1.2动量定理 课时作业-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含解析）

人教版高中物理选择性必修第一册课时作业2动量定理一、单项选择题1、如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条，发现杯子会滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落，对于这个实验，下列说法正确的是()A．缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小B．快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大C．为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些D．为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些2、物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，如图(a)所示，A的质量为m，B的质量为M，当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，如图(b)所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为()A．mvB．MuC．mv＋MuD．mv＋mu3、质量为1kg的物体做直线运动,其速度图像如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是 ()A.10N·s,10N·sB.10N·s,-10N·sC.0,10N·sD.0,-10N·s4、超强台风“利奇马”在2019年8月10日凌晨1点45分前后在浙江温岭沿海登陆,登陆时中心附近的最大风力16级(52米/秒),是新中国成立之后登陆我国强度排第五的超强台风,风力大,降水强度大,影响范围广,涉及10个省区市,持续时间长,也是历史上少有的超强台风,对固定建筑物破坏程度巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与风速(空气流动速度)的大小关系。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S,风速大小为v,风吹到建筑物上后速度瞬间减为零,空气密度为ρ,则风力F与风速大小v的关系式为 ()A.F=ρSvB.F=ρSv2C.F=12ρSv3D.F=ρSv5、新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播,打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40m/s,假设打一次喷嚏大约喷出50mL的空气,用时约0.02s。已知空气的密度为1.3kg/m3,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为()A.13NB.0.13NC.0.68ND.2.6N6、地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年。如图所示，为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为h，当感知到地震时，质量为m的铜珠(初速度为零)离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为()A．eq\f(m\r(2gh),t)＋mgB．eq\f(m\r(2gh),t)C．eq\f(m\r(gh),t)D．eq\f(m\r(gh),t)－mg7、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8、如图所示,水上飞人表演使用的是喷射式悬浮飞行器,它通过向下喷射高压水柱将表演者托举到水面上方一定高度处。设表演者和飞行器的总质量为m,两个喷口总的横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g,不计管、管中水的质量及水喷出前对表演者的作用力,且水喷出前的速度为0,则当表演者悬停在空中时,飞行器单位时间内喷出的水的质量为()A.mB.ρSmgC.mgρSD.二、多项选择题9、下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化相等的是()A．平抛运动B．自由落体运动C．匀速圆周运动D．匀减速直线运动10、如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处，三个过程中重力的冲量的大小依次为I1、I2、I3，动量变化量的大小依次为Δp1、Δp2、Δp3，则有()A．三个过程中，合力的冲量大小相等，动量的变化量大小相等B．三个过程中，合力做的功相等，动能的变化量相等C．I1＜I2＜I3，Δp1＝Δp2＝Δp3D．I1＜I2＜I3，Δp1＜Δp2＜Δp311、游乐场滑索项目的简化模型如图所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4m。质量为50kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的D点停下。设滑块与BC段间的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向。g取10m/s2。下列说法正确的是 ()A.缓冲墙对滑块的冲量为-50N·sB.缓冲墙对滑块的冲量为-250N·sC.缓冲墙对滑块做的功为-125JD.缓冲墙对滑块做的功为-250J12、A、B两物体同时同地同向出发,其运动的v-t图像和a-t图像如图甲、乙所示,已知在0~t0和t0~2t0两段时间内,A物体v-t图像中的两段曲线形状相似,则有 ()A.a2=2a1B.A物体先加速后减速C.0~t0时间内,A、B两物体动能变化量相等D.0~t0和t0~2t0两段时间内,A物体所受合力的冲量相等13、质量为m的物块,在与水平方向夹角为α的力F作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB,物块由A运动到B的过程中,力F对物块做的功W和力F对物块的冲量I的大小是()A.W=12mvB2-12mvA2B.W>1C.I=mvB-mvAD.I>mvB-mvA三、非选择题14、用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度v=4.0m/s，如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，那么：(1)不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？(2)考虑铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力又是多大？(g取10m/s2)(3)比较(1)和(2)，讨论是否要计铁锤的重力。15、一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求：(1)0～8s时间内拉力的冲量。(2)0～8s时间内物体的动量的变化量。16、如图所示，在光滑水平面上将质量为0.1kg的小球以v0=6m/s的初速度射出，小球与竖直墙壁碰撞前后的方向如图，与墙碰撞的时间为0.1s，碰后速度大小仍为v0。求：(1)小球与墙壁碰撞前后动量的变化量。(2)墙壁受到小球的平均作用力。17、如图所示,一质量为m=0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,小物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,与墙发生碰撞(碰撞时间极短为0.1s),碰前瞬间的速度v1=7m/s,碰后以v2=6m/s反向运动直至静止。已知小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.32,取g=10m/s2。求:(1)A点距墙面的距离x;(2)碰撞过程中,墙对小物块平均作用力的大小。(碰撞时物块与地面间摩擦忽略不计)

答案与解析1、D解析：在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中，杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，但快速拉动时，纸条与杯子作用时间短，此时摩擦力对杯子的冲量小，由I＝Δp可知，杯子增加的动量较小，因此杯子没有滑落，缓慢拉动时，摩擦力对杯子的冲量大，杯子增加的动量大，杯子会滑落，故A、B错误；为使杯子不滑落，杯子与纸条间的摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些，选项C错误；杯子与桌面间的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，杯子不容易滑落，选项D正确。2、D解析：对B由动量定理得：MgΔt＝Mu－0，对A由动量定理得，设弹簧冲量为I：I－mgΔt＝mv－0，联立解得：I＝mv＋mu，ABC错误，D正确。3、D解析：由图像可知,在前10s内物体的初、末状态的动量相同,p1=p2=5kg·m/s,由动量定理知I1=0;在后10s内物体的末动量p3=-5kg·m/s,I2=p3-p2=-10N·s,故选D。4、B解析：设t时间内吹到建筑物上的空气质量为m,则有m=ρSvt,根据动量定理可得-Ft=0-mv=0-ρSv2t,解得风力F与风速大小v的关系式为F=ρSv2,故选B。5、B解析：打一次喷嚏大约喷出气体的质量m=ρV,由动量定理有FΔt=mv,解得F=mvΔt=ρVvΔt=1.3×50×10-6×400.02N=0.13N,根据牛顿第三定律知6、A解析：铜珠做自由落体运动，落到蟾蜍口的速度为：v＝eq\r(2gh)，以竖直向上为正方向，根据动量定理可知：FΔt－mgΔt＝0－(－mv)，解得：F＝eq\f(m\r(2gh),Δt)＋mg，故选项A正确。7、C解析：甲、乙两种情况下人对绳子的拉力相等，作用时间相同，由冲量的定义式I＝FΔt可知，两冲量大小相等，只有选项C正确。8、D解析：设反冲作用力大小为F,单位时间内喷出水的质量为Δm,则喷出水的速度为v=ΔmρS,表演者悬停在空中,则F=mg,Δt时间内喷出水的总质量为Δm·Δt,根据动量定理FΔt=Δm·Δt·v,联立解得Δm=ρSmg,故D正确,A、B、9、ABD解析：根据动量定理Δp＝FΔt，F是合力且为恒力才能符合题意。平抛运动中物体受到的合力是重力；自由落体运动物体受到的合力是重力；做匀速圆周运动物体受到的合力指向圆心是变力；匀减速直线运动物体受到的合力是恒力。10、ABC解析：由机械能守恒定律可知物体下滑到底端C、D、E的速度大小v相等，动量变化量大小Δp＝mv相等，即Δp1＝Δp2＝Δp3；根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，故合力的冲量大小也相等，注意不是相同(方向不同)；设斜面的高度为h，从顶端A下滑到底端C，由eq\f(h,sinθ)＝eq\f(1,2)gsinθ·t2得物体下滑的时间t＝eq\r(\f(2h,gsin2θ))，所以θ越小，sin2θ越小，t越大，重力的冲量I＝mgt就越大，故I1＜I2＜I3，故A、C正确，D错误；物体下滑过程中只有重力做功，故合力做的功相等，根据动能定理，动能的变化量相等，故B正确．11、BC解析：滑块从A滑到C,由动能定理有mgh-μmgxBC=12mv12-0,解得v1=3m/s,碰后滑到D的过程,有-μmgxCD=0-12mv22,得v2=-2m/s,与墙碰撞过程应用动量定理(向右为正)有I=mv2-mv1=-250N·s,故A错误,B正确。对碰撞过程应用动能定理有W=12mv22-1212、AD解析：乙图中a-t图线与横轴围成的面积表示速度的变化量,结合甲图可知0~t0时间内两物体a-t图线与横轴围成的面积相等,则有a2=2a1,故A正确;由甲图可知,A物体先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,速度一直增加,故B错误;由v-t图像可知,0~t0时间内,A、B两物体速度变化量相等,但由于不知道两物体的质量关系,无法比较两物体动能变化量大小,故C错误;由乙图可知,0~t0和t0~2t0两段时间内,A物体的a-t图线与横轴围成的面积相等,表示速度变化量Δv相等,根据动量定理知I=Δp=mΔv,可知A物体在这两段时间内所受合力的冲量相等,故D正确。故选A、D。13、AD解析：由动能定理知W=12mvB2-12mvA2,A正确,B错误;由题意可得Fcosα·t=mvB-mvA,所以F的冲量为I=Ft=mvB14、解析：(1)以铁锤为研究对象，不计重力时，只受钉子的作用力，方向竖直向上，设为F1，取竖直向上为正，由动量定理可得F1t=0-mv所以F1=-N=200N，方向竖直向上。由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的作用力为200N，方向竖直向下。(2)若考虑重力，设此时受钉子的作用力为F2，对铁锤应用动量定理，取竖直向上为正。(F2-mg)t=0-mv(矢量式)F2=N+0.5×10N=205N，方向竖直向上。由牛顿第三定律知，此时铁锤钉钉子的作用力为205N，方向竖直向下。(3)比较F1与F2，其相对误差为×100%=2.5%，可见本题中重力的影响可忽略。答案：(1)200N，方向竖直向下(2)205N，方向竖直向下(3)见解析15、答案：(1)18N·s(2)4kg·m/s解析：(1)由图乙知IF＝F1Δt1＋F2Δt2＋F3Δt3＝18N·s(2)由图丙可知：前2s内物体处于静止状态，2～6s物体匀加速运动；6～8s物体做匀速直线运动，在此过程中物体拉力与摩擦力相等，即f＝2N。物体在0～8s时间内动量的变化量为合外力的冲量Δp