《2025年非常学案高中物理选择性必修第一册人教版》

[典例3] (动量定理定性分析有关现象)如图所示，在码头和船边悬挂有旧轮胎，船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是 (B)


A.可以增大船与码头间的作用力
B.可以增大船停靠过程的时间
C.可以增大船停靠过程中的动能变化量
D.可以增大船停靠过程中的动量变化量

答案： B[轮胎可以起到缓冲作用，延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间，从而减小轮船因碰撞受到的作用力，A错误，B正确；轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初末速度不会受轮胎影响，轮船的动量变化量相同，动能变化也相同，C、D错误；故选B。]

[典例4] [链接教材P8例题](动量定理定量
计算问题)一辆质量为2200kg的汽车正在
以90km/h的速度匀速行驶，突然前方出现
复杂路况,如果驾驶员马上轻踩刹车逐渐制
动,汽车在21s内停下;如果驾驶员马上急
踩刹车紧急制动,可在3.8s内使车停下,求
这两种情况下使汽车停下的平均作用力
大小。

答案：
解析:如图所示，设汽车初始运动方向为正方向，则初动量为正，平均作用力$F$的冲量为负。
汽车的初速度$v_0 = 90\ km/h=25\ m/s$，
初动量$p_0 = mv_0 = 2200×25\ kg· m/s=5.5×10^4\ kg· m/s$，
末动量$p_i = mv_i = 0$，
根据动量定理有$Ft = p_i - p_0$，则$F = \frac{p_i - p_0}{t}$。
将$t = 21\ s$和$t = 3.8\ s$分别代入上式，求出平均作用力大小分别为$2.6×10^3\ N$和$1.4×10^4\ N$。
答案:见解析