2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律新人教版选修3-5_1

1 第 2 节 动量和动量定理 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1(黄石市有色一中 20152016 学年高二下学期期中)关于物体的动量，下列说法中 正确的是 ( )导 学 号 96140025 A物体的动量越大，其惯性也越大 B同一物体的动量越大，其速度不一定越大 C物体的加速度不变，其动量一定不变 D运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向 答案：D 解析：惯性大小的唯一量度是物体的质量，如果物体的动量大，但也有可能物体的质 量很小，所以不能说物体的动量大其惯性就大，故 A 错误；动量等于物体的质量与物体速 度的乘积，即 p mv，同一物体的动量越大，其速度一定越大，故 B 错误。加速度不变， 速度是变化的，所以动量一定变化，故 C 错误；动量是矢量，动量的方向就是物体运动的 方向，故 D 正确。 2运动员向球踢了一脚(如图)，踢球时的力 F100N，球在地面上滚动了 t10s 停 下来，则运动员对球的冲量为 ( )导 学 号 96140026 A1000Ns B500Ns C零 D无法确定 答案：D 解析：滚动了 t10s 是地面摩擦力对足球的作用时间。不是踢球的力的作用时间，由 于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量。 3质量为 1kg 的物体做直线运动，其速度图象如图所示。则物体在前 10s 内和后 10s 内所受外力的冲量分别是 ( )导 学 号 96140027 A10Ns,10Ns B10Ns，10Ns C0,10Ns D0，10Ns 2 答案：D 解析：由图象可知，在前 10s 内初、末状态的动量相同， p1 p25kgm/s，由动量 定理知 I10；在后 10s 内末状态的动量 p35kgm/s，由动量定理得 I2 p3 p210Ns，故正确答案为 D。 4(湖北省部分重点中学 20152016 学年高二下学期期中)下列说法中正确的是 ( )导 学 号 96140028 A合外力的冲量是物体动量变化的原因 B若合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变 C作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化越小 D物体如果不受外力作用，则物体的动量保持不变 答案：AD 解析：合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体所受合外力冲量越大，它的动量变 化就越大，故 A 正确；合外力对物体不做功，物体动能不变，速度方向可能改变，它的动 量可能要改变，故 B 错误；由 I Ft，作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化不一 定越小，还与时间有关，故 C 错误；如果不受外力作用，则物体的动量保持不变，故 D 正 确。 5(昌乐二中 20152016 学年高二下学期检测)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥 地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是 ( )导 学 号 96140029 A掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小 B掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地 面的冲击力小 答案：CD 解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，故 选项 A 错；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项 B 错；由动量定理可知落在水泥地 上作用时间短，受到的作用力大，故选项 C、D 对。 二、非选择题 6在水平力 F30N 的作用下，质量 m5kg 的物体由静止开始沿水平面运动。已知物 体与水平面间的动摩擦因数 0.2，若 F 作用 6s 后撤去，撤去 F 后物体还能向前运动多 长时间才停止？( g 取 10m/s2)导 学 号 96140030 答案：12s 解析：用动量定理求解，研究全过程。选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这 个过程的始、终状态的物体速度都等于零。 3 取水平力 F 的方向为正方向，根据动量定理得 (F mg )t1( mg )t20 解得 t2 t1 6s12s。 F mg mg 30 0.25100.2510 7一个质量为 m0.4kg 的足球以 10m/s 的速度水平飞向球门。守门员跃起用双拳将 足球以 12m/s 的速度反方向击出，守门员触球时间约为 0.1s，问足球受到的平均作用力为 多大？方向如何？ 导 学 号 96140031 答案：88N，方向与原来速度方向相反 解析：选定足球原运动方向为正方向。根据动量定理 t p p，这里 为足球在F F 水平方向受到的平均作用力， t 为击球的时间， p为击球后足球的动量， p 为足球原来 的动量。设足球的质量为 m，击球先、后的速度分别为 v 和 v，于是可得到 F p pt N88N。 mv mvt m v vt 0.4 12 100.1 可见，足球受到的平均作用力为 88N，方向与原来速度方向相反。 能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1(成都市 20152016 学年高三模拟)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子 3000m 接力三连冠。观察发现， “接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并 且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，在乙推 甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则 ( )导 学 号 96140032 A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功 答案：B 解析：相互作用过程中的相互作用力大小相等，方向相反，作用时间相同，因此甲对 乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反，由动量定理可知，甲、乙动量变化大小相 等，方向相反，A 错，B 对；虽然相互作用力大小相等，方向相反，甲、乙在相互作用过程 中的位移不同，乙对甲做的正功，与甲对乙做的负功多少不同，由动能定理知，甲的动能 增加量，不等于乙动能的减少量，故 C、D 错误。 4 2质量为 60kg 的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护，使他悬挂起 来。已知弹性安全带的缓冲时间是 1.2s，安全带长 5m， g 取 10m/s2，则安全带所受的平均 冲力的大小为 ( )导 学 号 96140033 A500N B1100N C600N D100N 答案：B 解析：选取人为研究对象，人下落过程中由 v22 gh， v10m/s，缓冲过程由动量定 理得( F mg)t mv， F mg1100N。由牛顿第三定律可知，安全带所受的平均冲力为 1100N。 mvt 3如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度 v 抽出纸条后，铁块掉在 地上的 P 点，若以 2v 速度抽出纸条，则铁块落地点为 ( )导 学 号 96140034 A仍在 P 点 B在 P 点左边 C在 P 点右边不远处 D在 P 点右边原水平位移的两倍处 答案：B 解析：以 v 或 2v 抽纸条时，纸条给铁块的摩擦力不变，以 2v 抽纸条时，纸条对铁块 的作用时间短，对铁块的冲量小，铁块获得的速度小，根据平抛知识可知它的水平射程短， 所以落点在 P 点的左边。 4(黄冈市 20132014 学年高二下学期期末)一位质量为 m 的运动员从下蹲状态向上 起跳，经 t 时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为 v，在此过程中 ( )导 学 号 96140035 A地面对他的冲量为 mv mg t B地面对他的冲量为 mv mg t C地面对他做的功为 mv2 D地面对他做的功为零 12 答案：AD 解析：取运动员为研究对象，由动量定理得：( F mg) t mv0， I F t mv mg t，运动员没有离开地面，地面对运动员的弹力做功为零， 所以 A、D 选项正确。 5(江西抚州市 20142015 学年高二下学期四校联考)静止在光滑水平面上的物体， 受到水平拉力 F 的作用，拉力 F 随时间 t 变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是 ( )导 学 号 96140036 5 A04s 内物体的位移为零 B04s 内拉力对物体做功为零 C4s 末物体的动量为零 D04s 内拉力对物体的冲量为零 答案：BCD 解析：由图象可知物体在 4s 内先做匀加速后做匀减速运动，4s 末的速度为零，位移 一直增大，A 错；前 2s 拉力做正功，后 2s 拉力做负功，且两段时间做功代数和为零，故 B 正确；4s 末的速度为零，故动量为零，故 C 正确；根据动量定理，04 秒内动量的变化 量为零，所以拉力对物体的冲量为零，故 D 正确，故选 B、C、D。 二、非选择题 6(吉林长春外国语学校 20142015 学年高二下学期期中)一个质量是 60kg 的人从墙 上跳下，以 7m/s 的速度着地，与地面接触 0.1s 停下来，地面对他的作用力多大？如果他 着地时弯曲双腿，用了 0.3s 钟停下来，地面对他的作用力又是多大？取 g10m/s 2。 导 学 号 96140037 答案：4800N 2000N 解析：规定向上为正方向，根据动量定理得： (F mg)t10 mv 代入数据，解得地面对他的作用力大小为： F4800N 若着地时弯曲双腿，根据动量定理得： (F mg)t20 mv 代入数据，解得地面对他的作用力大小： F2000N。 72016 年 9 月在济青高速公路上，一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车 相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了 0.5m，据测算两车相撞前速度约为 30m/s。则： 导 学 号 96140038 (1)试求车祸中车内质量约 60kg 的人受到的平均冲力是多大？ (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的