《2025年人教金学典同步解析与测评高中物理选择性必修第一册人教版》

1. 用一个恒定的阻力使正在运动的物体停止，所需要的时间取决于哪个物理量？请说明理由。

答案： 1. 取决于物体的初动量。根据动量定理，可得物体停下来的时间$t = \frac{mv_0}{F}$。力$F$一定，初动量越大，停下来的时间越长。

2. 质量 $ m = 2\ kg $ 的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数 $ \mu = 0.4 $，有一个水平恒力 $ F = 12\ N $ 作用在物体上使之加速运动，经 $ t = 5\ s $ 后撤去此力，之后物体能在水平面上运动的时间是多少？（重力加速度 $ g $ 取 $ 10\ m/s^2 $）

答案： 2. 2.5 s
【解析】根据动量定理，有$Ft - \mu mg(t + t') = 0$，代入数据，解得$t' = 2.5 s$。

3. 水力采煤是利用高速水流冲击煤层而进行的，假如煤层受到 $ 3.6 × 10^6\ Pa $ 的压强冲击即可被破碎。若高速水流沿水平方向冲击煤层，不考虑水的反向溅射作用，则冲击煤层的水流速度至少要有多大？

答案： 3. $60 m/s$
【解析】设冲击煤层的水流速度为$v$，冲击面积为$S$，由动量定理，有$F\Delta t = 0 - (\rho Sv\Delta t) · (-v)$，得水对煤层的压力$F = \rho Sv^2$，可得产生的压强$p = \frac{F}{S} = \rho v^2$，代入数据，解得$v = 60 m/s$。