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2019年高考物理 真題同步分類解析 專題12 動(dòng)量(含解析)

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2019年高考物理 真題同步分類解析 專題12 動(dòng)量(含解析)

專題12 動(dòng)量1. 2019全國2卷25.(20分)一質(zhì)量為m=2000 kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛。行駛過程中,司機(jī)忽然發(fā)現(xiàn)前方100 m處有一警示牌。立即剎車。剎車過程中,汽車所受阻力大小隨時(shí)間變化可簡化為圖(a)中的圖線。圖(a)中,0t1時(shí)間段為從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時(shí)間(這段時(shí)間內(nèi)汽車所受阻力已忽略,汽車仍保持勻速行駛),t1=0.8 s;t1t2時(shí)間段為剎車系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間,t2=1.3 s;從t2時(shí)刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作,直至汽車停止,已知從t2時(shí)刻開始,汽車第1 s內(nèi)的位移為24 m,第4 s內(nèi)的位移為1 m。(1)在圖(b)中定性畫出從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運(yùn)動(dòng)的v-t圖線;(2)求t2時(shí)刻汽車的速度大小及此后的加速度大??;(3)求剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小及t1t2時(shí)間內(nèi)汽車克服阻力做的功;司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止,汽車行駛的距離約為多少(以t1t2時(shí)間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度)?【解析】(1)v-t圖像如圖所示。(2)設(shè)剎車前汽車勻速行駛時(shí)的速度大小為v1,則t1時(shí)刻的速度也為v1,t2時(shí)刻的速度也為v2,在t2時(shí)刻后汽車做勻減速運(yùn)動(dòng),設(shè)其加速度大小為a,取t=1s,設(shè)汽車在t2+n-1t內(nèi)的位移為sn,n=1,2,3,。若汽車在t2+3tt2+4t時(shí)間內(nèi)未停止,設(shè)它在t2+3t時(shí)刻的速度為v3,在t2+4t時(shí)刻的速度為v4,由運(yùn)動(dòng)學(xué)有代入數(shù)據(jù)得24=v2-a/2聯(lián)立式,代入已知數(shù)據(jù)解得這說明在t2+4t時(shí)刻前,汽車已經(jīng)停止。因此,式不成立。由于在t2+3tt2+4t內(nèi)汽車停止,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)立,代入已知數(shù)據(jù)解得解得,v2=28 m/s或者,v2=29.76 m/s(3)設(shè)汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí),汽車所受阻力的大小為f1,由牛頓定律有f1=ma在t1t2時(shí)間內(nèi),阻力對汽車沖量的大小為由動(dòng)量定理有I=mv1-mv2由動(dòng)量定理,在t1t2時(shí)間內(nèi),汽車克服阻力做的功為聯(lián)立式,代入已知數(shù)據(jù)解得v1=30 m/s 從司機(jī)發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止,汽車行駛的距離s約為代入已知數(shù)據(jù)解得 s=87.5 m 2.北京卷24(20分)雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒,這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān)。雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變,重力加速度為g。(1)質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始,下落高度h時(shí)速度為u,求這一過程中克服空氣阻力所做的功W。(2)將雨滴看作半徑為r的球體,設(shè)其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2,其中v是雨滴的速度,k是比例系數(shù)。a設(shè)雨滴的密度為,推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度vm與半徑r的關(guān)系式;b示意圖中畫出了半徑為r1、r2(r1>r2)的雨滴在空氣中無初速下落的vt圖線,其中_對應(yīng)半徑為r1的雨滴(選填、);若不計(jì)空氣阻力,請?jiān)趫D中畫出雨滴無初速下落的vt圖線。(3)由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等,其對靜止雨滴的作用力為零。將雨滴簡化為垂直于運(yùn)動(dòng)方向面積為S的圓盤,證明:圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力f v2(提示:設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n,空氣分子質(zhì)量為m0)。【答案】24(20分)(1)根據(jù)動(dòng)能定理可得(2)a根據(jù)牛頓第二定律得當(dāng)加速度為零時(shí),雨滴趨近于最大速度vm雨滴質(zhì)量由a=0,可得,雨滴最大速度b如答圖2(3)根據(jù)題設(shè)條件:大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等,其對靜止雨滴的作用力為零。以下只考慮雨滴下落的定向運(yùn)動(dòng)。簡化的圓盤模型如答圖3。設(shè)空氣分子與圓盤碰撞前后相對速度大小不變。在t時(shí)間內(nèi),與圓盤碰撞的空氣分子質(zhì)量為以F表示圓盤對氣體分子的作用力,根據(jù)動(dòng)量定理,有得由牛頓第三定律,可知圓盤所受空氣阻力采用不同的碰撞模型,也可得到相同結(jié)論。3.江蘇卷12選修35(12分)12.(1)質(zhì)量為M的小孩站在質(zhì)量為m的滑板上,小孩和滑板均處于靜止?fàn)顟B(tài),忽略滑板與地面間的摩擦小孩沿水平方向躍離滑板,離開滑板時(shí)的速度大小為v,此時(shí)滑板的速度大小為 (A)(B)(C)(D)【答案】12(1)B 【解析】動(dòng)量守恒=0,得,大小為,B正確。5

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