2021届高考物理二轮复习专题二动量与能量第2讲动量观点的应用学案

2021届高考物理二轮复习专题二动量与能量第2讲动

量观点的应用学案

真题再现考情分析

(2020·高考全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成损害．若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时刻约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )

A.10 N B．102 N

C．103 N D．104 N

解析：选C.依照自由落体运动和动量定理有2gh＝v2(h为25层楼的高度，约70 m)，Ft＝mv，代入数据解得F≈1×103N，因此C正确.

[命题点分析]

动量定理、机械能守恒

定律

[思路方法]

由机械能守恒定律可求鸡蛋到达地面时的速度大小，再依照动量定理求出鸡蛋对地面的平均冲击力

(2021·高考全国卷Ⅰ)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在专门短时刻

内喷出．在燃气喷出后的瞬时，火箭的动量大小为(喷出过程中重力

和空气阻力可忽略)( )

A.30 kg·m/s B．5.7×102 k g·m/s

C.6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s

解析：选A.燃气从火箭喷口喷出的瞬时，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬时，火箭的动量大小为p，依照动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050 kg×600 m/s＝30 kg·m/s，选项A正确.

[命题点分析]

动量定理

[思路方法]

以火箭和燃气为研究对象，在燃气喷出的瞬时动量守恒

(多选)(2021·高考全国卷Ⅲ)一

质量为2 kg的物块在合外力F的作用

下从静止开始沿直线运动．F随时刻t

变化的图线如图所示，则( )

A.t＝1 s时物块的速率为1 m/s

B.t＝2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s

C.t＝3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s

D.t＝4 s时物块的速度为零

解析：选AB.依照F－t图线与时刻轴围成的面积的物理意义为合外

[命题点分析]

动量定理、F－t图象

[思路方法]

由F－t图象中面积的物理意义为合外力F的冲量可知其2 s、 3 s、4 s末的冲量，再依照动量定理可得速率，进而求解动量大小

力F的冲量，可知在0～1 s、0～2 s、0～3 s、

0～4 s内合外力冲

量分别为2 N·s、4 N·s、3 N·s、2 N·s，应用动量定理I＝m Δv可知物块在1 s、2 s、3 s、4 s末的速率分别为1 m/s、2 m/s、1.5 m/s、1 m/s，物块在这些时刻的动量大小分别为2 kg·m/s、4 kg·m/s、3 kg·m/s、2 kg·m/s，则A、B项均正确，C、D项均错误.

命题规律研究及推测尽管2021年全国卷把动量内容列为必考，但考虑到高考的稳固性，2021年高考中的动量考查形式都为选择题，难度较小．随着课改的深入，在2020年全国卷中对该部分的考查既有选择题，同时也渗透入运算题中，且难度为中档题．说明高考对动量的考核越来越重视.

在2021年的备考中不仅要对动量、冲量、动量定理、动量守恒定律等知识熟练把握，而且还要对涉及的一些现象如碰撞、爆炸、反冲等有深刻的体会，与其他力学知识一起解决力学综合问题的能力也要不断培养

冲量与动量定理的应用

[高分快攻]

应用动量定明白得题的步骤

动量定理的两个重要应用

(1)应用I＝Δp求变力的冲量

假如物体受到大小或方向改变的力的作用，则不能直截了当用I＝Ft求变力的冲量，能够求出变力作用下物体动量的变化Δp，等效代换变力的冲量I.

(2)应用Δp＝FΔt求动量的变化

例如，在曲线运动中，速度方向时刻在变化，求动量变化(Δp＝p2－p1)需要应用矢量运算方法，运算比较复杂，假如作用力是恒力，能够求恒力的冲量，等效代换动量的变化．

明白得动量定理时应注意的问题

(1)动量定理说明冲量既是使物体动量发生变化的缘故，又是物体动量变化的量度．那个地点所说的冲量是物体所受的合力的冲量(或者说是物体所受各外力冲量的矢量和)．(2)动量定理的研究对象是一个物体(或可视为一个物体的系统)．

(3)动量定理是过程定理，解题时必须明确过程及初、末状态的动量．

(4)动量定理的表达式是矢量式，在一维情形下，各个矢量必须选取统一的正方向．

(2021·高考天津卷)“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．摩天轮悬挂透亮座舱，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．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变

B．在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力

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

[解析] 摩天轮转动过程中乘客的动能不变，重力势能一直变化，故机械能一直变化，A错误；在最高点乘客具有竖直向下的向心加速度，重力大于座椅对他的支持力，B正确；摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量等于重力与周期的乘积，C错误；重力瞬时功率等于重力与速度在重力方向上的重量的乘积，而转动过程中速度在重力方向上的重量是变化的，因此重力的瞬时功率也是变化的，D错误．

[答案] B

[突破训练] (2020·高考北京卷)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如图，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h＝10 m，C是半径R＝20 m圆弧的最低点．质量m＝60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a＝4.5 m/s2，到达B点时速度v B＝30 m/s，取重力加速度g＝10 m/s2.

(1)求长直助滑道AB的长度L.

(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小．

(3)若不计BC段的阻力，画出运动员通过C点时的受力图，并求其所受支持力F N的大小．