站在秋千上并保持姿势不变,可视为质点处理,空气阻力、绳和踏板的质量忽略不计。则当她由最高点向最低点摆动过程中
A.在最高点时,该同学的速度为零,处于平衡状态
B.绳的拉力始终与运动方向垂直,所以绳的拉力的冲量为零
C.在最低点时,该同学处于超重状态
D.该同学所受重力的功率一直增大
知识点2
知识点
【知识点2】动量定理的理解
1.对动量定理的理解
①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
②动量定理的表达式FΔt=mv′-mv是矢量式,运用动量定理解题时,要注意规定正方向。
③公式中的F是物体所受的合外力,若合外力是变化的力,则F应理解为合外力在作用时间内的平均值。
④动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动,而且对微观粒子的高速运动同样适用。
2.动量定理、动能定理的区别
①动量定理指出力在时间上的积累改变了物体的动量,动能定理指出力在空间上的积累改变了物体的动能。
②动量定理是矢量式,动能定理是标量式
典型例题
例1:
【例6】(2025春•德阳校级期末)一质量为的同学从下蹲状态竖直向上跳起,经△,以大小的速度离开地面,取重力加速度。则在这△时间内
A.运动员所受重力的冲量大小为0
B.地面对运动员的冲量大小为
C.离开地面时的动量大小为
D.地面对运动员做的功为0
【例7】(多选)(2025•晋中模拟)研究运动员竖直跳跃时,脚下的传感器记录了运动员与传感器间作用力的大小随时间的变化。如图所示,时运动员开始起跳,时恰好静止于传感器上。将运动员视为质点,不考虑空气阻力,取,下列说法正确的是
A.刚离开传感器时,运动员的速度大小为
B.起跳过程中,传感器对运动员的冲量为
C.,传感器对运动员平均作用力的大小约为
D.与,运动员所受合力的冲量不同
【例8】(2025•西城区二模)如图所示,长为的细绳上端悬于点,下端拴一个质量为的小球。小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是
A.细绳的拉力大小等于
B.小球的向心加速度等于
C.小球转动一周,绳拉力的冲量等于0
D.小球转动一周,重力的冲量等于
【例9】(2025•盐都区校级三模)如图所示,质量为的物体静止在光滑的水平面上,时,在物体上施加一水平方向的恒力,经时间,物体的动量为、动能为,下列说法正确的是
A.若仅将恒力加倍,则物体的动能的变为
B.若仅将作用时间加倍,则物体的动量变为
C.若仅将作用时间加倍,则物体的动能变为
D.若仅将物体的质量加倍,则物体的动量变为
【例10】(2025•泗阳县校级模拟)操场上两同学练习排球,在空中同一水平直线上、两点处分别把1、2相同的两球同时击出,做平抛运动,做斜抛运动,两球的运动轨迹在同一竖直平面内,如图,轨迹交于点,是连线中垂线上一点,球1的初速度为,球2的初速度为,不考虑排球的旋转,不计空气阻力,两球从抛出到点的过程中
A.单位时间内,1球速度的变化大于2球速度的变化
B.两球在点相遇
C.2球在最高点的速度小于
D.1球动量的变化大于2球动量的变化
知识点3
知识点
【知识点3】动量定理的基本应用
1.用动量定理解释生活中的现象
①Δp一定,Δt短则F大,Δt长则F小;
②F一定,Δt短则Δp小,Δt长则Δp大;
③Δt一定,F大则Δp大,F小则Δp小。
2. 动量定理的定量计算
①动量定理是矢量式,应用时必须选取正方向。
②动量定理公式中I(F·Δt)应为合外力的冲量,不要漏掉某个力的冲量。
③应用动量定理定量计算的一般步骤:
典型例题
例1:
【例11】(2025春•成都期末)某水刀切割机床如图所示,若横截面直径为的圆柱形水流垂直射到竖直钢板上,水的速度大小由减为0,已知水的密度为。则钢板受到水的平均冲击力大小为
A. B. C. D.
【例12】(2025•福建模拟)老式水龙头水流快、水量大、容易四处飞溅,可加装起泡器,让流出的水和空气充分混合后减缓流速,既避免水流飞溅,又减少用水量。某水龙头打开后,水流以大小为的速度垂直冲击水槽表面,约有四处飞溅,溅起时垂直水槽装面的速度大小约为,其余的水流减速为0。加装起泡器后,单位时间内流出的水量和水流冲击水槽表面的速度均变为原来的,且飞溅现象可忽略,则加装起泡器后水流对水槽的冲击力约为原来的
A. B. C. D.
【例13】(2025•开福区校级三模)某水流造景设施的截面如图所示,水平喷水口横截面积为、喷水的流速恒定为,从喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面上的处,速度瞬间变为零,之后沿斜面流下。已知水的密度为,重力加速度为,不计空气阻力,则
A.水流单位时间撞到处的体积
B.水流在处的速度
C.水流对处的冲击力
D.空中水的质量
【例14】(2025春•和平区校级期中)如图,2024年珠海航展上,我国女飞行员驾驶直20悬停在空中。已知直20的质量为,螺旋桨旋转形成的圆面积为,空气密度为,重力加速度大小为。则直20悬停时,螺旋桨向下推动空气,空气获得的速度为
A. B. C. D.
【例15】(2025•海宁市校级模拟)如图甲,某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风,圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定,吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开,简化图如图乙。当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时,电子秤示数与放上一质量为的砝码时一致,出风口半径为,空气密度为,重力加速度大小为。下列说法正确的是
A.使用出风口面积越大的电吹风,电子秤示数一定也越大
B.设出风口的风速为,则单位时间内出风口吹出气体的质量为
C.电吹风出风口的风速为
D.电吹风吹风的平均功率为
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