01 第18讲　动量定理及其应用-2026版高考物理一轮复习

《全品选考复习方案》第18讲动量定理及其应用动量和冲量1.下列“物理观念”中说法正确的是(C)A.做曲线运动的物体,动量的变化率一定改变B.合力对物体做功为零,则合力的冲量也一定为零C.做匀变速运动的物体,任意时间内的动量变化量的方向是相同的D.做圆周运动的物体,经过一周,合力的冲量一定为零[解析]根据动量定理知,动量的变化率即为合力的大小,则做匀速圆周运动的物体,动量的变化率恒定,A错误;合力对物体做功为零,而合力可能不为零,例如合力可能作用了一段时间,物体初、末速度大小相等,但方向不同,故合力的冲量不一定为零,B错误;做匀变速运动的物体所受的合力恒定,动量变化量的方向与合力同向,保持不变,C正确;做变速圆周运动的物体,经过一周,动量的变化量不一定为零,由动量定理知合力的冲量不一定为零,D错误.2.快递运输时,我们经常看到,有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹,下列说法正确的是(C)A.可以大幅度减小某颠簸过程中物品所受合力的冲量B.可以大幅度减小某颠簸过程中物品动量的变化C.可以使某颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小D.物品对充气袋的冲量等于充气袋对物品的冲量[解析]颠簸过程中物品动量的变化量等于物品末状态的动量与初动量之差,根据动量定理可知物品动量的变化量也是物品所受合力的冲量,这是由具体颠簸情形决定的,与是否有充气袋无关,故A、B错误;利用充气袋可以适当延长作用时间,根据动量定理可知,当在某次颠簸过程中动量变化一定时,物品与周围物体的相互作用力会减小,起到保护作用,故C正确;物品对充气袋的冲量与充气袋对物品的冲量大小相等方向相反,两者不相等,因为方向相反,故D错误.3.(多选)[2022·全国乙卷]质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示.已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10m/s2.则(AD)A.4s时物块的动能为零B.6s时物块回到初始位置C.3s时物块的动量为12kg·m/sD.0~6s时间内F对物块所做的功为40J[解析]物块与地面间的摩擦力为Ff=μmg=2N,对物块,0~3s内由动量定理可知(F-Ff)t1=mv3,3s时物块的动量为p=mv3=6kg·m/s,设3s后经过时间t物块的速度减为0,由动量定理可得-(F+Ff)t=0-mv3,解得t=1s,所以物块在4s时速度减为0,则此时物块的动能也为0,故A正确,C错误;设0~3s内物块发生的位移为x1,由动能定理可得(F-Ff)x1=12mv32,得x1=9m,3~4s过程中,对物块,由动能定理可得-(F+Ff)x2=0-12mv32,得x2=3m,4~6s物块开始反向运动,物块的加速度大小为a=F−Ffm=2m/s2,发生的位移为x3=12at22=4m<x1+x2,即6s时物块没有回到初始位置,故B错误;物块在6s时的速度大小为v6=at2=4m/s,0~6s内力F所做的功为W=Fx动量定理的理解与应用4.体操运动员在落地时总要屈腿,这样做可以(D)A.减小地面对于腿的冲量B.减小人的动能变化量C.减小人的动量变化量D.减小地面对腿的冲击力[解析]落地时屈腿,这样可以增加脚与地接触的时间,根据动量定理得-Ft=0-mv,则F=mvt,当时间增大时,冲量和动量的变化量都不变,动能的变化量也不变;动量的变化率减小,即地面对脚的作用力减小5.“打水漂”是很多同学体验过的游戏.如图所示,某同学在岸边离水面高度h0=0.8m处,将一质量m=20g的小石片以初速度v0=16m/s水平抛出.若小石片第1次在水面上滑行时受到水平阻力的大小为1.2N,接触水面0.1s后弹起,弹起时竖直方向的速度大小是刚接触水面时竖直速度的34.重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力.求(1)小石片第1次离开水面后到再次碰到水面前,在空中运动的水平距离;(2)第1次与水面接触过程中,水面对小石片的作用力大小.[答案](1)6m(2)2.0N[解析](1)小石片抛出过程有h0=12gt02,vy0解得vy0=4m/s则第一次反弹后竖直方向的分速度大小vy1=34vy0第一次接触水面水平方向有Ff=ma,vx1=v0-aΔt解得vx1=10m/s令小石片第1次离开水面后到再次碰到水面经历时间为t1,则有vy1=g·t12,x=vx1解得x=6m(2)第1次与水面接触过程竖直方向有FΔt-mgΔt=mvy1-(-mvy0)解得F=1.6N则水面对小石片的作用力大小F'=F解得F'=2.0N素养提升动量定理与微元法的综合应用6.一宇宙飞船的横截面积为S,以v0的恒定速率航行,当进入有宇宙尘埃的区域时,设在该区域,单位体积内有n颗尘埃,每颗尘埃的质量为m,若尘埃碰到飞船前是静止的,且碰到飞船后就粘在飞船上,不计其他阻力,为保持飞船匀速航行,飞船发动机的牵引力功率为(C)A.Snmv0B.2SnmvC.Snmv0D.2Snmv[解析]时间Δt内粘在飞船上的尘埃质量为M=v0ΔtSnm,对粘在飞船上的尘埃,由动量定理得FΔt=Mv0-0,解得飞船对这些尘埃的作用力为F=nmv02S;根据牛顿第三定律及平衡条件,可知为保持飞船匀速航行,飞船发动机的牵引力F'=F,牵引力的功率为P=F'v0=nmv03S,故C正确,A、B7.鼓浪屿原名“圆沙洲”,因岛西南有一海蚀岩洞受浪潮冲击时声如擂鼓,故自明朝起雅化为今称的“鼓浪屿”,现为中国第52项世界遗产项目.某次涨潮中,海浪以5m/s的速度垂直撞击到一平直礁石上,之后沿礁石两侧流走,已知礁石受冲击的面积为2m2,海水的密度为1.05×103kg/m3,则海浪对礁石的冲击力约为(B)A.1.05×104N B.5.25×104NC.7.88×104N D.2.63×105N[解析]Δt时间内与墙壁碰撞的水的质量为Δm=ρSvΔt,取水的运动方向为正方向,在碰撞过程中,对Δt时间内的水,在水平方向根据动量定理有-FΔt=0-Δmv,联立解得F=ρSv2=1.05×103×2×52N=5.25×104N,根据牛顿第三定律可知海浪对礁石的冲击力约为5.25×104N.8.用豆粒模拟气体分子,可以模拟气体压强产生的原理.如图所示,从距秤盘80cm高处把1000颗豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续作用时间为1s,豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半.若每颗豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知1000颗豆粒的总质量为100g,则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为(B)A.0.2N B.0.6NC.1.0N D.1.6N[解析]