高三物理一轮复习 动量定理定时练1（复习班）

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线动量和冲量 动量定理一、动量概念及其理解（1）定义：物体的质量及其运动速度的乘积称为该物体的动量p=mv（2）特征： 动量是状态量，它与某一时刻相关；动量是矢量，其方向与物体运动速度的方向相同。（3）意义：速度从运动学角度量化了机械运动的状态,动量则从动力学角度量化了机械运动的状态。二、冲量概念及其理解（1）定义：某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量I=Ft（2）特征： 冲量是过程量，它与某一段时间相关；冲量是矢量，对于恒力的冲量来说，其方向就是该力的方向。图1（3）意义：冲量是力对时间的累积效应。对于质量确定的物体来说，合外力决定着其速度将变多快；合外力的冲量将决定着其速度将变多少。对于质量不确定的物体来说，合外力决定着其动量将变多快；合外力的冲量将决定着其动量将变多少。三、关于冲量的计算（1）恒力的冲量计算恒力的冲量可直接根据定义式来计算，即用恒力F乘以其作用时间t而得。（2）方向恒定的变力的冲量计算。如力F的方向恒定，而大小随时间变化的情况如图1所示，则该力在时间t=t2-t1内的冲量大小在数值上就等于图111中阴影部分的“面积”。 （3）一般变力的冲量计算在中学物理中，一般变力的冲量通常是借助于动量定理来计算的。（4）合力的冲量计算几个力的合力的冲量计算，既可以先算出各个分力的冲量后再求矢量和，又可以先算各个分力的合力再算合力的冲量。四、动量定理（1）表述：物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化I=PFt = mv- mv = p（2）导出：动量定理实际上是在牛顿第二定律的基础上导出的，由牛顿第二定律 F=ma两端同乘合外力F的作用时间t，即可得 Ft=mat=m(v-v0)=mv-mv0（3）动量定理的意义： 动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量。动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。实际上现代物理学把力定义为物体动量的变化率： F=pt （这也是牛顿第二定律的动量形式）动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢量必须以同一个规定的方向决定其正负。（4） 动量定理的特点：矢量性：合外力的冲量Ft与动量的变化量p均为矢量，规定正方向后，在一条直线上矢量运算变为代数运算；相等性：物体在时间t 内物体所受合外力的冲量等于物体在这段时间t 内动量的变化量；因而可以互求。独立性：某方向的冲量只改变该方向上物体的动量；广泛性：动量定理不仅适用于恒力,而且也适用于随时间而变化的力.对于变力,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值;不仅适用于单个物体,而且也适用于物体系统。 （5）利用动量定理解题的步骤：明确研究对象和研究过程。研究对象可以是一个物体，也可以是质点组。如果研究过程中的各个阶段物体的受力情况不同，要分别计算它们的冲量，并求它们的矢量和。进行受力分析。研究对象以外的物体施给研究对象的力为外力。所有外力之和为合外力。研究对象内部的相互作用力不影响系统的总动量，不包括在内。规定正方向。由于力、冲量、速度、动量都是矢量,所以列式前要先规定一个正方向,和这个方向一致的矢量为正,反之为负.写出确定研究对象的初、末动量和合外力的冲量（或各个外力的冲量的矢量和）。注意要把v1和v2换成相对于同一惯性参照系的速度)；根据动量定理列式求解 Ft=mv2mv1在行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带假定乘客质量为70kg，汽车车速为108km/h（即30m/s），从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s，安全带对乘客的作用力大小约为A400NB600NC800ND1000N2质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰后，又竖直向上弹起，碰撞时间极短，离地的速率为v2，在碰撞过程中，地面对钢球冲量的方向和大小为A向下，m(v1v2)B向下，m(v1v2)C向上，m(v1v2)D向上，m(v1v2)3质量为1.0kg的小球从20m高处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为5.0m，小球与软垫接触的时间为1.0s，在接触时间内小球受到合力的冲量大小为（空气阻力不计，取g=10m/s2）A10NsB20NsC30NsD40Ns4一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s，则这段时间内软垫对小球的冲量为_（取g=10m/s2，不计空气阻力）5一质量为m的小球，以初速度v0水平射出，恰好垂直地射到一倾角为30的固定斜面上，并立即沿反方向弹回已知反弹速度的大小是入射速度大小的，求在碰撞中斜面对小球的冲量的大小6蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的项目一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处已知运动员与网接触的时间为1.2s求这段时间内网对运动员的平均作用力大小（g=10m/s2）7从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖先着地，且双腿要弯曲，这是为了A减少冲量B使动量的变化减小C延长与地面的冲击时间，从而减小冲力D增大人对地的压强，起到安全作用8跳高比赛时，在运动员落地的地方，必须垫上厚厚的软垫，这是为了A减小运动员落地时的动量B减小运动员落地过程中动量的变化C减小运动员落地过程中所受的平均冲力D减小运动员落地过程中所受的冲量9质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，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，取g=10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为A500NB1100NC600ND100N10竖直上抛一小球后又落回原地，小球在运动中所受空气阻力大小不变，则A从抛出到落回原地的时间内，重力的冲量为零B上升阶段空气阻力的冲量小于下落阶段空气阻力的冲量C从抛出到落回原地的时间内，空气阻力的冲量为零D上升阶段小球的动量变化量大于下落阶段小球的动量变化量11质量为2kg的物体以3m/s的初速度做匀变速直线运动，经过2s时动量大小变为10kgm/s，则该物体A所受合力的大小可能大于5NB所受合力的大小可能小于2NC所受的冲量可能小于4NsD所受的冲量可能大于10Ns12物体A和B用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动，如图所示，A的质量为m1，B的质量为m2，当连接A，B的轻绳突然断开后，物体A上升至某一位置时的速度大小为v，这时物体B下落的速度大小为u，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为Am1vBm1vm2uCm1vm2uDm1vm1u13质量分别为2m和m的A、B两个质点，初速度相同，均为v1，若他们分别受到相同的冲量I作用后，A的速度变为v2，B的动量变为P已知A、B都做直线运动，则动量P可以表示为Am（v2v1）B2m（2v2v1）C4m（v2v1）Dm（2v2v1）14以5m/s的初速水平抛出一个质量为1kg的物体，若在抛出后5s落到地面上，求该物体在后3s内动量的变化（取g=10m/s2）15据报道，一辆轿车高速强行超车时，与迎面驶来的另一辆轿车相撞，两车相撞后连成一体，两车身因碰撞挤压皆缩短了0.5m，据测算相撞时，两车速均约为109kg/h试求碰撞过程中车内质量是60kg的人受到的平均冲击力（结果保留两位有效数字）16一宇宙飞船以v=1.0104m/s的速度进入密度为=2.0109kg/m3的微陨石流中，如果飞船垂直于运动方向上的最大截面积为S=5m2，且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上，则飞船受到的平均制动力为多大？17一根质量不计的轻绳长1m，能承受的最大拉力为14N，上端固定在天花板上，下端系一质量为1kg的小球，整个装置处于静止状态，如图所示，若不将细绳拉断，作用在球上的水平冲量最大是多少（取g=10m/s2）?17如图所示，质量为m的质点，以速率v在水平面内做匀速圆周运动，当质点由A移到B做圆弧运动的过程中，求作用在质点上的合外力的冲量18篮球运动是一项同学们喜欢体育活动为了检测篮球的性能，某同学多次让一篮球从h1=1.8m处自由下落测出篮球从开始下落至第一次反弹到最高点所用时间为t=1.3s，该篮球第一次反弹从离开地面至最高点所用时间为0.5s，篮球的质量m=0.6kg，g=10m/s2，求篮球对地的平均作用力（不计空气阻力）【答案】解析：两车相碰后，一起做匀减速运动至停止发生的位移s=0.5m则，v0=109km/h30m/s，故由动量定理Ft=mv0得解析：篮球从h1处下落的时间为t1，触地时的速度大小为v1，弹起时的速度大小为v2，则球与地面作用时间t=tt1t2=0.2s5.【答案】解析：小球在碰撞斜面前做平抛运动，设刚好碰撞斜面时小球速度为v由题意可知，v的方向与竖直方向的夹角为30，且水平分速度为v0，则v=2v0碰撞过程中，小球速度由v变为反向的，碰撞时间极短，重力的冲量不计，根据动量定理，斜面对小球的冲量为由可解得6.【答案】1.5103N解析：将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小（向下）弹跳后到达的高度为h2，则离网时速度的大小（向上）接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，取向上为正方向，根据动量定理，得18提示：两球的重力相同，但因两球在空中运动的时间不同，t甲t乙，由动量定理知，A、B选项错误，C选项正确；由机械能守恒知两球落地时速度的大小相等但方向不同则动量大小相等，方向不同，D选项错误19.提示：物体从静止开始运动，先加速运动1s，后减速运动0.5s（即1.5时）减速到0