2020版高中物理 16.2 动量和动量定理分层达标训练 新人教版选修3-5

2020版高中物理 16.2 动量和动量定理分层达标训练 新人教版选修3-5

‎2020版高中物理 16.2 动量和动量定理分层达标训练 新人教版选修3-5 ‎ ‎【课堂训练】‎ ‎1.关于物体的动量，下列说法中正确的是( )‎ 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位移方向 ‎2.在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，当它从抛出到落地时，比较它的动量的增量Δp，有( )‎ A.平抛过程最大 B.竖直上抛过程最大 C.竖直下抛过程最大 D.三者一样大 ‎3.如图所示，质量为m的物体，在水平外力F作用下，以速度v沿水平面匀速运动，当物体运动到A点时撤去外力F，物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点，则物体由A点到B点的过程中，下列说法正确的是( )‎ A.v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功越多 B.v越大，摩擦力对物体的冲量越大；摩擦力做功与v的大小无关 C.v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功越少 D.v越大，摩擦力对物体的冲量越小；摩擦力做功与v的大小无关 ‎4.物体A、B的质量之比为mA∶mB=4∶1，使它们以相同的初速度沿水平地面滑行，若它们受到的阻力相等，那么它们停下来所用的时间之比为tA∶tB=________，若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么它们停下来所用的时间之比为tA∶tB ‎=________。‎ ‎5.如图甲所示，用水平向右的力F拉放在光滑水平地面上、质量为‎500 kg 的物体，作用时间为20 s，使物体获得‎0.5 m/s的速度。若力F大小的变化为：前15 s从零开始随时间均匀增大，后5 s均匀减小为零，如图乙所示，求：‎ ‎(1)力F对物体的冲量；‎ ‎(2)力F的最大值。‎ ‎【课后巩固】‎ ‎1.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水位上升了‎45 mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为‎12 m/s，据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×‎103 kg/m3)( )‎ A.0.15‎‎ Pa B.0.54 Pa C.1.5 Pa D.5.4 Pa ‎2.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( )‎ 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 ‎3.质量为‎2 kg的物体放在光滑水平面上，受到与水平方向成30°角的斜向上的拉力F＝3 N的作用，经过10 s(取g＝‎10 m/s2)( )‎ A.力F的冲量为N·s B.物体的动量的变化是‎30 kg·m/s C.重力的冲量是零 D.地面支持力的冲量是185 N·s ‎4.(2020·徐州高二检测)篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以( )‎ A.减小球对手作用力的冲量 B.减小球的动量变化率 C.减小球的动量变化量 D.减小球的动能变化量 ‎5.质量为m的钢球自高处落下,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)‎ ‎6.如图所示为作用在某物体上的合外力随时间变化的关系，若物体开始时是静止的，则前3 s内 ( )‎ A.物体的位移为0‎ B.物体的动量改变量为‎40 kg·m/s C.物体的动能变化量为0‎ D.物体的机械能改变量为0‎ ‎7.跳水运动员应先将跳板向下压一下，以便让人弹得更高。如图所示，在北京奥运会‎3米跳板跳水中，运动员的质量为‎40 kg，跳板下压的最大距离为‎0.2 m ‎，跳板储存的弹性势能为160 J。反弹时跳板将弹性势能全部转给运动员，把运动员视为质点，则运动员入水的速度为多大？弹起时运动员与板作用时间为0.8 s，那么在弹起的过程中板对运动员的平均作用力为多少？(g取‎10 m/s2，板的质量忽略不计)‎ 答案解析 ‎【课堂训练】‎ ‎1.【解析】选B。此题考查有关动量大小的决定因素和矢量性。物体的动量越大，即质量与速度的乘积越大，不一定惯性(质量)大，A项错；对于同一物体，质量一定，所以速度越大，动量越大，B项对；加速度不变，但速度可以变，如平抛运动的物体，故C项错；动量的方向始终与速度方向相同，与位移方向不一定相同，D错误。‎ ‎2.【解题指南】动量的变化是指物体末动量减去初动量，是矢量，对应于某一过程(或某一段时间)，是一个非常重要的物理量，其计算方法有：‎ ‎(1)Δp=pt-p0，主要计算p0、pt在一条直线上的情况。‎ ‎(2)利用动量定理Δp=F·t，通常用来解决p0、pt不在一条直线上或F为恒力的情况。‎ ‎【解析】选B。由动量定理可知动量的增量Δp＝I合＝mgt。又因竖直上抛运动的时间最长，竖直下抛运动的时间最短，而mg相等，所以竖直上抛过程中动量增量最大，即选项B正确。‎ ‎3.【解析】‎ 选D。由题意可知物体在到达A点时撤去外力，可以向前滑行并经过B点，即A、B两点间距离一定，选项中涉及两个问题：一是摩擦力在该过程中对物体的冲量；二是摩擦力在该过程中对物体做的功。根据动量定理可知摩擦力对物体的冲量取决于摩擦力的大小和作用时间，物体从A滑到B的过程中平均速度越大，所用时间越短，因此v越大，摩擦力对物体的冲量越小，选项A、B错误；摩擦力做功取决于摩擦力的大小和物体运动的位移，由于A、B间的距离一定，摩擦力做功与物体速度无关，C错误，D正确。‎ ‎4.【解析】由动量定理：ft=mv0，若它们受到的阻力相等，那么tA∶tB=mA∶mB ‎=4∶1；若两物体与地面的动摩擦因数相同，那么，由动量定理：μmgt=mv0，解出tA∶tB=1∶1。‎ 答案：4∶1 1∶1‎ ‎5.【解析】拉力对物体的冲量等于物体的动量增加量，有：‎ IF＝mv＝500×0.5 N·s＝250 N·s 由于拉力均匀变化，设拉力最大值为Fmax，则拉力的冲量大小为图乙中图线与时间轴所围成的面积，则：。‎ 答案：(1)250 N·s (2)25 N ‎【课后巩固】‎ ‎1.【解析】选A。设水杯底面积为S,1小时内下落的水总质量m＝ρSh，其动量变化量Δp＝mΔv，水对杯底的压力F＝p′S，对水由动量定理p′St＝ρShΔv，得故A正确。‎ ‎2.【解析】选B。纸条抽出的过程，铁块所受的滑动摩擦力一定，以v的速度抽出纸条，铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长，由I＝Fft＝mv0得铁块获得速度较大，平抛运动的水平位移较大。以2v的速度抽出纸条的过程，铁块受滑动摩擦力的作用时间较短，铁块获得速度较小，平抛运动的水平位移较小，故B选项正确。‎ ‎3.【解析】选D。拉力F向上的分量为1.5 N，地面支持力为18.5 N，拉力F沿水平方向的分力为所以力F的冲量为30 N·s，合力的冲量为则动量的变化为kg·m/s，重力的冲量为200 N·s，地面支持力的冲量为 ‎185 N·s，选项D正确。‎ ‎4.【解析】选B。从篮球运动员接球至球的速度变为零，无论收臂与否，球的动量变化量相同，球的动能变化量相同，球对手作用力的冲量相同，A、C、D错；收臂接球，增加了球对手的作用时间，因而减小了球的动量变化率，B正确。‎ ‎5.【解析】选D。设向上的方向为正方向,忽略重力,根据动量定理:Ft=mv2-(-mv1)=m(v1+v2),地面对钢球的冲量方向向上。故选项D正确。‎ ‎6.【解析】选C。第1 s内：F＝20 N，第2、3 s内：F＝－10 N，物体先加速，后减速，在第3秒末速度为零，物体的位移不为零，A错误；根据动量定理I＝Δp，前3 s内，动量的变化量为零，B错误；由于初速度和末速度都为零，因此，动能变化量也为零，C正确；但物体的重力势能是否改变不能判断，因此，物体的机械能是否改变不能确定，D错误。‎ ‎7.【解析】设运动员离开跳板的速度为v0，h＝‎0.2 m，H＝‎3 m，对跳板恢复到原状的过程有弹 所以v0＝‎2 m/s 设入水时速度为v1，则 解得v1＝‎8 m/s 设弹起过程的平均作用力为，‎ 则解得。‎ 答案：‎8 m/s 500 N ‎【总结提升】用动量定理解题的基本思路 ‎(1)确定研究对象，在中学阶段用动量定理讨论的问题，其研究对象一般仅限于单个物体或能看成一个物体的系统。‎ ‎(2)抓住过程的初末状态，选好正方向，确定各动量和冲量的正负号。‎ ‎(3)对物体进行受力分析。可以先求每个力的冲量，再求各力冲量的矢量和——合力的冲量或先求合力，再求其冲量。‎ ‎(4)根据动量定理列方程，如有必要还需要列其他补充方程。最后代入数据求解。 ‎