第7章 微练23 动量和动量定理(作业课件) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

微练23 动量和动量定理 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1.(2025·唐山模拟)质量为0.5 kg的金属小球，从距地面3.2 m的高处以6 m/s的速度水平抛出，g取10 m/s2，则小球落地的运动过程中( ) A.小球的初动量大小16 kg·m/s B.小球的末动量大小19 kg·m/s C.重力的冲量大小2 N·s D.重力的冲量大小4 N·s 梯级Ⅰ 基础练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 小球的初动量大小p1=mv0=0.5×6 kg·m/s=3 kg·m/s，A项错误；竖直方向小球做自由落体运动，则=2gh，小球落地时竖直方向的分速度vy== m/s=8 m/s，小球落地时的合速度v= = m/s=10 m/s，小球的末动量大小p2=mv=0.5× 10 kg·m/s=5 kg·m/s，B项错误；由h=gt2得t== s=0.8 s，重力的冲量大小I=mgt=0.5×10×0.8 N·s=4 N·s，C项错误，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.两个具有相同动能的物体A、B，质量分别为mA、mB，且mA>mB，比较它们的动量，则( ) A.物体B的动量较大 B.物体A的动量较大 C.动量大小相等 D.不能确定 根据动能的表达式Ek=mv2，动量的表达式p=mv，联立可得p=，物体A、B动能Ek相同，mA>mB，则pA>pB，即物体A的动量较大，B项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2025·徐州模拟)如图，质量为m的物块原本静止在倾角为α的斜面上，后来，在与斜面夹角为θ的恒力F拉动下向上运动，经过时间 t，则在运动过程中( ) A.物块支持力的冲量为0 B.物块所受重力的冲量为mgt C.物块的动量不一定增大 D.物块受到拉力的冲量为Ftcos θ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 物块受到斜面的支持力，而且支持力FN的方向保持不变，因此支持力的冲量为IN=FNt，A项错误；物块所受重力的冲量为mgt，B项正确；由于物体从静止开始向上运动，一定做加速运动，速度不断增大，因此动量不断增大，C项错误；物块受到拉力的冲量为Ft，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2025·郑州模拟)垒球是一项集竞技性、观赏性和娱乐性为一体的运动项目。一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球 棒，被球棒击打后，反向水平飞回。若球棒与垒球的作用时间为0.002 s，球棒与垒球的平均作用力大小为6.3×103 N，以沿垒球飞向球棒的方向为正方向，下列说法正确的是( ) A.球棒对垒球的冲量为-12.6 N·s B.垒球对球棒的冲量为-12.6 N·s C.垒球的初动量为-4.5 kg·m/s D.垒球被击出后的速度大小为70 m/s 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 依据题意可知，沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则垒球的初动量为p1=mv=0.18×25 kg·m/s=4.5 kg·m/s，C项错误；球棒对垒球的作用力的方向与垒球飞向球棒的方向相反，故球棒对垒球的冲量为I=-F·t=-6.3×103×0.002 N·s=-12.6 N·s，垒球对球棒的冲量为12.6 N·s，A项正确，B项错误；对垒球，由动量定理知-F·t=-mv末-mv，垒球被击出后的速度大小为v末=45 m/s，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.(2025·秦皇岛模拟)如图所示，质量m=1 kg的滑块从固定光滑斜 面的顶端由静止滑下，经t=2 s滑到底端，取重力加速度大小g= 10 m/s2，斜面倾角θ=37°，sin 37°=0.6，对于滑块从顶端滑到底端的运动过程，下列说法正确的是( ) A.斜面对滑块的冲量为零 B.滑块的动量改变量大小为12 kg·m/s C.斜面的长度L=10 m D.滑块所受重力的冲量方向为垂直斜面向下 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 斜面对滑块有力的作用，由I=Ft可知斜面对滑块的冲量不为零，A项错误；由牛顿第二定律得mgsin θ=ma，解得a=gsin θ=6 m/s2，滑块滑到斜面底端的速度大小为v=at=12 m/s，滑块的动量改变量大小Δp=mv-0，解得Δp=12 kg·m/s，B项正确；由L=at2，解得斜面的长度L=12 m，C项错误；滑块所受重力的冲量方向与重力的方向相同，为竖直向下，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.如图所示的吹灰球主要用于清理物体表面上的灰尘，例如清除键 盘，电路板上的灰尘。使用时将吹灰球尖嘴对准吹灰部位，在极短时间内将球体内的气体挤压出去，达到吹灰目的。现有一容积为V的吹灰球，球体内气体平均密度为ρ，在时间t内将球体内气体全部挤压出去，对清理表面产生的平均作用力大小为F。假设气体从尖嘴处出来的速率相等，气体到达清理表面后速度减为0，则气体被挤出球体时的速率为( ) A.v= B.v= C.v= D.v= 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对球体内气体使用动量定理可得Ft=mv，气体的质量为m=ρV，联立解得v=，A项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.如图所示，不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的O点，另一端系着质量为m的小球，给小球一定的速度v，使之在水平面内做周期为T的匀速圆周运动。不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.小球运动一周的过程中，重力的冲量为零 B.小球运动半周的过程中，合力的冲量为零 C.小球运动一周的过程中，合力的冲量为零 D.小球运动一周的过程中，拉力的冲量为零 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据IG=Gt=mgt，故小球运动一周的过程中，重力的冲量不为零，A项错误；以末速度方向为正方向，根据动量定理可知，小球运动半周的过程中，合力的冲量为I=Δp=mv-m(-v)=2mv，B项错误；小球做匀速圆周运动，根据动量定理可知，运动一周动量变化为 0，故合外力冲量为0，C项正确；小球运动一周的过程中，合外力的冲量为零，拉力的冲量与重力的冲量等大反向，不为零，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 8.质量为1 kg的物块静止在水平地面上，t=0时刻施加一水平力F，t= 3 s时撤掉作用力F，F随时间t变化的图线如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。则( ) A.1~3 s时间内F的冲量大小为3 N·s B.前1 s摩擦力的冲量大小为1 N·s C.前3 s物块动量的改变量大小为2 kg·m/s D.t=4.5 s时物块的速度为0 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 梯级Ⅱ 能力练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1~3 s时间内F的冲量大小为IF13=×1 N·s+2×1 N·s= 3.5 N·s，A项错误；因为滑动摩擦力大小f=μmg=1 N，0~1 s时间内F≤1 N，物块处于静止状态，前1 s内摩擦力的大小跟F的大小相等，前1 s内摩擦力的冲量大小为If01=×1 N·s=0.5 N·s，B项错误；1~3 s时间内，摩擦力冲量的大小为If13=1×2 N·s= 2 N·s，前3 s物块动量的改变量(即1 s~3 s时间内物块动量的改变量)为Δp=IF13-If13=1.5 kg·m/s，C项错误；1~4.5 s时间内摩擦力冲量的大小为If14=3.5 N·s，根据动量定理得IF13-If14=mv-0，解得v=0，即t=4.5 s时物块的速度为0，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 9.(2025·佛山模拟)如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以80 km/h的速度撞向刚性壁障，汽车速度瞬间减为0，同 时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是( ) A.安全气囊减少了碰撞过程中模型人的受力时间 B.安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力 C.安全气囊减小了碰撞过程中模型人的动量变化量 D.安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 整个碰撞过程中模型人受到的冲量和模型人的动量变化量是一定的，不因安全气囊的弹出而发生变化。根据动量定理FΔt=Δp，可知安全气囊的作用是增加了碰撞过程中模型人的受力时间，从而减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力，B项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10.(2025·吉安模拟)跳床运动可以提高身体的灵活性，也可以让大脑短时间内忘记压力和烦恼。如图所示，体重为m的运动员从跳床上方h处从静止开始下落，与跳床接触Δt时间后以速度v竖直向上运动，重力加速度大小为g，所有物理量的单位都采用国际单位制，不计空气阻力，则运动员与跳床接触时受到跳床的平均作用力大小为( ) A. B.-mg C.mg+ D.mg+ 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 以竖直向上为正方向，运动员与跳床接触时的速度为v0，根据=2gh，解得运动员与跳床接触时的速度大小为v0=，与跳床接触过程由动量定理得(F-mg)Δt=mv-m(-v0)，解得F=mg+ ，C项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 11.(2025·湘潭模拟)质量为5 kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图所示，则物体在前10 s内和后10 s内所受合外力的冲量分别是( ) A.50 N·s，50 N·s B.50 N·s，-50 N·s C.0，50 N·s D.0，-50 N·s 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题中图像可知，在前10 s内初、末状态的动量相同，p1=p2= 25 kg·m/s，由动量定理知I1=0，在后10 s内末状态的动量p3= -25 kg·m/s，由动量定理得I2=p3-p2=-50 N·s，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 12.如图所示，在水平光滑的轨道上有一辆质量为300 kg，长度为 2.5 m的装料车，悬吊着的漏斗以恒定的速率100 kg/s向下漏原料，装料车以0.5 m/s的速度匀速行驶到漏斗下方装载原料。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)为了维持车速不变，在装料过程中需用多大的水平拉力作用于车上才行? 设在Δt时间内漏到车上的原料质量为Δm，要使这些原料获得与车相同的速度，需加力为F，根据动量定理，有 F·Δt=Δm·v， 所以F=·v=100×0.5 N=50 N。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)车装完料驶离漏斗下方仍以原来的速度前进，要使它在2 s内停下来，需要对小车施加一个多大的水平制动力? 车装完料的总质量为 M=m车+·t= kg=800 kg， 对车应用动量定理有F'·t'=0-(-Mv)， 解得F'== N=200 N。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 13.天宫空间站在离地面高h处做匀速圆周运动，因运行空间存在稀薄空气，会受到空气阻力作用，运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，稀薄空气看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与空间站在很短时间内发生碰撞后都具有与空间站相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，空间站的速度可认为保持不变。已知空间站沿运行方向的横截面积为S，地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，则天宫空间站所受空气阻力大小为( ) 梯级Ⅲ 创新练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A. B. C. D. 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 由万有引力的提供向心力得G=m，在地面附近有G=mg，在时间微元Δt内与空间站作用的稀薄空气颗粒的质量为Δm=ρSvΔt，对这部分颗粒应用动量定理则有FΔt=Δmv，联立解得F=，由牛顿第三定律知天宫空间站所受空气阻力大小为f=F=，A项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$