1、第53练(STSE问题)利用动量观点解决实际问题（时间25分钟）一、选择题1在沈海高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1.5104 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为2.0104 kg向北行驶的货车，碰后两辆车连在一起，并向北滑行了一小段距离后停止根据测速仪的测定，两车碰撞前长途客车以108 km/h的速度行驶，由此可判断货车碰撞前的行驶速度大小为()A大于10 m/s B小于22.5 m/sC一定大于22.5 m/s D一定大于30 m/s2一架中国国际航空CA103客机，从天津飞抵香港途中遭遇鸟击，飞机头部被撞穿一个1米乘1米的大洞，雷达罩被砸穿所幸客机于下午1点24分安全着陆，机
2、上无人受伤设客机撞鸟时飞行速度大约为1 080 km/h，小鸟质量约为0.5 kg，撞机时间约为0.01 s，估算飞机受到的撞击力为()A540 N B54 000 NC15 000 N D1.50 N32022山东青岛一模离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为J.为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度则推进器获得的推力大小为()A BC D4“引力弹弓效应”是指在太空
3、运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度为了分析这个过程，可以提出以下两种模型：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用改变了速度如图甲、乙所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度大小为u，探测器的初速度大小为v0，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为v1和v2.探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律类比那么下列判断中正确的是()Av1v0 Bv1v0Cv2v0 Dv2v0二、非选择题5汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达
4、到某个临界值F0时，安全气囊爆开某次试验中，质量m11 600 kg的试验车以速度大小v136 km/h正面撞击固定试验台，经时间t10.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开忽略撞击过程中阻力的影响(1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小(2)若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m21 600 kg、速度大小v218 km/h同向行驶的汽车，经时间t20.16 s两车以相同的速度一起滑行试通过计算，分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开第53练（STSE问题）利用动量观点解决实际问题1答案：C解析：碰撞前长途客车的速度v1108 km/h30 m/s，根
5、据碰后两辆车连在一起且向北滑行的情况，可知由两车组成的系统的总动量方向向北，所以碰前客车的动量p1m1v1（向南）应该小于货车的动量p2m2v2（向北），即m1v1m2v2，代入数据有1.510430 （kgm/s） 22.5 m/s.2答案：C解析：本题为估算题，可以认为撞击前鸟的速度为零，撞击后鸟与飞机的速度相等，飞机速度为v1 080 km/h300 m/s，撞击过程对鸟，由动量定理得Ftmv0，解得F N1.5104 N，则C正确，A、B、D错误3答案：A解析：本题考查动能定理和动量定理在A处电离出正离子，经B、C间电压加速后，由动能定理可知qUmv2，解得v ，以t秒内喷射的离子为研
6、究对象，应用动量定理有Ftnmv，又因为I，J，解得F，根据牛顿第三定律知，推进器获得的推力大小为，选项A正确，B、C、D错误4答案：A解析：设探测器的质量为m，行星的质量为M，探测器和行星的作用过程与弹性碰撞的过程进行类比对于模型一：如题图甲，设向左为正方向，由动量守恒定律得Mumv0mv1Mu1，式中u1为探测器远离行星后行星的速度大小，由机械能守恒定律得Mu2mvmvMu，联立解得v1，因Mm，则v12uv0v0，选项A正确，B错误对于模型二：如题图乙，设向左为正方向，由动量守恒定律得Mumv0mv2Mu2，式中u2为探测器远离行星后行星的速度大小，由机械能守恒定律得Mu2mvmvMu联立解得v2，因Mm，则v2v02uv0，选项C、D均错误5答案：（1）1.6104 kgm/s1.6105N（2）不会爆开解析：（1）对于碰撞过程，取速度v1的方向为正方向，以试验车为研究对象，由动量定理有I00m1v1代入数据得I01.6104 kgms1又因I0F0t1代入数据可解得F01.6105 N.（2）设试验车和汽车碰撞后获得共同速度大小为v，二者一起滑行，由动量守恒定律有m1v1m2v2（m1m2）v，对试验车，由动量定理有Ft2m1vm1v1联立解得F2.5104 N可见FF0，故试验车的安全气囊不会爆开