高考物理二轮复习 专题二 功与能 动量 第7讲 碰撞与动量守恒学案-人教版高三全册物理学案.docx

第7讲碰撞与动量守恒主干知识体系核心再现及学科素养知识规律(1)动量和冲量的概念．(2)动量定理的应用．(3)动量守恒的条件和表达式．(4)三类碰撞的特点．(5)爆炸和反冲的特点．(6)力学中的两大守恒思想．①能量守恒．②动量守恒．思想方法(1)物理思想：理想化模型思想、守恒思想、类比思想．(2)物理方法：临界法、整体与隔离法.1．(2018·全国Ⅱ卷15)高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下与地面的碰撞时间约为2ms则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为()A．10NB．102NC．103ND．104NC[设每层楼高约为3m则下落高度约为h＝3×25m＝75m由mgh＝eq\f(12)mv2及(F－mg)t＝mv知鸡蛋对地面的冲击力F＝eq\f(mvt)＋mg≈103N]2．(2018·全国Ⅲ卷21)如图一平行板电容器连接在直流电源上电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反使它们分别静止于电容器的上、下极板附近与极板距离相等．现同时释放a、b它们由静止开始运动．在随后的某时刻ta、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面．a、b间的相互作用和重力可忽略．下列说法正确的是()A．a的质量比b的大B．在t时刻a的动能比b的大C．在t时刻a和b的电势能相等D．在t时刻a和b的动量大小相等BD[A错：经时间t、a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面则xa>xb根据x＝eq\f(12)at2得aa＞ab又由a＝eq\f(Fm)知ma<mb；B对：经时间t到下半区域的同一水平面则电场力做功Wa>Wb由动能定理知a的动能比b的动能大；C错：a、b处在同一等势面上根据Ep＝qφa、b的电势能绝对值相等符号相反；D对：根据动量定理Ft＝p－p0则经过时间ta、b的动量大小相等．]3．(2018·天津卷9(1))质量为0.45kg的木块静止在光滑水平面上一质量为0.05kg的子弹以200m/s的水平速度击中木块并留在其中整个木块沿子弹原方向运动则木块最终速度的大小是________m/s.若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N则子弹射入木块的深度为________m.解析设木块的最终速度为v则根据动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v解得v＝20m/s根据能量守恒定律得Ffd相对＝eq\f(12)mveq\o\al(20)－eq\f(12)(M＋m)v2解得d相对＝0.2m答案200.24．(2017·高考全国卷Ⅰ14)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A．30kg·m/sB．5.7×102kg·m/sC．6.0×102kg·m/sD．6.3×102kg·m/sA[燃气从火箭喷口喷出的瞬间火箭和燃气组成的系统动量守恒设燃气喷出后的瞬间火箭的动量大小为p根据动量守恒定律可得p－mv0＝0解得p＝mv0＝0.050kg×600m/s＝30kg·m/s选项A正确．]5．(2016·高考全国卷Ⅰ35节选)某游乐园入口旁有一喷泉喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中．为计算方便起见假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后在竖直方向水的速度变为零在水平方向朝四周均匀散开．忽略空气阻力．已知水的密度为ρ重力加速度大小为g.求：(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；(2)玩具在空中悬停时其底面相对于喷口的高度．解析(1)设Δt时间内从喷口喷出的水的体积为ΔV质量为Δm则Δm＝ρΔV①ΔV＝v0SΔt②由①②式得单位时间内从喷口喷出的水的质量为eq\f(ΔmΔt)＝ρv0S③(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v.对于Δt时间内喷出的水由能量守恒得eq\f(12)(Δm)v2＋(Δm)gh＝eq\f(12)(Δm)veq\o\al(20)④在h高度处Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为Δp＝(Δm)v⑤设水对玩具的作用力的大小为F根据动量定理有FΔt＝Δp⑥由于玩具在空中悬停由力的平衡条件得F＝Mg⑦联立③④⑤⑥⑦式得h＝eq\f(v\o\al(20)2g)－eq\f(M2g2ρ2v\o\al(20)S2)答案(1)ρv0S(2)eq\f(v\o\al(20)2g)－eq