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文档简介
章末教考衔接一、安全气囊中的动量问题【真题1】
(2020·全国卷Ⅰ14题)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,
车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很
短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确
的是(
)A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积解析:
行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内安全气囊被弹出并
瞬间充满气体,增大了司机的受力面积,减少了司机单位面积的受力
大小,可以延长司机的受力时间,从而减小了司机受到的作用力,A
错误,D正确;碰撞前司机动量等于其质量与速度的乘积,碰撞后司
机动量为零,所以安全气囊不能减少碰撞前后司机动量的变化量,B
错误;碰撞过程中通过安全气囊将司机的动能转化为司机对安全气囊
做的功,C错误。【真题2】
(2022·重庆高考4题)在测试汽车的安全气囊对驾乘人
员头部防护作用的实验中,某小组得到了假人头部所受安全气囊的作
用力随时间变化的曲线(如图)。从碰撞开始到碰撞结束过程中,若
假人头部只受到安全气囊的作用,则由曲线可知,假人头部(
)A.速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积B.动量大小先增大后减小C.动能变化正比于曲线与横轴围成的面积D.加速度大小先增大后减小
人教版教材选择性必修第一册P9“STSE”讲述了利用汽车碰撞实验,它是综合评价汽车安全性能最有效的方法,通过碰撞实验,可以研究汽车碰撞过程中安全气囊能否爆开?安全带是否发挥了作用等。
衔接分析:人教版教材选择性必修第一册P9“STSE”讲述了通过汽
车碰撞实验研究汽车安全气囊和安全带对驾乘人员的保护问题,2020
年全国卷Ⅰ卷和2022年重庆高考题均以汽车碰撞过程中安全气囊对驾
乘人员的保护为背景设计相关问题,而且涉及的问题更具体。二、冰壶运动中的动量和能量问题【真题3】
(2022·天津高考10题)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=2m/s,匀减速滑行x1=16.8m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=3.5m,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=0.05m/s和vB=0.55m/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10m/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;答案:0.8m/s
(2)与NP间冰面的动摩擦因数μ2。答案:0.004解析:设碰撞前瞬间A的速度为v2,由动量守恒定律可得mv2=
mvA+mvB
教科版选择性必修第一册P25“自我评价”第3题
冰壶运动深受观众喜爱,图1(a)为2014年2月在索契举行的第
22届冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中,冰壶甲运动
一段时间后与对方静止的冰壶乙发生弹性碰撞,如图1(b)所示。若
两冰壶质量相等,则碰后两冰壶最终停止的位置,可能是图2中的哪
幅图?为什么?
衔接分析:教科版教材选择性必修第一册P25第3题和2022年天津高考
题均是以冰壶运动比赛为背景考查动量守恒定律和碰撞问题。
1.(多选)安全带是汽车行驶过程中生命安全的保障带。如图,在汽
车正面碰撞测试中,汽车以72km/h的速度发生碰撞。车内假人的
质量为50kg,使用安全带时,假人用时0.8s停下;不使用安全带
时,假人与前方碰撞,用时0.2s停下。以下说法正确的是(
)A.碰撞过程中,汽车和假人的总动量守恒B.无论是否使用安全带,假人动量变化量相同C.使用安全带时,假人受到的平均作用力约为1250ND.不使用安全带时,假人受到的平均作用力约为2
500N解析:
碰撞过程中,汽车和假人组成的系统受撞击力作用,
总动量不守恒,故A错误;假人的初动量为p=mv0,末动量都为0,
所以无论是否使用安全带,假人动量变化量相同,故B正确;使用
安全带时,根据动量定理有Ft=0-p,解得F=1250N,假人受到
的平均作用力约为1250N,故C正确;不使用安全带时,根据动量
定理有F't'=0-p,解得F'=5000N,假人受到的平均作用力约为5
000N,故D错误。2.2022年北京冬奥会我国运动员在冰壶比赛中取得了新的突破。比赛
中运动员用脚蹬固定的起踏器后和冰壶一起前进,在前掷线处将冰
壶脱手。按比赛规则,队友可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰
面,减小冰面的动摩擦因数来调节冰壶的运动,使其到达理想位
置。已知冰壶质量m=20kg,运动员质量M=70kg,重力加速度大
小g=10m/s2。(冰面视作水平面,冰壶视为质点)(1)在某次投壶过程中运动员离开起踏器时他和红色冰壶的速率v1
=2m/s,已知运动员和起踏器相互作用的时间t=2.0s,求此
过程中运动员(包含冰壶)在水平方向所受平均作用力的大
小F;答案:90N
解析:对运动员和冰壶整体分析:根据动量定理得Ft=
(m+M)v1解得F=90N。(2)若红色冰壶沿直线运动到距营垒中心x0=5m处的速度v2=
1.8m/s,队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面,使冰壶与
冰面间的动摩擦因数变为原来的90%,冰壶滑过被毛刷摩
擦过的冰面后以v3=1.2m/s的速度与静止在营垒中心、质
量相等的蓝色冰壶发生对心碰撞,碰后无人再用毛刷摩擦
冰面,蓝色冰壶以v
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