用動量定理解答流體類問題和多過程問題01.知識點一03.隨堂自主檢測04.課時素養(yǎng)評價3內(nèi)容索引02.知識點二01.知識點一【重難突破】流體類模型流體及其特點通常液體流、氣體流等被廣義地視為“流體”，質(zhì)量具有連續(xù)性，通常已知密度ρ分析步驟1建立“柱狀模型”，沿流速v的方向選取一段柱形流體，其橫截面積為S2微元研究，作用時間Δt內(nèi)的一段柱形流體的長度Δl＝vΔt，對應(yīng)的質(zhì)量為Δm＝ρSvΔt3建立方程，應(yīng)用動量定理研究這段柱狀流體

答案：D

答案：A

02.知識點二【重難突破】用動量定理解多過程問題(1)對于過程較復(fù)雜的運動，可分段應(yīng)用動量定理，也可整個過程應(yīng)用動量定理．(2)物體受多個力作用，力的方向和作用時間往往不同，列動量定理時應(yīng)引起關(guān)注．例2在蹦床比賽中，一個質(zhì)量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處．已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s，若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大?。?g＝10m/s2)答案：1500N

答案：C

03.隨堂自主檢測1．舞中幡是中國傳承千年的雜技項目之一，在拋中幡表演中，雜技演員站在地上，將幡從胸口處豎直向上拋起，1.5s后，在自己的胸口處開始接幡，并下蹲緩沖，經(jīng)過0.5s，將幡接穩(wěn)在手中．若一根中幡質(zhì)量約為20kg，重力加速度g＝10m/s2.假設(shè)忽略幡運動過程中所受的空氣阻力，雜技演員接幡過程中，幡對手的平均作用力大小為(

)A．300N B．500NC．600N D．800N答案：B解析：中幡豎直向上拋起，1.5s后在胸口處接住，根據(jù)豎直上拋的對稱性，中幡下落到胸口的時間為t＝0.75s，則接幡時幡的速度v＝gt＝10×0.75m/s＝7.5m/s，根據(jù)動量定理，規(guī)定豎直向下為正方向，則有(F＋mg)t0＝0－mv，解得手對幡的平均作用力為F＝－500N，方向豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律得，幡對手的平均作用力大小為500N，B正確．

答案：BC

3．福建屬于臺風(fēng)頻發(fā)地區(qū)，各類戶外設(shè)施建設(shè)都要考慮臺風(fēng)影響．已知10級臺風(fēng)的風(fēng)速范圍為24.5m/s～28.4m/s，16級臺風(fēng)的風(fēng)速范圍為51.0m/s～56.0m/s.若臺風(fēng)迎面垂直吹向一固定的交通標志牌，則16級臺風(fēng)對該交通標志牌的作用力大小約為10級臺風(fēng)的(

)A．2倍 B．4倍C．8倍 D．16倍答案：B

04.課時素養(yǎng)評價31．一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動．F隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，4s末物塊速度的大小為(

)A．1m/s B．2m/sC．4m/s D．0答案：A

2.如圖所示，一個鋼珠自空中自由下落，然后陷入沙坑中，不計空氣阻力，把在空中下落的過程視為過程Ⅰ，進入沙坑直到停止的過程視為過程Ⅱ，則(

)A．過程Ⅱ中鋼珠的動量改變量等于零B．過程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過程Ⅰ中重力的沖量大小C．整個過程中合外力的總沖量等于零D．過程Ⅰ中鋼珠動量的改變量大于重力的沖量答案：C解析：過程Ⅱ中鋼珠的速度變化量不為零，所以鋼珠動量的改變量不等于零，A錯誤；在整個過程中，根據(jù)動量定理知，總沖量為零，即過程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過程Ⅰ中重力的沖量大小和過程Ⅱ中重力的沖量大小之和，所以過程Ⅱ中阻力的沖量大小大于過程Ⅰ中重力的沖量大小，B錯誤，C正確；過程Ⅰ中鋼珠只受重力，根據(jù)動量定理可知，過程Ⅰ中鋼珠動量的改變量等于重力的沖量，D錯誤．

答案：A

4．如圖甲，某同學(xué)手持電吹風(fēng)垂直向電子秤的托盤吹風(fēng)，圓形出風(fēng)口與托盤距離較近且風(fēng)速恒定，吹在托盤上的風(fēng)會從平行于托盤方向向四周散開，簡化圖如圖乙．當電吹風(fēng)設(shè)置在某擋位(吹風(fēng)功率一定)垂直向托盤吹風(fēng)時，電子秤示數(shù)與放上一質(zhì)量為m的砝碼時一致，出風(fēng)口半徑為r，空氣密度為ρ，重力加速度大小為g.

答案：B

5．(多選)一輛玩具汽車在水平地面上做直線運動，其速度v與時間t的關(guān)系如圖所示．已知玩具汽車的質(zhì)量為2kg，運動過程中受到的阻力f始終為車重的0.1，重力加速度g＝10m/s2，下列說法正確的是(

)A.t＝3s時，汽車的加速度開始反向B．0～3s內(nèi)，牽引力的沖量大小為18N·sC．3～4s時間內(nèi)因剎車額外產(chǎn)生的制動力的大小為12ND．0～6s內(nèi)，汽車克服阻力f做的功為32J答案：ABD解析：由v-t圖像可得，t＝3s時斜率由正值變?yōu)樨撝?，所以t＝3s時汽車的加速度開始反向，A正確；0～3s內(nèi)，由動量定理可得I－0.1mgt1＝mv1，其中t1＝3s，v1＝6m/s，解得0～3s內(nèi)牽引力的沖量大小為I＝18N·s，B正確；3～4s內(nèi)由圖像可知加速度大小a＝6m/s2，由牛頓第二定律可得F＋0.1mg＝ma，計算可得因剎車額外產(chǎn)生的制動力的大小為10N，C錯誤；v-t圖像與時間軸圍成的圖形的面積表示位移大小，0～4s內(nèi)汽車的位移大小x1＝12m，克服阻力f做的功為Wf＝0.1mgx1＝24J，4～6s內(nèi)汽車的位移大小x2＝4m，克服阻力f做的功為W′f＝0.1mgx2＝8J，0～6s內(nèi)克服阻力f做的功為Wf總＝24J＋8J＝32J，D正確．6．如圖乙所示，一質(zhì)量m＝4kg的物體靜置在粗糙的水平地面上，物體與地面的摩擦因數(shù)μ＝0.5，從t＝0時刻開始對物體施加一水平力F，其大小如圖甲所示．已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，則在t＝1.0s物體的速度大小為(

)A．1.25m/s B．2.25m/sC．2.75m/s D．6.25m/s答案：B

7.(多選)水平推力F1和F2分別作用于水平面上等質(zhì)量的甲、乙兩物體上，作用一段時間后撤去推力，物體將繼續(xù)運動一段時間后停下來．兩物體的v-t圖像如圖所示，圖中線段AB∥CD，則整個運動過程中(

)A．F1的沖量大于F2的沖量B．F1的沖量等于F2的沖量C．兩物體受到的摩擦力大小相等D．摩擦力對甲的沖量小于摩擦力對乙的沖量答案：CD解析：甲、乙先做加速運動，撤去推力后做減速運動．題圖中線段AB∥CD，表明甲、乙兩物體做勻減速運動的加速度相同，依題意，二者質(zhì)量相等，由牛頓第二定律f＝ma，兩物體受到的摩擦力大小相等，C正確；因為整個運動過程中兩物體的動量改變量均為零，由IF＋If＝0，推力的沖量大小等于物體受到的摩擦力的沖量大小，由題圖可知，甲的運動時間小于乙的運動時間，所以摩擦力對甲的沖量小于摩擦力對乙的沖量，則F1的沖量小于F2的沖量，A、B錯誤，D正確．8.如圖，嫦娥六號于2024年6月2日6時23分成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū)，開啟人類探測器首次在月球背面實施的樣品采集任務(wù)．著陸前探測器先在離月面高度為h的圓軌道做周期為T的圓周運動，隨后實施降軌，當離月面高度為100m時懸停避障．

答案：B

9.(16分)生活中常用高壓水槍清洗汽車，當高速水流射向物體，會對物體表面產(chǎn)生沖擊力，從而實現(xiàn)洗去污垢的效果．圖為利用水槍噴水洗車的簡化示意圖．已知水槍噴水口的橫截面積為S，水的密度為ρ，不計流體內(nèi)部的黏滯力．假設(shè)水流垂直打到車身表面后不反彈，測得水槍管口單位時間內(nèi)噴出水流體積為Q.(1)求水槍噴水口噴出水流的速度大小v；

(2)高壓水槍通過動力裝置將水由靜止加速噴出，求噴水時動力裝置的輸出功率P至少有多大；

(3)清洗車身時，汽車靜止不動，忽略水流噴出后在豎直方向的運動．計算水流對車身表面的平均作用力的大小F.

10．(16分)泥石流是指由于降水(暴雨、冰川、積雪融化等)在溝谷或山坡上產(chǎn)生的一種挾帶大量泥砂、石塊和巨礫等固體物質(zhì)的特殊洪流．泥石流流動的全過程雖然只有很短時間，但由于其高速前進，具有強大的能量，因而破壞性極大．某課題小組對泥石流的威力進行了模擬研究，他們設(shè)計了如圖甲所示的模型：在水平地面上放置一個質(zhì)量為m＝4kg的物體，讓其在隨時間均勻減小的水平推力作用下運動，推力F隨時間變化如圖乙所示，已知物體與地面間的摩擦因