解析汽车碰撞的瞬间
第七章第1讲 动量和动量定理--2025版高考总复习物理
[基础落实练]1．对于一定质量的某物体而言，关于其动能和动量的关系，下列说法正确的是() A．物体的动能改变，其动量不一定改变B．物体动量改变，则其动能一定改变C．物体的速度不变，则其动量不变，动能也不变D．动量是标量，动能是矢量解析：物体的动能改变，则物体的速度大小一定改变，则其动量一定改变，A错误；动量表达式为p＝m v，动量改变可能只是速度方向改变，其动能不一定改变，B错误；物体的速度不变，则其动量不变，动能也不变，C正确；动量是矢量，动能是标量，D错误。
答案：C2．一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动，以动量大小p为纵轴建立直角坐标系，横轴分别为速度大小v、运动时间t、位移大小x，则以下图像可能正确的是()解析：物体做初速度为零的匀加速直线运动，则速度v＝at，根据动量的计算公式有p ＝m v＝mat，可知动量与速度和时间都成正比关系，故A、B错误；根据匀变速直线运动规律有v2＝2ax，根据动量的计算公式有p＝m v＝m2ax，根据数学知识可知C图正确，故C 正确，D错误。
答案：C3．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：汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体接触。
司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理Δp＝FΔt知，司机所受作用力减小；又知安全气囊打开后，司机与物体的接触面积变大，因此减少了司机单位面积的受力大小；碰撞过程中，动能转化为内能和气囊的弹性势能。
综上可知，选项D正确。
答案：D4．(2024·四川绵阳诊断)质点所受的合力F方向始终在同一直线上，大小随时间变化的情况如图所示，已知t＝0时刻质点的速度为零。
2023年高考物理一轮复习讲义——动量定理及应用
解析汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体接触．司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理Δp＝FΔt知，司机所受作用力减小；又知安全气囊打开后，司机受力面积变大，因此减小了司机单位面积的受力大小；碰撞过程中，动能转化为内能．综上可知，选项D正确．
2.冲量的计算方法
(1)恒力的冲量：直接用定义式I＝Ft计算．
(2)变力的冲量
①作出F－t图线，图线与t轴所围的面积即为变力的冲量，如图所示．
②对于易确定始、末时刻动量的情况，可用动量定理求解．
考向1动量与动能的比较
例1 (多选)在光滑水平面上，原来静止的物体在水平力F的作用下，经过时间t、通过位移L后动量变为p、动能变为Ek.以下说法正确的是()
3.用细绳拴一小球在竖直面内做圆周运动，从A点再次转到A点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是()
A．合力的冲量为0
A. ＋mgB. －mg
C. ＋mgD. －mg
答案A
解析安全带对人起作用之前，人做自由落体运动；由v2＝2gh可得，安全带对人起作用前瞬间，人的速度v＝ ；安全带达到最大伸长量时，人的速度为零；从安全带开始对人起作用到安全带伸长量最大，取竖直向下为正方向，由动量定理可得(mg－ )t＝0－mv，故 ＝ ＋mg＝ ＋mg，故选项A正确．
A．整个过程物块运动的时间为6s
B．整个过程物块运动的时间为8s
C．整个过程中物块的位移大小为40m
D．整个过程中物块的位移大小为60m
答案B
解析在整个过程中由动量定理得Ft1－μmgt＝0，解得t＝8s，选项A错误，B正确；在物块前4s运动的过程中由动量定理得Ft1－μmgt1＝mv，解得v＝20m/s，因物块加速和减速过程的平均速度都为 ＝ ＝ ，全程的平均速度也为 ，则物块的总位移x＝ t＝ ×8m＝80m，选项C、D错误．
瑟界——三菱蓝瑟C-NCAP碰撞深入解析
，
导 致 该 部位 失 分 接 近 1 ／2
．
勉 强 得 到 黄 色 评价
；
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况 较 为正 常
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．
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在 汽 车 技 术快 速 发 展 的 大 环
试验 结 束 后
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．
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天津市和平区耀华中学2020届高三物理上学期11月试题(含解析)
B.环能下降的最大距离为
C.环到达B处时，环与重物的速度大小之比为
D.环从A到B减少的机械能等于重物增加的机械能
【答案】BD
【解析】
【详解】根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度h= d−d，故A错误；环下滑到最大高度为h时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为 ，根据机械能守恒有 ，解得：h= d，故B正确．对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v重物，所以 ，故C错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故D正确；故选BD．
A. B. C. D.
(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是________.
(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_______．(填字母代号)
(3)若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、S3、S4，当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=_____________，重锤动能增加量ΔEk=____________________．在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．
B.物体在AB段和BC段的运动时间相等
C.重力在以上两段运动中对物体做的功相等
D.物体在以上两段运动中 动量变化量相同
【答案】BC
【解析】
【详解】由题设知，AB段粗糙，物体受重力、支持力和摩擦力，BC段仅受重力和支持力，合力大于AB段的合力，根据牛顿第二定律，知BC段的加速度大于AB段的加速度，故A错误；经过A点时的速度与经过C点时的速度相等，根据 ，知AB段和BC段的平均速度相等，两段位移相等，所以运动时间相等，故B正确；重力做功与首末位置的高度差有关，在两段运动过程中，高度差相同，所以重力做功相等，故C正确；A到B、B到C速度变化量的大小相等，根据 ，知动量变化的大小相等，但方向不同，故D错误．所以选BC．
安全性能值得肯定一汽森雅R7碰撞测试解析
安全性能值得肯定一汽森雅R7碰撞测试解析作者：包崇美邱洪涛来源：《世界汽车》2017年第10期在自主小型SUV这一细分领域，一汽森雅R7可以说是位后来者，需要直面很多同级别车型的竞争。
不过，森雅R7也不是什么“善茬”，它在延续森雅系列车型的实用性、耐用性、经济性的同时，在品质、工艺、动力、舒适性及安全性等方面得到很大提升。
可以说，R7是一汽森雅品牌真正的转型之作。
近日，森雅R7接受了严格的C-NCAP碰撞测试的考验，这是对其车辆品质的一次很好的验证。
在严苛的2015年版C-NCAP规则下，森雅R7的表现如何呢？这是大家比较关心的。
森雅R72017款1.6L自动尊贵型一汽吉林汽车有限公司总体得分：48.3正面100%碰撞试验得分：14.45正面40%碰撞试验得分：12.06侧面碰撞试验得分：16.73座椅鞭打试验得分：3.54车型种类：A类乘用车车辆型号：CA7167RA试验车购买价格（万元）：9.29长×宽×高（mm）：4305×1780×1655发动机排量（mL）：1598整备质量（kg）：1340最大总质量（kg）：1715正面安全气囊：有（驾驶员、前排乘员）侧面安全气囊：无安全气帘：无安全带预张紧器：有（前排）安全带限力器：有（前排、后排）驾驶员侧安全带提醒：有（视觉、听觉）乘员侧安全带提醒：有（视觉、听觉）乘员侧座椅使用状态监测：无ISOFIX装置：有ESC：有是否自愿申请：是评价规则严苛，森雅R7成绩不俗C-NCAP即“中国新车评价规程”，自2006年创立以来已历经10多年的发展，如今已经成长为国际知名汽车安全评价体系。
C-NCAP采用比我国现有强制性标准更严格的评价体系，促使企业以更高的标准进行开发和生产。
随着国内汽车安全技术的进步，C-NCAP评价规则也在逐步加严。
现行的2015年版规则自2015年7月起正式实施，在罚分项、5星级门槛、试验细则等方面都进行了调整，获5星级评价的难度大了很多。
专题3.10 动量守恒定律的理解与应用(解析版)
高考物理备考微专题精准突破专题3.10动量守恒定律的理解与应用【专题诠释】对动量守恒定律的理解和应用1．动量守恒的条件(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的矢量和为零，则系统动量守恒．(2)近似守恒：系统受到的外力矢量和不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒．(3)某一方向上守恒：系统在某个方向上所受外力矢量和为零时，系统在该方向上动量守恒．2．动量守恒定律常用的四种表达形式(1)p＝p′：即系统相互作用前的总动量p和相互作用后的总动量p′大小相等，方向相同．(2)Δp＝p′－p＝0：即系统总动量的增加量为零．(3)Δp1＝－Δp2：即相互作用的系统内的两部分物体，其中一部分动量的增加量等于另一部分动量的减少量．(4)m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v′2，即相互作用前后系统内各物体的动量都在同一直线上时，作用前总动量与作用后总动量相等．3．动量守恒定律的“五性”矢量性动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题应选取统一的正方向相对性各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(没有特殊说明要选地球这个参考系)．如果题设条件中各物体的速度不是相对同一参考系时，必须转换成相对同一参考系的速度同时性动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2…必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p′1、p′2…必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量，不同时刻的动量不能相加系统性研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统，而不是其中的一个物体，更不能题中有几个物体就选几个物体普适性动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统【高考领航】【2019·江苏卷】质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦．小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v ，此时滑板的速度大小为_________。
A ．m v M B ．M v m C ．m v m M +D ．M v m M+【答案】B【解析】设滑板的速度为u ，小孩和滑板动量守恒得：0mu Mv =-，解得：M u v m=，故B 正确。
全球NCAP汽车碰撞对比分析
全球NCAP汽车碰撞测试对比解析选车网作者：付苏全球最早实行NCAP碰撞测试的国家是美国，至今为止已经有33年的历史。
而当时的方法也非常简单，汽车以56公里/小时的速度撞击固定壁，得出的参数随后公布给消费者以作为购车参考。
从此之后，全球各大汽车厂商开始关注车辆安全结构，而其它国家也随后推出了自己的NCAP测试标准，正如我们如今所熟知的欧洲ENCAP、澳大利亚ANCAP、日本JNCAP以及中国的CNCAP。
由于各国的路况和国情不同，NCAP的碰撞标准也不尽相同，而通过对比各国NCAP规则，我们便可以更加直观的了解他们之间存在的不同亮点，甚至是缺陷。
美国NHTSA（即美国NCAP）美国实际上有两个汽车碰撞测试组织，而最为知名的则是NHTSA，即美国高速公路安全协会。
NHTSA的汽车碰撞评分标准是经过美国国会认可后才制定的，并且是官方组织，是美国政府部门汽车安全的最高主管机关，所以权威性要高于之后诞生的IIHS。
IIHS是美国高速公路安全保险协会创建的一个非盈利组织，其碰撞评分标准主要提供给保险公司作为保费依据。
因此，国际上在引用美国NCAP数据时，多采用NHTSA。
NHTSA在之前很长一段时间里都没有对评测规则进行升级，只有正面和侧面碰撞两个评分项，而直到2009年，NHTSA才重新修改了其规则。
修改后的规则较之前增加了侧面柱形碰撞和翻滚测试，而其中翻滚测试是美国NHTSA的重点项目，目的在于模拟车辆行驶中突遇侧翻后的场景，这项测试在全球NCAP评测机构中仅美国NHTSA独有。
另外值得一提的是，美国NHTSA在对规则进行升级后，加入了与欧洲相同的侧面柱碰撞测试，目的在于模拟车辆在行驶中侧面B柱区域撞击树木或电线杆等物体，而与欧洲不同的是，美国NHTSA的侧面柱形碰撞试验的速度更高，为32公里/小时，而欧洲为29公里/小时。
同样，美国NHTSA的侧面可变性物体碰撞速度也要高于欧洲，为62公里/小时，而欧洲为50公里/小时。
高中物理选择性必修一 第一章 第二节 动量定理
陆时中心附近的最大风力16级(52米/秒)，是新中国成立之后登陆我国强
度排第五的超强台风，风力大，降水强度大，影响范围广，涉及10个省
区市，持续时间长，也是历史上少有的超强台风，对固定建筑物破坏程
度巨大.请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力ห้องสมุดไป่ตู้空气的压力)与
风速(空气流动速度)大小的关系.假设某一建筑物垂直风速方向的受力面
总结提升
动量定理处理流体问题的思路 1.在极短时间Δt内，取“流体”的一段小柱体为研究对象. 2.求出小柱体的质量： Δm＝ρΔV＝ρSvΔt 3.小柱体动量变化量的大小： Δp＝Δmv＝ρSv2Δt 4.应用动量定理FΔt＝Δp求作用力.
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随堂演练 逐点落实
SUITANGYANLIAN ZHUDIANLUOSHI
例5 有一宇宙飞船，它的正对面积S＝2 m2，以v＝3×103 m/s的速度飞入
一宇宙微粒区.此微粒区平均1 m3中有一个微粒，每一个微粒的平均质量
为m＝2×10－6 kg.设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上，要使飞船速度
不变，飞船的牵引力应增加
√A.36 N
B.3.6 N
C.12 N
D.1.2 N
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
3.如图1所示，重物G压在纸带上，用一水平力缓慢地拉动纸带，重物G
会跟着一起运动；若迅速拉动纸带，纸带将会从重物G下面抽出，关于
这个现象，下列说法中正确的是
积为S，风速大小为v，风吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，
则风力F与风速大小v的关系式为
A.F＝ρSv
√B.F＝ρSv2
C.F＝12 ρSv3
长城哈弗H6：碰撞测试解析 自主SUV它最硬
长城哈弗H6：碰撞测试解析自主SUV它最硬 SUV汽车网 2012-05-10 10:26:52哈弗H6被很多人寄予了厚望，厂家希望能把它卖好，消费者希望用更少的钱买到一款质优的大车，而我们希望看到更多的能撑起自主品牌门面的好车。
无论是站在哪一角度，安全都是我们共同关注的问题。
我们先要祝贺长城哈弗H6在C-NCAP上取得了不错的成绩，45.8分在C-NCAP经手的12款自主品牌SUV产品中已属最高。
在车身安全领域，长城基于自己的碰撞实验室，早在哈弗H6研发之初，就在车身安全环节下足了功夫。
在车身材料的强度方面，其中60%为300Mpa的普通强度钢材，在车身的主要承力部位，像A柱、B柱等，则使用了屈服强度超过1200Mpa的超高强度钢材，辅以精密的焊接工艺和高强度的结构胶，车身的整体强度已像合资品牌的产品看齐，工程师表示，“单说车身强度，我们甚至领先CRV和ix35这些合资车型。
”通过手中的相关资料和工程师的讲解我了解到，面前的这三辆哈弗H6是刚刚从C-NCA P的擂台上走下来的。
至于它们目前的状态我尚不明了，所以，还是引用原文更为直接！“哈弗H6按照E-NCAP碰撞标准（比现有C-NCAP标准要高）设计开发，并按照E-NCAP标准进行安全测试，尤其是率先引入目前国内还未实施的试验项目。
其中，在偏置碰撞试验中率先引入40度偏置64km/h碰撞，测试速度高出国内标准8km/h，碰撞能量要比C-NCAP现行标准高出30%。
”结果呢……我将试着把镜头推进，尽量多的把一些不常被人观察到的细节展示给你。
●正面100%重叠刚性壁障碰撞正面100%碰撞试验的难度在于试验车辆所撞击的物体是不会发生变形的（像是一堵墙），这就意味着所有的冲击力都要交由车头部分来化解，这对整个车身的结构以及车内相关保护设备都是个考验。
试验车辆以50km/h的速度垂直撞向刚性壁障，这个画面你完全可以在脑海中呈现，车头在触碰墙的瞬间激发了安全气囊，在气囊充气的同时，车头开始吸收来自墙壁的碰撞能量，巨大冲击力会传到车内，假人随着车身的减速度而前倾。
高考物理一轮复习第六章6-1 动量定理
( ×) ( ×) ( ×) (×) (×) (√ )
(一) 动量、动量变化量和冲量(固基点)
[题点全练通]
1．[动量的分析与计算]
(2021·湖南高考)物体的运动状态可用位置x和动量p描述，称为相，对应p-x图像
中的一个点。物体运动状态的变化可用p-x图像中的一条曲线来描述，称为相轨
迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹
向__相__同__。
(2)动量的变化量Δp的大小，一般用末动量p′减去初动量p进行计算，也称为动量的 增量，即Δp＝__p_′__－__p__。
3．冲量 (1)定义：_力__与_力__的__作__用__时__间___的乘积叫作力的冲量。 (2)表达式：I＝__F_Δ_t_，单位为N·s，冲量为矢量，方向与_力__的__方__向__相同。 二、动量定理 1．内容：物体在一个过程中所受合__外__力__的冲量等于它在这个过程始末的_动__量__变__化__量__。 2．公式：__F_(_t′_－__t)_＝__m_v__′－__m__v_____或__I_＝__p_′－__p____。
压公仔的头部，使之缓慢下降至某一位置，之后迅速放手。公仔的
头部经过时间t，沿竖直方向上升到另一位置时速度为零。此过程弹簧始终处于
弹性限度内，不计空气阻力及弹簧质量。在公仔头部上升的过程中
()
A．公仔头部的机械能守恒
B．公仔头部的加速度先增大后减小
C．弹簧弹力冲量的大小为mgt
D．弹簧弹力对头部所做的功为零
情境创设 一个质量为m的物体，在粗糙的水平面上运动，物体与水平面间的动摩擦因数 为μ。
微点判断 (1)动量越大的物体，其速度越大。 (2)物体的动量越大，其惯性也越大。 (3)物体所受合力不变，则动量也不改变。 (4)物体沿水平面运动时，重力不做功，其冲量为零。 (5)物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同。 (6)物体所受合外力的冲量的方向与物体动量变化量的方向是一致的。
第2讲 基础考法(二) 动量定理 动量守恒定律
D．将 1 号和右侧涂胶的 2 号一起移至高度 h 释放，碰撞后，2、3 号粘在
一起向右运动，未能摆至高度 h，释放后整个过程机械能和动量都不
守恒
解析：若三个小钢球完全相同，将 1 号从高度 h 释放，落下后与 2 号发生弹性 碰撞，根据动量守恒定律及机械能守恒定律可知，最终 2 号静止、3 号摆至高 度 h，若将 2 号换成质量不同的小钢球，1 号与 2 号发生碰撞时不能交换速度， 2 号与 3 号发生碰撞时也不能交换速度，则 3 号不能摆到高度 h，A 错误；将 1、2 号一起移至高度 h 释放，在下落过程中以及摆起过程中动量都不守恒， 小钢球在最低点碰撞时，动量守恒，B 错误；右侧涂胶的 1 号与 2 号发生碰撞 后粘在一起，碰撞过程为非弹性碰撞，机械能不守恒，则再与 3 号发生碰撞后， 3 号不能摆到高度 h，C 错误；将 1 号和右侧涂胶的 2 号一起移至高度 h，释 放后 2 号与 3 号碰撞并粘在一起，属于非弹性碰撞，机械能不守恒，且释放后 下落过程中以及摆起过程中动量都不守恒，D 正确。 答案：D
C．1.6×105 kg
D．1.6×106 kg
解析：设 1 s 内喷出气体的质量为 m，喷出的气体与该发动机的相互作用 力为 F，由动量定理 Ft＝mv 知，m＝Fvt＝4.83××11006×3 1 kg＝1.6×103 kg， 选项 B 正确。
答案：B
3．(2017·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
6．(2016·全国卷Ⅱ)如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光 滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的 冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面 3 m/s 的速度向斜面体 推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为 h＝0.3 m(h 小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为 m1＝30 kg，冰块的质量 为 m2＝10 kg，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小 g＝10 m/s2。 (1)求斜面体的质量。 (2)通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？
专题(29)专题五 力学三大观点的综合应用(解析版)
2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练专题（29）专题五力学三大观点的综合应用（解析版）知识点一力的三个作用效果与五个规律知识点二常见的力学模型及其结论命题热点 动力学、动量和能量观点在力学中的应用 力学三大观点的综合应用 选择力学三大观点的一般原则1、在光滑的水平面上有a 、b 两球，其质量分别为m a 、m b ，两球在t 0时刻发生正碰，并且在碰撞过程中无机械能损失，两球碰撞前后的速度—时间图象如图所示，下列关系正确的是( )A ．m a ＞m bB ．m a ＜m bC ．m a ＝m bD ．无法判断【答案】B【解析】由图象知a 球以一初速度向原来静止的b 球运动，碰后a 球反弹且速度大小小于其初速度大小，根据动量守恒定律，a 球的质量小于b 球的质量。
2、如图所示，质量为M 的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m 的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v 0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后( )A ．两者的速度均为零B ．两者的速度总不会相等C ．盒子的最终速度为mv 0M ，方向水平向右D ．盒子的最终速度为mv 0M ＋m ，方向水平向右【答案】D【解析】由于盒子内表面不光滑，在多次碰后物体与盒相对静止，由动量守恒得：mv 0＝(M ＋m )v ′，解得：v ′＝mv 0M ＋m，故D 正确。
3、（多选）A 、B 两球沿同一条直线运动，如图所示的x －t 图象记录了它们碰撞前后的运动情况，其中a 、b 分别为A 、B 碰撞前的x －t 图象。
c 为碰撞后它们的x －t 图象。
若A 球质量为1 kg ，则B 球质量及碰后它们的速度大小为( )A ．2 kg B.23kgC ．4 m/sD ．1 m/s【答案】BD【解析】由图象可知碰撞前二者都做匀速直线运动，v a ＝4－102 m/s ＝－3 m/s ，v b ＝4－02 m/s＝2 m/s ，碰撞后二者连在一起做匀速直线运动，v c ＝2－44－2m/s ＝－1 m/s 。
6.4用三大观点处理力学问题(解析版)-2023年高考物理一轮复习提升核心素养
6.4用三大观点处理力学问题1．解动力学问题的三个基本观点(1)力的观点：运用牛顿运动定律结合运动学知识解题，可处理匀变速运动问题．(2)能量观点：用动能定理和能量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题．(3)动量观点：用动量守恒观点解题，可处理非匀变速运动问题．2．力学规律的选用原则(1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律．(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理(涉及时间的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题．(3)若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决问题，但需注意所研究的问题是否满足守恒的条件．(4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律，系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，即转变为系统内能的量．(5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，需注意到这些过程一般均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转换．作用时间都极短，因此用动量守恒定律去解决．动力学与动量观点的综合应用1.力学中的五大规律规律公式表达牛顿第二定律F合＝ma动能定理W合＝ΔE kW合＝12mv22－12mv21机械能守恒定律E1＝E2mgh1＋12mv21＝mgh2＋12mv22动量定理F合t＝p′－pI 合＝Δp动量守恒定律m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′2.规律的选用(1)认真审题，明确题目所述的物理情境，确定研究对象。
(2)分析研究对象的受力情况、运动状态以及运动状态的变化过程，作草图。
(3)根据运动状态的变化规律确定解题观点，选择适用规律：①若用力的观点解题，要认真分析运动状态的变化，关键是求出加速度； ②若用两大定理求解，应确定过程的始、末状态的动量(动能)，分析并求出过程中的冲量(功)；③若可判断研究对象在某运动过程中满足动量守恒或机械能守恒的条件，则可根据题意选择合适的始、末状态，列守恒关系式，一般这两个守恒定律多用于求研究对象在末状态时的速度(率)。
2024版新教材高考物理复习特训卷考点38动量冲量动量定理
考点38 动量冲量动量定理——练基础1．[2023·湖南岳阳测试]“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：“宋人有耕田者．田中有株，兔走触株，折颈而死．因释其耒而守株，冀复得兔．兔不可复得，而身为宋国笑．”假设一只兔子的质量为 2 kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动，经过1.2 s速度大小达到 9 m/s后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为 1 m/s，设兔子与树的作用时间为 0.05 s，重力加速度g取 10 m/s2.下列说法正确的是( )A．加速过程中兔子的加速度为180 m/s2B．加速过程中地面对兔子的平均水平作用力大小为20 NC．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 ND．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N2．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3.[2023·安徽省滁州市高考模拟]全民运动，始于“足下”，足球已经成为中国由“体育大国”向“体育强国”转变具有代表性的重要一步．如图所示，学生练习用脚颠球．足球的质量为0.4 kg，某一次足球由静止自由下落0.8 m，被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度为0.45 m．已知足球与脚部的作用时间为0.1 s，重力加速度大小g取10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A.足球从下落到再次上升到最大高度，全程用了0.7 sB．在足球与脚接触的时间内，合外力对足球做的功为1.4 JC．足球与脚部作用过程中动量变化量大小为2.8 kg· m/sD．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4 N·s4．[2023·福建莆田二模]如图甲是我国首艘“海上飞船”—“翔州1”．“翔州1”在平静的水面由静止开始在水平面上沿直线运动，若运动过程中受到的阻力不变，水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示t＝50 s后，“翔州1”以20 m/s的速度做匀速直线运动．则下列说法正确的是( )A．“翔州1”所受阻力的大小为2.0×104NB．0～50 s内，“翔州1”所受合外力冲量的大小为1.0×106N·sC．“翔州1”的质量为2.5×104kgD．0～50 s内，动力F的功为5.0×106J5.[2023·广东茂名二模]蹦床是我国的优势运动项目，我国蹦床运动员朱雪莹在东京奥运会上一举夺冠，为祖国争了光．如图所示为朱雪莹比赛时的情景，比赛中某个过程，她自距离水平网面高3.2 m处由静止下落，与网作用后，竖直向上弹离水平网面的最大高度为5 m，朱雪莹与网面作用过程中所用时间为0.7 s．不考虑空气阻力，重力加速度取10 m/s2，若朱雪莹质量为60 kg，则网面对她的冲量大小为( )A．420 N·sB．480 N·sC．1 080 N·sD．1 500 N·s6．[2022·湖北卷]一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v.前后两段时间内，合外力对质点做功分别为W1和W2，合外力的冲量大小分别为I1和I2.下列关系式一定成立的是( )A.W2＝3W1，I2≤3I1B．W2＝3W1，I2≥I1C．W2＝7W1，I2≤3I1D．W2＝7W1，I2≥I17．[2021·福建卷]福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响．已知10级台风的风速范围为24.5 m/s～28.4 m/s，16级台风的风速范围为51.0 m/s～56.0 m/s.若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的( )A．2倍B．4倍C．8倍D．16倍8．[2021·天津卷](多选)一冲九霄，问鼎苍穹.2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射升空，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段．下列关于火箭的描述正确的是( )A．增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力B．增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力C．当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速D．火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用9．[2021·北京卷]如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动．某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止．下列说法正确的是( )A．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向B．圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωrC．圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动D．圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr10．[2022·山东卷]我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭．如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空．从火箭开始运动到点火的过程中( )A．火箭的加速度为零时，动能最大B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量11．[2023·山东济宁一模]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( )A．Snmv20B．2Snmv2C．Snmv30D．2Snmv312．[2022·湖南卷](多选)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后，逐一打开引导伞、减速伞、主伞，最后启动反冲装置，实现软着陆．某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况，将其运动简化为竖直方向的直线运动，其v t图像如图所示．设该过程中，重力加速度不变，返回舱质量不变，下列说法正确的是( )A．在0～t1时间内，返回舱重力的功率随时间减小B．在0～t1时间内，返回舱的加速度不变C．在t1～t2时间内，返回舱的动量随时间减小D．在t2～t3时间内，返回舱的机械能不变13.[2023·北京西城区5月模拟]在跳台滑雪比赛中，运动员在空中运动时身体的姿态会影响其速度和下落的距离．如图甲，跳台滑雪运动员在某次训练时，助滑后从跳台末端水平飞出，从离开跳台开始计时，用v表示其水平方向速度，v t图像如图乙所示，运动员在空中运动时间为4 s．在此运动过程中，若运动员在水平方向和竖直方向所受空气阻力大小相等且保持恒定．已知运动员的质量为50 kg，重力加速度取10 m/s2，求：(1)滑雪运动员水平位移的大小和水平方向所受的阻力大小；(2)滑雪运动员在空中运动过程中动量变化量的大小(结果保留2位有效数字).14.[2021·重庆卷]我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔．小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测．某次，他在头盔中装入质量为5.0 kg 的物体(物体与头盔密切接触)，使其从1.80 m 的高处自由落下(如图)，并与水平地面发生碰撞，头盔厚度被挤压了0.03 m 时，物体的速度减小到零．挤压过程不计物体重力，且视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g 取10 m /s 2.求：(1)头盔接触地面前瞬间的速度大小；(2)物体做匀减速直线运动的时间；(3)物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小．考点38 动量 冲量 动量定理 ——练基础1．答案：D解析：兔子经过1.2 s 速度由0达到9 m/s ，根据加速度公式可知，a ＝v t ＝7.5 m/s 2，A 错误；匀加速过程中，设地面对兔子的平均水平作用力大小为f ，根据动量定理可知，ft ＝mv －0，代入数据解得f ＝15 N ，B 错误；撞树过程中，兔子撞树前的动量大小 p ＝mv ＝2×9 kg· m/s＝18 kg· m/s，以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量 p ′＝mv ′＝2×(－1)kg· m/s＝－2 kg· m/s，兔子撞树过程中动量的变化量Δp ＝p ′－p ＝－2 kg· m/s－18 kg· m/s＝－20 kg· m/s，由动量定理得 Ft ＝Δp ＝－20 N·s，则兔子受到的平均作用力大小为 400 N ，C 错误，D 正确．2．答案：D解析：汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体接触．司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理Δp ＝F Δt 知，司机所受作用力减小；又知安全气囊打开后，司机与物体的接触面积变大，因此减少了司机单位面积的受力大小；碰撞过程中，动能转化为内能．综上可知，D 正确．3．答案：C 解析：足球下落时间为t 1＝2h 1g ＝0.4 s足球上升时间为t 2＝ 2h 2g ＝0.3 s总时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝0.8 s ，A 错误；在足球与脚接触的时间内，合外力对足球做的功为W 合＝12mv 22 －12mv 21 根据运动学公式v 21 ＝2gh 1，v 22 ＝2gh 2解得W 合＝－1.4 J ，B 错误；足球与脚部作用过程中动量变化量大小为Δp ＝mv 2－()－mv 1＝2.8 kg· m/s，C 正确；足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为I G ＝mgt ＝0.4×10×0.8 N·s＝3.2 N·s，D 错误．4．答案：C解析： 根据图像中匀速运动可知“翔州1”所受阻力的大小为1.0×104 N ，A 错误；在0～50 s 内，“翔州1”所受合外力冲量的大小为I ＝Ft －F f t ，代入数据可得I ＝5×105 N·s，B 错误；由动量定理可知Ft －F f t ＝mv ，解得m ＝2.5×104 kg ，C 正确；在0～50 s 内，动力F 是变力，加速度变化，无法求位移，无法求解功，D 错误．5．答案：D解析：由静止下落到接触网面时，根据动能定理有mgh 1＝12mv 21 可得，接触网面瞬间的速度为v 1＝8 m/s ，方向竖直向下从离开网面到最大高度时，根据动能定理有－mgh 2＝0－12mv 22 可得，离开网面瞬间的速度为v 2＝10 m/s ，方向竖直向上取向上为正方向，则根据动量定理有I －mgt ＝mv 2－m (－v 1)带入数据可得，网面对她的冲量大小为I ＝1 500 N·s，故选项D 正确．6．答案：D解析：在前一段时间内，根据动能定理得：W 1＝12m (2v )2－12mv 2＝3×12mv 2 在后一段时间内，根据动能定理得：W 2＝12m (5v )2－12m (2v )2＝21×12mv 2 所以W 2＝7W 1；由于速度是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是：m ·2v －mv ≤I 1≤m ·2v ＋mv ，即mv ≤I 1≤3mvm ·5v －m ·2v ≤I 2≤m ·5v ＋m ·2v ，即3mv ≤I 2≤7mv可知：I 2≥I 1，故D 正确，A 、B 、C 错误．7．答案：B解析：设空气的密度为ρ，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为S ，在时间Δt 的空气质量为：Δm ＝ρSv ·Δt ，假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零，对风由动量定理得：－F Δt ＝0－Δmv ，可得F ＝ρSv 2，10级台风的风速v 1≈25m/s ，16级台风的风速v 2≈50 m/s，则有F 2F 1＝v 22 v 21≈4，B 正确． 8．答案：AB解析：根据F Δt ＝Δmv 可知，增加单位时间的燃气喷射量(即增加单位时间喷射气体的质量Δm )或增大燃气相对于火箭的喷射速度v ，都可以增大火箭的推力，故选项A 、B 正确．当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时，燃气相对火箭的速度不为零，且与火箭的运动方向相反，火箭仍然受推力作用做加速运动，故C 错误；燃气被喷出的瞬间，燃气对火箭的反冲力作用在火箭上使火箭获得推力，故D 错误．9．答案：D解析：圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受的摩擦力方向指向转轴提供向心力，方向沿半径方向，故A 错误；由动量定理可知，圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为零，B 错误；圆盘停止转动后，小物体沿运动轨迹的切线方向运动，C 错误；由动量定理可知，整个滑动过程摩擦力的冲量大小I ＝mωr －0＝mωr ，D 正确．10．答案：A解析：从火箭开始运动到点火的过程中，火箭先加速运动后减速运动，当加速度为零时，动能最大，A 项正确；高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量，B 项错误；根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F 、火箭自身的重力mg 和空气阻力f 的冲量矢量和等于火箭动量的变化量，C 项错误；根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F 、火箭自身的重力mg 和空气阻力f 对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量，D 项错误．11．答案：C解析：t 时间内黏附在飞船上的尘埃质量M ＝Sv 0tnm ，对黏附的尘埃，由动量定理得Ft ＝Mv 0，解得F ＝Snmv 20 .为维持飞船匀速运动，飞船发动机牵引力的功率为P ＝Fv 0＝Snmv 30 ，C 正确．12．答案：AC解析：由题知，返回舱的运动简化为竖直方向的直线运动，所以重力的功率P ＝mgv ，因此在0～t 1时间内，结合v t 图像可知返回舱重力的功率随时间减小，A 项正确；v t 图像的斜率表示返回舱的加速度，故0～t 1时间内，返回舱的加速度不断减小，B 项错误；返回舱的动量大小与其速度大小成正比，所以t 1～t 2时间内，返回舱的动量随时间减小，C 项正确；在t 2～t 3时间内，返回舱匀速下降，机械能不守恒，D 项错误．13．答案：(1)56 m 50 N (2)1.8×103 N·s解析：(1)设运动员的水平位移为x ，由水平方向v t 图像可得x ＝v 0＋v 2t 解得x ＝56 m设运动员在水平方向的加速度大小为a ，水平方向所受的阻力为f 1，竖直方向所受阻力为f 2，由运动学规律和牛顿第二定律得a ＝v －v 0t ，－f 1＝ma 代入数值可得f 1＝50 N.(2)由题意知f 2＝f 1＝50 N根据平行四边形定则可得F 合＝f 21 ＋（mg －f 2）2对运动员在空中运动过程应用动量定理可得Δp ＝F 合t解得Δp ＝1.8×103 N·s.14．答案：(1)6 m/s (2)0.01 s (3)3 000 N解析：(1)由自由落体运动规律可得：v 2＝2gh ，其中：h ＝1.80 m代入数据解得：v ＝6 m/s ；(2)由匀变速直线运动规律可得：Δx ＝v 2t ，其中Δx ＝0.03 m 代入数据解得：t ＝0.01 s ；(3)取向下为正方向，由动量定理得：－Ft ＝0－mv代入数据解得：F ＝3 000 N ．。
2020年高考回归复习—力学解答题之含碰撞的多过程模型 含解析
高考回归复习—力学解答题之含碰撞的多过程模型1．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。
现将A 无初速度释放，A 与B 碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。
已知圆弧轨道光滑，半径R =0.2m ；A 和B 的质量相等均为1kg ；A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2。
取重力加速度g =10m/s 2。
求：（1）碰撞前瞬间A 的速率v ；（2）A 和B 系统碰撞过程损失的机械能；（3）A 和B 整体在桌面上滑动的距离L 。
2．汽车A 在水平冰雪路面上行驶，驾驶员发现其正前方停有汽车B ，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B 。
两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B 车向前滑动了4.5m ，A 车向前滑动了2.0m 。
已知A 和B 的质量分别为32.01.0x kg 和31.51.0x kg ，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小210/g m s ，求：（1）碰撞后的瞬间B 车速度的大小 （2）碰撞前的瞬间A 车速度的大小3．如图所示，光滑水平轨道距地面高h=0.8m ，其左端固定有半径R=0.6m 的内壁光滑的半圆管形轨道，轨道的最低点和水平轨道平滑连接．质量m 1=1.0kg 的小球A 以v 0=9m/s 的速度与静止在水平轨道上的质量m 2=2.0kg 的小球B 发生对心碰撞，碰撞时间极短，小球A 被反向弹回并从水平轨道右侧边缘飞出，落地点到轨道右边缘的水平距离s=1.2m ．重力加速度g=10m/s 2．求：（1）碰后小球B 的速度大小v B ；（2）小球B 运动到半圆管形轨道最高点C 时对轨道的压力．4．如图所示，光滑的水平台高4m h =，在水平台上放置A 、B 两物体，质量分别为121.5kg,2kg m m ==，一半径2m R =的光滑固定圆弧轨道竖直放置，与水平地面相切于C 点，半径OD 与竖直方向OC 的夹角53θ=︒，现使物体A 以012m/s v =的初速度水平向右运动，并与物体B 发生正碰，物体B 离开平台后恰能沿D 点切线方向滑入圆弧轨道。
2024年高中物理新教材同步 选择性必修第一册 第1章 2 动量定理
2 动量定理[学习目标] 1.理解冲量的概念，知道冲量是矢量，会计算某力的冲量(重点)。
2.理解动量定理的含义及其表达式，会运用动量定理解决实际问题(重难点)。
3.会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象(重点)。
一、动量定理的理解如图，一个质量为 m 的物体在光滑的水平面上受到恒力F 的作用，做匀变速直线运动。
在初始时刻，物体的速度为 v ，经过一段时间Δt ，它的速度为v ′。
试推导F 、Δt 与Δp 的关系。
答案 加速度a ＝v ′－v Δt 根据牛顿第二定律F ＝ma ，则有 F ＝m v ′－v Δt ＝m v ′－m v Δt ＝p ′－p Δt，即F Δt ＝p ′－p1．冲量(1)定义：力与力的作用时间的乘积。
(2)定义式：I ＝F Δt 。
(3)物理意义：冲量是反映力的作用对时间的累积效应的物理量，力越大，作用时间越长，冲量就越大。
(4)单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛秒，符号为N·s 。
(5)矢量性：冲量是矢(填“矢”或“标”)量。
如果力的方向恒定，则冲量的方向与力的方向相同。
2．动量定理(1)内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的动量变化量。
(2)表达式：I ＝p ′－p 或F (t ′－t )＝m v ′－m v 。
1．对动量定理的理解(1)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
(2)动量定理的表达式F Δt ＝m v ′－m v 是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向。
(3)公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变化的力，则F应理解为合外力在作用时间内的平均值。
(4)动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，而且对微观粒子的高速运动同样适用。
2．动量定理、动能定理的区别(1)动量定理指出力在时间上的积累改变了物体的动量，动能定理指出力在空间上的积累改变了物体的动能。
(2)动量定理是矢量式，动能定理是标量式。
(1)作用在物体上的力很大，物体所受的冲量一定也很大。
汽车碰撞安全测试解析
汽车碰撞安全测试解析引言汽车碰撞安全测试是评估汽车在碰撞事件中的表现和保护乘客的能力的重要手段。
通过模拟真实场景中的碰撞情况，汽车制造商能够了解车辆的结构强度、座椅、安全气囊系统等安全装备的有效性。
本文将深入探讨汽车碰撞安全测试的目的和流程，并分析测试结果对汽车安全性能的重要作用。
目的汽车碰撞安全测试的主要目的是评估车辆对碰撞事件的响应能力。
这包括以下几个方面：1.评估车辆结构的强度：汽车碰撞安全测试能够测试车辆的结构强度，以确定车辆在碰撞中是否能够保持较好的刚性结构，从而保护车内乘客。
2.评估安全气囊系统的效果：安全气囊是汽车碰撞中的重要安全装备，能够在碰撞时迅速充气，减轻乘客的冲击力，起到保护作用。
3.评估座椅和安全带系统的效果：座椅和安全带是乘客的主要保护装置，能够有效地限制乘客在碰撞中的运动，减少伤害。
流程汽车碰撞安全测试通常包括以下步骤：1.制定测试计划：在测试之前，测试人员会制定详细的测试计划，包括测试的类型、速度和角度等参数。
2.准备测试设备：汽车碰撞测试需要特殊设备，如碰撞试验台、高速摄像机等。
测试人员需要确保设备状态良好，以保证测试结果的准确性。
3.进行碰撞测试：测试人员根据测试计划，将车辆驶入碰撞试验台，并设定适当的速度和角度进行碰撞测试。
测试过程中，高速摄像机会记录碰撞瞬间的各种细节。
4.分析测试数据：测试完成后，测试人员会对测试数据进行详细分析，包括车辆结构受损情况、安全气囊的充气速度和角度、乘客受力情况等。
5.评估测试结果：基于测试数据的分析，测试人员会评估车辆在碰撞中的表现，并对车辆的安全性能进行评估。
评估结果将影响汽车制造商对车辆的改进和设计决策。
测试结果的重要性汽车碰撞安全测试的结果对于汽车制造商和消费者都具有重要意义：1.改进设计决策：通过评估测试结果，汽车制造商可以了解车辆在碰撞中的强度表现和安全装备的效果。
这些信息将有助于制造商改进车辆的设计，增强车辆的安全性能。
《碰撞》碰撞力学原理与解析
《碰撞》碰撞力学原理与解析《碰撞力学原理与解析》在我们的日常生活和自然界中，碰撞是一种极其常见的现象。
从台球桌上球与球的撞击，到汽车在道路上的碰撞事故，再到天体之间的相互碰撞，碰撞无处不在。
而要理解这些碰撞现象背后的力学原理，就需要深入探究碰撞力学这一重要的物理学领域。
首先，让我们来明确一下什么是碰撞。
简单来说，碰撞就是两个或多个物体在极短的时间内相互作用，并使它们的运动状态发生改变。
在碰撞过程中，物体之间会产生相互作用力，这些力的大小和方向会随着碰撞的进程而变化。
碰撞可以分为弹性碰撞和非弹性碰撞两种主要类型。
弹性碰撞是指在碰撞过程中，没有机械能的损失，碰撞前后系统的总动能保持不变。
例如，两个质量相同的刚性小球，以相同的速度相向碰撞后，会各自沿着相反的方向以原来的速度弹回。
这种理想的弹性碰撞在实际生活中很难完全实现，但像一些高质量的弹簧系统或者某些微观粒子的碰撞，近似于弹性碰撞。
与之相对的是非弹性碰撞，在非弹性碰撞中，机械能会有一定的损失，转化为其他形式的能量，比如热能、声能等。
一个常见的例子是，一块橡皮泥撞击到墙壁后会粘在墙上，碰撞后的总动能明显小于碰撞前。
而完全非弹性碰撞则是一种特殊的非弹性碰撞，在这种碰撞中，两物体碰撞后会以相同的速度一起运动，机械能的损失达到最大。
在研究碰撞时，动量守恒定律是一个非常关键的原理。
动量被定义为物体的质量与速度的乘积。
在一个封闭的系统中，即没有外力作用的情况下，碰撞前后系统的总动量保持不变。
这意味着，在碰撞前系统中各个物体的动量之和等于碰撞后各个物体的动量之和。
例如，假设一辆质量为 m1 速度为 v1 的汽车与一辆质量为 m2 速度为 v2 的汽车发生正面碰撞，碰撞后它们的速度分别变为 v1' 和 v2'。
根据动量守恒定律，我们可以得到：m1v1 ＋ m2v2 ＝ m1v1' ＋ m2v2'。
动能在碰撞中也有着重要的作用。
动能的大小与物体的速度的平方成正比。
课时作业4:：1.1-1.2 动量 动量定理
1动量2动量定理考点一动量及动量的变化1．两个物体具有相同的动量，则它们一定具有()A．相同的速度B．相同的质量C．相同的运动方向D．相同的动能答案 C解析动量是矢量，动量相同，其大小和方向都得相同，故方向一定相同，而大小p＝m v，如果质量不同，则速度不同，如果速度不同，则质量不同，故A、B错误，C正确；由E k＝p22m知动量相同，动能不一定相同，D错误．2．(多选)质量为0.5 kg的物体，运动速度大小为3 m/s，它在一个变力作用下，经过一段时间后速度大小变为7 m/s，则这段时间内动量的变化量可能为()A．5 kg·m/s，方向与初速度方向相反B．5 kg·m/s，方向与初速度方向相同C．2 kg·m/s，方向与初速度方向相反D．2 kg·m/s，方向与初速度方向相同答案AD解析以初速度方向为正方向，如果末速度的方向与初速度方向相反，由定义式Δp＝m v′－m v得Δp＝0.5×(－7－3) kg·m/s＝－5 kg·m/s，负号表示Δp的方向与初速度方向相反，选项A正确；如果末速度方向与初速度方向相同，由定义式Δp＝m v′－m v得Δp＝0.5×(7－3) kg·m/s＝2 kg·m/s，方向与初速度方向相同，选项D正确．考点二冲量3．下面关于冲量的说法中正确的是()A．物体受到很大的冲力时，其冲量一定很大B．当力与位移垂直时，该力的冲量为零C．不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同D．只要力的大小恒定，在相同时间内的冲量就恒定答案 C解析冲量是力与时间的乘积，是矢量；力大，冲量不一定大，A错误；冲量是力对时间的累积，和力与位移是否垂直无关，B错误；不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同，C正确；力的大小恒定，其相同时间内冲量方向不一定相同，D错误．4.如图1所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度变为零然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F f，重力加速度为g.在整个过程中，重力对滑块的总冲量为()图1A．mg sin θ(t1＋t2) B．mg sin θ(t1－t2)C．mg(t1＋t2) D．0答案 C解析根据冲量的定义式I＝Ft，因此重力对滑块的冲量应为重力乘作用时间，所以I G＝mg(t1＋t2)，C正确．考点三动量定理5．(多选)将物体水平抛出，在物体落地前(不计空气阻力)()A．动量的方向不变B．动量变化量的方向不变C．相等时间内动量的变化量相同D．相等时间内动量的变化量越来越大答案BC解析做平抛运动的物体在落地前速度的方向不断变化，故动量的方向变化，选项A错误；动量变化量等于重力的冲量，故动量变化量的方向不变，选项B正确；根据动量定理，相等时间内动量的变化量等于mgt，故相等时间内动量的变化量相同，选项C正确，D错误．6．同一人以相同的力量跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于()A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小B．人跳在沙坑的动量变化量比跳在水泥地上的小C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小答案 D解析人落地前的速度是一定的，所以选项A错误；初动量是一定的，落地后静止，末动量一定，人的动量变化量是一定的，选项B错误；由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化量，所以两种情况下人受到的冲量相等，选项C错误；落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化量一定的情况下，时间t越长，则受到的冲力F越小，故选项D正确．7．(多选)在任何相等时间内，物体动量的变化量总是相等的运动可能是()A．匀速圆周运动B．匀变速直线运动C．自由落体运动D．平抛运动答案BCD解析物体做匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变．由动量定理可知，它们在任何相等时间内的动量变化量总相等，而物体做匀速圆周运动的合外力是变力，故B、C、D均正确，A错误．8．(多选)(2020·江苏如皋高二上调研)运动员挥拍将质量为m的网球击出．如果网球被球拍击打前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2>v1.重力影响可忽略，则此过程中球拍对网球作用力的冲量()A．大小为m(v2＋v1) B．大小为m(v2－v1)C．方向与v1方向相同D．方向与v2方向相同答案AD解析以v1的方向为正方向，则球拍对网球作用力的冲量为I＝－m v2－m v1＝－m(v1＋v2)，则冲量的大小为m(v1＋v2)，方向与v1方向相反，与v2方向相同，选项A、D正确，B、C错误．9.质量为1 kg的物体做直线运动，其速度－时间图像如图2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()图2A．10 N·s,10 N·sB．10 N·s，－10 N·sC．0,10 N·sD．0，－10 N·s答案 D解析由题图可知，在前10 s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5 kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10 s内末状态的动量p3＝－5 kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10 N·s，故D 正确．10．(2020·全国卷Ⅰ)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答案 D解析汽车剧烈碰撞瞬间，安全气囊弹出，立即跟司机身体接触．司机在很短时间内由运动到静止，动量的变化量是一定的，由于安全气囊的存在，作用时间变长，据动量定理Δp＝FΔt 知，司机所受作用力减小；又知安全气囊打开后，司机受力面积变大，因此减小了司机单位面积的受力大小；碰撞过程中，动能转化为内能．综上可知，选项D正确．11．(多选)(2020·河北石家庄二中高二上月考)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速度变化为v，在这段时间内物体动量变化量的大小可能是(重力加速度为g)()A．m(v－v0) B．mgtC．m v2－v02D．m2gh答案BCD解析根据动量定理，物体动量的变化量应该等于末动量与初动量的矢量差，而不是代数差，A错误；由动量定理I合＝Δp知Δp＝mgt，B正确；由公式Δp＝mΔv＝m v y＝m v2－v02＝m2gh，则C、D正确．12．质量为0.2 kg的球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面，再以4 m/s的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球所受合外力的冲量I和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是()A．I＝2 kg·m/s W＝－2 JB．I＝－2 kg·m/s W＝2 JC．I＝0.4 kg·m/s W＝－2 JD．I＝－0.4 kg·m/s W＝2 J答案 A解析取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞过程中合外力的冲量等于动量的变化量I＝Δp＝m v2－m v1＝0.2×4 kg·m/s－0.2×(－6) kg·m/s＝2 kg·m/s，方向竖直向上．由动能定理知，合外力对小球做的功W ＝12m v 22－12m v 12＝－2 J. 13.如图3所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v 抽出纸条后，铁块掉到地面上的P 点，若以速度2v 抽出纸条，则铁块落地点为( )图3A ．仍在P 点B ．在P 点左侧C ．在P 点右侧不远处D ．在P 点右侧原水平位移的两倍处答案 B解析 以速度2v 抽出纸条时，纸条对铁块的作用时间变短，而纸条对铁块的作用力相同，故与以速度v 抽出相比，纸条对铁块的冲量I 减小，铁块获得的动量减小，平抛的初速度减小，水平射程减小，故落在P 点左侧，选项B 正确．14．一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点，距离A 点5 m 的位置B 处是一面竖直墙，如图4所示．物块以v 0＝9 m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ，碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止．g 取10 m/s 2.图4(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05 s ，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ；(3)碰撞后物块克服摩擦力的功．答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J解析 (1)由动能定理，有－μmgs ＝12m v 2－12m v 02 可得μ＝0.32.(2)选返回方向为正方向，由动量定理，有F Δt ＝m v ′－m v ，可得F ＝130 N.(3)由动能定理得，碰撞后物块克服摩擦力的功W ＝12m v ′2＝9 J. 15.如图5所示，用0.5 kg 的铁锤竖直把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度大小为4.0 m/s.如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01 s ，那么：图5(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力是多少？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子时，钉子受到的平均作用力又是多少？(g 取10 m/s 2) 答案 (1)200 N ，方向竖直向下 (2)205 N ，方向竖直向下解析 (1)以铁锤为研究对象，不计铁锤重力时，只受钉子的作用力，方向竖直向上，设为F 1，取竖直向上为正，由动量定理可得F 1t ＝0－m v所以F 1＝－0.5×(－4.0)0.01N ＝200 N ，方向竖直向上． 由牛顿第三定律知，钉子受到的平均作用力为200 N ，方向竖直向下．(2)若考虑铁锤重力，设此时铁锤受钉子的作用力为F 2，取竖直向上为正，对铁锤应用动量定理得(F 2－mg )t ＝0－m vF 2＝－0.5×(－4.0)0.01N ＋0.5×10 N ＝205 N ，方向竖直向上． 由牛顿第三定律知，钉子受到的平均作用力为205 N ，方向竖直向下．。
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车的动作真是潇洒。
此时，他并没有系安全带，而安全带提示音在一阵无力的呻吟过后也消失了。
◆在发生碰撞时，没系安全带的乘员会受到非常严重的伤害。
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假如这时发生交通事故会怎样？在巨大的撞击力度下，前保险杠会最大程度的完成自己的溃缩，空调冷凝器和水箱会严重变形，弯折的发动机舱盖可以吸收一部分能量，随后，发动机也会被殃及到，为了避免发动机侵入车厢，支撑元件会折断以让发动机先下沉再后移，此时的发动机舱内部已经变得凌乱不堪。
碰撞能量的最后一关是由高强度钢材搭建的车厢结构，这也是驾乘人员的最后一层屏障，不过，躲在车内就会安全吗？当然不是，我们的身体会被巨大的减速度肆意蹂躏，但不同的是，我所系的安全带在碰撞的瞬间成了我的救世主，它会把我尽可能的束缚在座椅上，为气囊的开启赢得时间，最后，我狠狠地撞在隆起的气囊上，此时，我不见得毫发未损，有可能我的锁骨被安全带勒断了，也有可能我的面部被弹出的气囊打的鼻青脸肿，但幸运的是我在这场劫难中存活了下来。
而为逞一时之能没有系安全带的司机则在这场碰撞事故中倒了大霉，他的头部撞在方向盘上，沉闷的声响还没结束，紧接着，气囊以大约300km/h的速度弹出，这当头一击或许不是致命的，但颈椎的分崩离析想不断气都难了。
◆我们自己也做了相关的测试体验。
●对0.03秒的拆解分析
当发生正面碰撞时，从碰撞传感器将信号传递给气囊电脑再到气囊弹出起到保护作用，该过程大约需要0.03秒，所以，我们要等着气囊弹出来，但在巨大的撞击力度面前，你基本不可能对自己的身体掌有控制权，此时，安全带的价值就突显出来了。
-- 安全带在做什么？
当身体快速前倾时，安全带的控制装置就会对快速抽出的安全带进行干预，以实现对身体姿态的控制，随后，气囊弹起，对乘员形成保护。
无论怎样，安全带一定是主要的安全装置，它是与乘员身体始终直接接触的安全部件，但伸缩自如的安全带是怎么在危急时刻完成锁死的？
☆采用机械式控制装置的安全带
采用机械式控制的安全带可以兼顾到驾乘人员的舒适性，当遇到紧急情况时（急刹车而非碰撞事故），乘员身体同样会快速前倾，这时，控制装置内部的滚轮也会随之快速旋转，在离心力的作用下卡子被带出，这时，就会将旋转的滚轮锁住，安全带也会瞬间被限制，从而实现对乘员的保护，待乘员身体恢复正常坐姿时，安全带也会恢复到原先松弛的状态。
如果你觉得我的描述太过抽象，那你可以试着用手快速拽动安全带就能有所体会了。
☆电子式控制装置的安全带
电子式控制装置的安全带是以机械式安全带为基础开发而来，只不过，电子控制装置在应对突发情况时则更为聪明，凭借系统收集而来的减速度信息，它可以依靠伺服电机第一时间完成安全带的预紧工作。
☆爆燃式安全带
相比前两种类型，爆燃式预紧装置的执行力则显得更为彻底。
当发生碰撞时，气囊电脑会对安全带限制器发出收紧信号，即引燃内部的气体发生剂，产生的大量气体瞬间积聚后，推动活塞上移以拉动金属带套环，进而带动安全带轴转动并向回拉动安全带直至其被锁止，乘员身体被收紧的安全带固定，这便实现了对乘员的初级保护。
这个过程是不可逆的，也就是说，经过一次碰撞事故后，这种爆燃式安全带也就要退役了。
-- 安全带也跨界
安全带的预紧可以避免在紧急情况下乘员身体的大幅度前移，但在这个过程里，给乘员身体造成的压力也着实不小，在交通事故中，被安全带误伤的情况屡见不鲜。
为了改善这种情况，福特研发部门决定将安全带与安全气囊结合，在原先设计好的安全带中预留一个空气袋，并装配了类似安全气囊的传感装置，而就在安全带产生勒紧动作时，此气囊也会同时充气，产生弹性的空间，让安全带勒紧时对于乘员的伤害不再如此剧烈。
福特工程师将这种新型安全带首先运用在后座，并希望此设计能有效减少乘客头部、脖子与肩部的二次伤害，且由于气囊的大面积保护，更能使乘客的躯干部位遭受伤害的几率再度降低。
-- 赛车的安全带
与民用车不同，赛车所使用的安全带并不具备预紧功能，它通过多点式安全带将车身牢牢地固定在桶形座椅内。
因此，即便赛车不装配气囊，车手也可以得到很好的保护。
2001年的纳斯卡赛事，车手恩哈特在一次并不严重的撞车事故中丧命，其死因为颅骨骨折。
通过这个案例，赛事相关部门认识到要对车手的颈部进行有效的保护。
自此，HANS 头颈支撑系统正式成为车手安全装备中的一项。
赛车运动本身确实存在一定的危险性，这是公认的，所以，大家都会有比较的高的安全意识，无论从车手还是从技师的角度，他们都会充分利用那些可以提高安全性的装备。
有时候，我们甚至说开赛车要比在马路上开车安全，在我看来，这全凭“意识”二字。