2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)課時(shí)分層作業(yè)26動(dòng)量定理及應(yīng)用

課時(shí)分層作業(yè)(二十六)動(dòng)量定理及應(yīng)用基礎(chǔ)強(qiáng)化練1.明朝的《天工開物》記載了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的才智．如圖所示，可轉(zhuǎn)動(dòng)的把手上a點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為2R，轆轤邊緣b點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為R.人甲轉(zhuǎn)動(dòng)把手，把井底的人乙加速拉起來(lái)，則()A．a(chǎn)點(diǎn)的角速度大于b點(diǎn)的角速度B．a(chǎn)點(diǎn)的線速度小于b點(diǎn)的線速度C．繩對(duì)乙拉力的沖量等于乙的動(dòng)量改變量D．繩對(duì)乙的拉力大于乙的動(dòng)量改變率2.一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對(duì)其施加水平外力F，力F隨時(shí)間按正弦規(guī)律改變，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量為0B．第2s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量方向發(fā)生改變C．第4s末，質(zhì)點(diǎn)回到動(dòng)身點(diǎn)D．在1～3s時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為03.[2024·安徽合肥八中一卷]平底煎鍋正在炸豆子．假設(shè)每個(gè)豆子的質(zhì)量均為m，彈起的豆子均垂直撞擊平板鍋蓋，撞擊速度大小均為v.每次撞擊后速度大小均變?yōu)閑q\f(2,3)v，撞擊的時(shí)間極短，發(fā)覺質(zhì)量為M的鍋蓋剛好被頂起．重力加速度為g，則單位時(shí)間撞擊鍋蓋的豆子個(gè)數(shù)為()A．eq\f(3Mg,5mv)B．eq\f(2Mg,5mv)C．eq\f(2Mg,3mv)D．eq\f(3Mg,2mv)4．[2024·山東濟(jì)南模擬]在“天宮課堂”其次課上，航天員給我們展示了“科學(xué)試驗(yàn)重器”——“高微重力科學(xué)試驗(yàn)柜”，如圖甲所示，當(dāng)柜體受到一個(gè)干擾偏離原位置時(shí)，柜體通過(guò)噴氣又漸漸回到了原位置．將該過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖乙所示的模型，物塊靜止在光滑水平面上的O點(diǎn)，左、右有兩個(gè)噴氣裝置A和B，當(dāng)給物塊一個(gè)水平向左的初速度時(shí)，噴氣裝置A馬上向左噴氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，裝置A關(guān)閉，同時(shí)裝置B向右噴氣，直到物塊回到動(dòng)身點(diǎn)O且回到O點(diǎn)時(shí)速度為零，假設(shè)噴氣裝置A、B噴氣過(guò)程中對(duì)物塊的作用力大小相等且不變，方向始終在水平方向上，噴氣對(duì)物塊和噴氣裝置整體質(zhì)量的影響忽視不計(jì)，則該過(guò)程中A、B噴氣裝置噴氣的時(shí)間的比值等于()A．1B．2C．eq\r(5)D．eq\r(2)＋15．[2024·湖南雅禮中學(xué)模擬]某校秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)分為競(jìng)技組和健身組，健身組設(shè)置了定點(diǎn)投籃項(xiàng)目．如圖甲所示，某選手正在進(jìn)行定點(diǎn)投籃，籃球在空中劃出了一道美麗的弧線．在籃球運(yùn)動(dòng)所在的豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy，如圖乙所示，籃球由A點(diǎn)投出，A、B、C、D是籃球運(yùn)動(dòng)軌跡上的四點(diǎn)，C為籃球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，A、B、D三點(diǎn)的坐標(biāo)已在圖中標(biāo)出，重力加速度為g，空氣阻力忽視不計(jì)．則下列說(shuō)法正確的是()A．籃球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小為eq\r(gL)B．籃球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)和D點(diǎn)的動(dòng)量相同C．籃球由A到B和由B到C過(guò)程，動(dòng)量的改變量相同D．籃球由B到C和由C到D過(guò)程，重力做功相等6．我國(guó)規(guī)定摩托車、電動(dòng)自行車騎乘人員必需依法配戴具有緩沖作用的平安頭盔，小明對(duì)某輕質(zhì)頭盔的平安性能進(jìn)行了模擬試驗(yàn)檢測(cè)．某次，他在頭盔中裝入質(zhì)量為5.0kg的物體(物體與頭盔親密接觸)，使其從1.80m的高處自由落下(如圖所示)，并與水平地面發(fā)生碰撞，頭盔厚度被擠壓了0.03m時(shí)，物體的速度減小到零，擠壓過(guò)程不計(jì)物體重力，且視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，不考慮物體和地面的形變，忽視空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.求：(1)頭盔接觸地面前瞬間的速度大??；(2)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)物體在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受平均作用力的大?。畬?shí)力提升練7．[2024·山東濟(jì)南一模]如圖所示為高速磁懸浮列車在水平長(zhǎng)直軌道上的模擬運(yùn)行圖，5節(jié)質(zhì)量均為m的車廂編組運(yùn)行，只有1號(hào)車廂為動(dòng)力車廂．列車由靜止起先以額定功率P運(yùn)行，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間達(dá)到最大速度．列車向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，1號(hào)車廂會(huì)受到前方空氣的阻力，假設(shè)車廂遇到空氣前空氣的速度為0，遇到空氣后空氣的速度馬上與列車速度相同，已知空氣密度為ρ，1號(hào)車廂的迎風(fēng)面積(垂直運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積)為S.不計(jì)其他阻力，忽視2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)車廂受到的空氣阻力．當(dāng)列車以額定功率運(yùn)行到速度為最大速度的一半時(shí)，3號(hào)車廂對(duì)4號(hào)車廂的作用力大小為()A．eq\f(7,10)eq\r(3,P2ρS)B．eq\f(45,\r(3,P2ρS))C．eq\f(33,5)eq\r(P2ρS)D．eq\f(7,20)eq\r(3,P2ρS)8．(多選)如圖甲所示，傾角為θ＝37°的足夠長(zhǎng)光滑斜面體固定于水平地面上，用沿斜面對(duì)上的外力F拉動(dòng)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，起先時(shí)物塊處在斜面底端，取水平地面為零勢(shì)能面，物塊的動(dòng)能Ek與位移x的關(guān)系如圖乙所示，物塊上升至x0處時(shí)撤去外力F，已知物塊質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，圖乙中x0為已知量，下列說(shuō)法正確的是()A．外力F的大小恒為mgB．0～x0階段，物塊的機(jī)械能增量為0.4mgx0C．0～x0和x0～x1兩階段中重力做的功之比為3∶2D．0～x0和x0～x1兩階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2∶39．(多選)如圖(a)，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，外力F作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上(B靠墻面)，此時(shí)彈簧形變量為x，撤去外力并起先計(jì)時(shí)，A、B兩物體運(yùn)動(dòng)的a-t圖像如圖(b)所示，S1表示0到t1時(shí)間內(nèi)A的a-t圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小，S2、S3分別表示t1到t2時(shí)間內(nèi)A、B的a-t圖線與坐標(biāo)軸所圍面積的大小，A在t1時(shí)刻的速度為v0，下列說(shuō)法正確的是()A．0到t1時(shí)間內(nèi)，墻對(duì)B的沖量等于mAv0B．mA>mBC．B運(yùn)動(dòng)后，彈簧的最大形變量等于xD．S1－S2＝S3課時(shí)分層作業(yè)（二十六）1．解析：因a、b兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則a點(diǎn)的角速度等于b點(diǎn)的角速度，依據(jù)v＝ωr，因a點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，可知a點(diǎn)的線速度大于b點(diǎn)的線速度，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)量定理（F－mg）t＝mv即F＝eq\f(mv,t)＋mg即繩對(duì)乙拉力和重力的合力的沖量等于乙的動(dòng)量改變量，繩對(duì)乙的拉力大于乙的動(dòng)量改變率，C錯(cuò)誤，D正確．答案：D2．解析：由題圖可知，0～2s時(shí)間內(nèi)F的方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向相同，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)了加速度漸漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度漸漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，所以第2s末，質(zhì)點(diǎn)的速度最大，動(dòng)量最大，方向不變，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；2～4s內(nèi)F的方向與0～2s內(nèi)F的方向不同，該質(zhì)點(diǎn)0～2s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，2～4s內(nèi)做減速運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)在0～4s內(nèi)的位移均為正，第4s末沒有回到動(dòng)身點(diǎn)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在F-t圖像中，圖線與橫軸所圍的面積表示力F的沖量，由題圖可知，1～2s內(nèi)的面積與2～3s內(nèi)的面積大小相等，一正一負(fù)，則在1～3s時(shí)間內(nèi)，力F的沖量為0，故選項(xiàng)D正確．答案：D3．解析：設(shè)單位時(shí)間撞擊鍋蓋的豆子個(gè)數(shù)為n，則由動(dòng)量定理有FΔt＝Δm·eq\f(2,3)v－（－Δm·v），其中F＝Mg，Δm＝nΔt·m，解得n＝eq\f(3Mg,5mv)，選項(xiàng)A正確．答案：A4．解析：設(shè)A、B噴氣過(guò)程中對(duì)物塊的作用力大小為F，噴氣的時(shí)間分別為t1和t2，物塊初速度大小為v，以水平向左為正方向，設(shè)A停止噴氣時(shí)物塊速度大小為v1，依據(jù)動(dòng)量定理有－Ft1＝m（－v1）－mv，F(xiàn)t2＝0－m（－v1），由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可得eq\f(（－v1）＋v,2)t1＝－eq\f(0＋（－v1）,2)t2，聯(lián)立解得t1＝（eq\r(2)＋1）t2，故選D.答案：D5．解析：依題意可知籃球拋出后做斜拋運(yùn)動(dòng)，利用對(duì)稱性和逆向思維，可知籃球從C點(diǎn)到A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)C點(diǎn)坐標(biāo)為（0，yC），籃球從C點(diǎn)到B點(diǎn)所用時(shí)間為t，則有L＝vCt，yC＝eq\f(1,2)gt2，3L－yC＝gt2，聯(lián)立求得yC＝L，vC＝eq\r(\f(gL,2))，故A錯(cuò)誤；由圖乙知B點(diǎn)和D點(diǎn)在同一水平線上，則分析可知籃球在兩點(diǎn)處的速度大小相等，但方向不同，所以籃球在兩點(diǎn)處的動(dòng)量不相同，故B錯(cuò)誤；由圖乙知籃球由A到B和由B到C過(guò)程水平方向上發(fā)生的位移大小相等，則所用時(shí)間相等，依據(jù)動(dòng)量定理可得mgt＝Δp，所以動(dòng)量的改變量相同，故C正確；籃球由B到C，重力做負(fù)功，由C到D，重力做正功，二者不相等，故D錯(cuò)誤．答案：C6．解析：（1）由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得v2＝2gh，代入數(shù)據(jù)解得v＝6m/s.（2）由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得Δx＝eq\f(v,2)t，解得t＝0.01s.（3）由動(dòng)量定理得Ft＝mv，解得F＝3000N.答案：（1）6m/s（2）0.01s（3）3000N7．解析：車廂遇到空氣前，空氣的速度為0，遇到空氣后，空氣的速度馬上與列車速度相等，以Δt時(shí)間內(nèi)，車廂遇到的空氣為探討對(duì)象，依據(jù)動(dòng)量定理有f·Δt＝mv，又m＝ρSv·Δt，解得f＝ρSv2.當(dāng)列車以額定功率運(yùn)行到最大速度時(shí)，P＝Fmvm＝fmvm＝ρSveq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(m))，當(dāng)列車以額定功率運(yùn)行到速度為最大速度的一半時(shí)，對(duì)5節(jié)車廂整體進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓其次定律有F1－f1＝5ma，P＝F1·eq\f(vm,2)，f1＝ρS（eq\f(vm,2)）2，對(duì)4、5節(jié)車廂受力分析，依據(jù)牛頓其次定律有F＝2ma，聯(lián)立解得F＝eq\f(7,10)eq\r(3,P2ρS)，故A正確．答案：A8．解析：0～x0階段，對(duì)物塊，依據(jù)動(dòng)能定理得Fx0－mgx0sin37°＝0.4mgx0，所以F＝mg，選項(xiàng)A正確；0～x0階段，物塊的機(jī)械能增量為ΔE＝0.4mgx0＋mgx0sin37°＝mgx0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；x0～x1階段，對(duì)物塊，依據(jù)動(dòng)能定理得－mg（x1－x0）sin37°＝－0.4mgx0，解得x1＝eq\f(5,3)x0，所以0～x0和x0～x1兩階段中重力做的功之比為eq\f(W1,W2)＝eq\f(－mgx0sin37°,－mg（x1－x0）sin37°)＝eq\f(3,2)，選項(xiàng)C正確；0～x0階段，對(duì)物塊，依據(jù)動(dòng)量定理得（F－mgsin37°）t1＝mv，x0～x1階段，對(duì)物塊，依據(jù)動(dòng)量定理得－mgt2sin37°＝－mv，解得eq\f(t1,t2)＝eq\f(3,2)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC9．解析：0到t1時(shí)間內(nèi)，對(duì)A物體由動(dòng)量定理得I＝mAv0，而B物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，墻壁對(duì)B的沖量等于彈簧彈力對(duì)A的沖量I，