2020高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第2节 课时1 动量及动量定理练习（含解析）教科版-5

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE9-学必求其心得，业必贵于专精动量及动量定理［A组素养达标］1．关于动量，以下说法正确的是(）A．做匀速圆周运动的质点,其动量不随时间发生变化B．悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时,每次经过最低点时的动量均相同C．匀速飞行的巡航导弹巡航时动量始终不变D．平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比解析:做匀速圆周运动的质点速度方向时刻变化，动量时刻变化,故A项错误；摆球相邻两次经过最低点时动量大小相等，但方向相反，故B项错误;巡航导弹巡航时虽速度不变，但由于燃料不断燃烧(导弹中燃料占其总质量的一部分，不可忽略）,从而使导弹总质量不断减小,导弹动量减小，故C项错误；平抛运动的质点在竖直方向上的分运动为自由落体运动，在竖直方向上的动量p竖＝mvy＝mgt，故D项正确．答案：D2．质量为0.5kg的物体，运动速度为3m/s，它在一个变力作用下速度变为7m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为(）A．5kg·m/s，方向与原运动方向相反B．5kg·m/s，方向与原运动方向相同C．2kg·m/s,方向与原运动方向相反D．2kg·m/s，方向与原运动方向相同解析：以原来的运动方向为正方向，由定义式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0。5）kg·m/s＝－5kg·m/s，负号表示Δp的方向与原运动方向相反．答案：A3．（多选)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（)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，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长解析：杯子是否被撞碎，取决于撞击地面时，地面对杯子的撞击力大小．规定竖直向上为正方向，设玻璃杯下落高度为h，它们从h高度落地瞬间的速度大小为eq\r(2gh),设玻璃杯的质量为m,则落地前瞬间的动量大小为p＝meq\r（2gh)，与水泥或草地接触Δt时间后，杯子停下，在此过程中，玻璃杯的动量变化Δp＝0－(－meq\r(2gh）)相同，再由动量定理可知(F－mg)·Δt＝0－（－meq\r(2gh）)，所以F＝eq\f（m\r(2gh),Δt）＋mg。由此可知，Δt越小，玻璃杯所受撞击力越大,玻璃杯就越容易碎,杯子掉在草地上作用时间较长，动量变化慢,作用力小，因此玻璃杯不易碎．答案：CD4．如图所示甲、乙两种情况中，人用相同大小的恒定拉力拉绳子，使人和船A均向右运动，经过相同的时间t，图甲中船A没有到岸,图乙中船A没有与船B相碰，则经过时间t(）A．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小B．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大C．图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大D．以上三种情况都有可能解析：甲、乙两种情况下人对绳子的拉力相等，由冲量的定义式I＝Ft可知，两冲量相等，只有选项C是正确的．答案：C5．放在水平桌面上的物体质量为m,用一个大小为F的水平推力作用时间t，物体始终不动,那么t时间内,推力对物体的冲量大小是()A．F·t B．mg·tC．0 D．无法计算解析：冲量的大小由F和t决定，与运动状态无关,故选A.答案:A6。质量为1kg的物体做直线运动,其速度－时间图像如图所示，则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是()A．10N·s，10N·sB．10N·s，－10N·sC．10N·s,0D．0，－10N·s解析：由题图可知，在前10s内初、末状态的动量相同,p1＝p2＝5kg·m/s,由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s,故正确答案为D.答案：D7．原来静止的物体受合力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则（）A．0～t0时间内物体的动量变化与t0～2t0时间内动量变化相等B．0～t0时间内物体的平均速率与t0～2t0时间内的平均速率不等C．t＝2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零D．2t0时间内物体的位移为零，外力对物体做功为零解析:由题图可知，0～t0与t0～2t0时间内作用力方向不同，动量变化量不相等，A错；t＝t0时,物体速度最大,在2t0时间内，由动量定理Ft＝Δp可得,F0t0－F0t0＝0，即外力在2t0时间内对物体的冲量为零，由于物体初速度为零，则t＝2t0时物体速度为零，则0~t0与t0~2t0时间内物体平均速率相等，B错，C对;物体先加速后减速,位移不为零，动能变化量为零，外力对物体做功为零,D错．答案：C8．质量为m的钢球由高处自由落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2。在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为（)A．向下，m(v1－v2） B．向下，m(v1＋v2）C．向上，m(v1－v2） D．向上，m（v1＋v2）解析:设竖直向上的方向为正方向,对钢球应用动量定理得Ft－mgt＝mv2－(－mv1）＝mv2＋mv1，由于碰撞时间极短,重力的冲量可忽略不计，所以Ft＝m(v2＋v1)，即地面对钢球的冲量方向向上,大小为m（v2＋v1）．答案:D[B组素养提升］9.如图所示,质量为1kg的钢球从5m高处自由下落,又反弹到离地面3.2m高处，若钢球和地面之间的作用时间为0。1s，求钢球对地面的平均作用力大小．（g取10m/s2）解析：钢球落到地面时的速度大小为v0＝eq\r（2gh1）＝10m/s,反弹时向上运动的速度大小为vt＝eq\r（2gh2)＝8m/s，分析物体和地面的作用过程,取向上为正方向，因此有v0的方向为负方向，vt的方向为正方向，再根据动量定理得(N－mg)t＝mvt－(－mv0）,代入数据，解得N＝190N，由牛顿第三定律知钢球对地面的平均作用力大小为190N.答案：190N10．一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，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均为30m/s,则：(1）假设两车相撞时人与车一起做匀减速运动,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作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？解析：(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5m。设运动的时间为t,则由x＝eq\f(v0,2）t得，t＝eq\f（2x，v0)＝eq\f(1,30)s。根据动量定理得Ft＝Δp＝0－mv0，解得F＝eq\f（0－mv0,t)＝eq\f(0－60×30,\f(1，30)）N＝－5。4×104N，负号表示人受到的平均冲力与运动方向相反．（2）若人系有安全带，则F′＝eq\f（0－mv0,t′)＝eq\f（0－60×30,1）N＝－1。8×103N,负号表示人受到的平均冲力与运动方向相反．答案：(1）5。4×104N(2）1.8×103N［C组学霸冲刺］11．将质量为m＝1kg的小球,从距水平地面高h＝5m处，以v0＝10m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，g取10m/s2。求：(1）抛出后0。4s内重力对小球的冲量；(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp;（3)小球落地时的动量p′的大小．解析:(1）重力是恒力，0.4s内重力对小球的冲量I＝mgt＝1×10×0.4N·s＝4N·s方向竖直向下．(2)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故h＝eq\f（1,2)gt′2，落地时间t′＝eq\r(\f（2h,g)）＝1s.小球飞行过程中只受重力作用，所以合外力的冲量为I′＝mgt′＝1×10×1N·s＝10N·s，方向竖直向下．由动量定理得Δp＝I′＝10N·s，方向竖直向下．（3)小球落地时竖直分速度为vy＝