2024届高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题二能量与动量第7讲动量能量命题点一动量定理的应用

第7讲动量能量力学三大观点比较．力学三大观点对应规律表达式选用原则动力学观点牛顿第二定律F合＝ma物体做匀变速直线运动，涉及到运动细节匀变速直线运动规律v＝v0＋atx＝v0t＋eq\f(1,2)at2v2－veq\o\al(2,0)＝2ax等能量观点动能定理W合＝ΔEk涉及到做功与能量转换机械能守恒定律Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2功能关系WG＝－ΔEp等能量守恒定律E1＝E2动量观点动量定理I合＝p′－p只涉及初末速度、力、时间而不涉及位移、功动量守恒定律p1＋p2＝p′1＋p′2只涉及初末速度而不涉及力、时间命题点一动量定理的应用1．动量定理的理解．(1)公式Ft＝p′－p是矢量式，左边是物体受到所有力的总冲量，而不是某一个力的冲量．其中的F是研究对象所受的包括重力在内所有外力的合力，它可以是恒力，也可以是变力，如果合外力是变力，则F是合外力在t时间内的平均值．(2)动量定理说明的是合外力的冲量I合和动量的变化量Δp的关系，不仅I合与Δp大小相等，而且Δp的方向与I合的方向相同．(3)公式Ft＝p′－p说明了两边的因果关系，即合力的冲量是动量变化的原因．2．应用动量定理解题的基本步骤．(2023·广东卷)(多选)某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型．多个质量均为1kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力．开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.40m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间为0.04s，碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为0.22m/s.关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的有()A．该过程动量守恒B．滑块1受到合外力的冲量大小为0.18N·sC．滑块2受到合外力的冲量大小为0.40N·sD．滑块2受到滑块1的平均作用力大小为5.5N解析：选择水平向右的方向为正方向．滑块1和滑块2组成的系统的初动量为：p1＝mv1＝1×0.40kg·m/s＝0.40kg·m/s.碰撞后，滑块1和滑块2组成的系统的动量为：p2＝2mv2＝2×1×0.22kg·m/s＝0.44kg·m/s，则滑块的碰撞过程动量不守恒，故A项错误；对滑块1，根据动量定理可得：ΔI＝mv1－mv0，代入数据解得：ΔI＝－0.18N·s，负号表示方向水平向左，故B项正确；同理可得，对滑块2分析可得：ΔI′＝mv1－0，代入数据解得：ΔI′＝0.22N·s，故C项错误；根据公式ΔI′＝FΔt，代入数据解得：F＝5.5N，故D项正确；故选BD.答案：BD1．航天器离子发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化(即电离出正离子)，正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或调整姿态的反冲力，已知单个正离子的质量为m，电荷量为q，正、负栅板间加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I，忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对航天器质量中和电子枪磁铁的影响．该发动机产生的平均推力F的大小为()A．Ieq\r(\f(2mU,q))B．Ieq\r(\f(mU,q))C．Ieq\r(\f(mU,2q))D．2Ieq\r(\f(mU,q))解析：以正离子为研究对象，由动能定理可得qU＝eq\f(1,2)mv2，Δt时间内通过的总电荷量为Q＝IΔt，喷出的总质量Δm＝eq\f(Q,q)m＝eq\f(IΔt,q)m，由动量定理可知FΔt＝Δmv，联立解得F＝Ieq\r(\f(2mU,q))，故A项正确，B、C、D项错误．故选A.答案：A2．我国东风－17超高音速战略导弹的射程可达几千公里，具备超高音速突防能力，可借助空前的机动能力实现蛇形机动，规避拦截．已知东风－17导弹的质量为m，在一次试射机动变轨过程中，导弹正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为9马赫(1马赫就是一倍音速，设1马赫为v)，突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下53°角飞行，速度大小为15马赫．取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，此次机动变轨过程中，合力对导弹的冲量()A．大小为6mv，方向竖直向上B．大小为6mv，方向竖直向下C．大小为12mv，方向竖直向上D．大小为12mv，方向竖直向下解析：本题考查动量定理，目的是考