2016-2017学年高二物理人教版选修3-5（第02课时 动量和动量定理） Word版含解析

2016-2017学年高二物理人教版选修3-5（第02课时 动量和动量定理） Word版含解析

绝密★启用前 人教版选修3-5 第十六章 动量守恒定律 第02课时 动量和动量定理 第Ⅰ部分 选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1．关于动量的概念，下列说法正确的是(　　)‎ A．动量大的物体惯性一定大 B．动量大的物体运动一定快 C．动量相同的物体运动方向一定相同 D．物体的动量发生变化，其动能一定变化 ‎2．在任何相等的时间内，物体动量的变化肯定不相等的运动是(　　)‎ A．匀变速直线运动 B．匀速圆周运动 C．自由落体运动 D．平抛运动 ‎3.质量为m的钢球自高处落下,以速度v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速度为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)‎ ‎4．质量为m的物体以初速度v0做平抛运动，经时间t，下落高度为h，速度大小为v，在此过程中，该物体重力冲量的大小表达不正确的是(　　)‎ A．mv－mv0 B．mgt C．m D．m ‎5．跳高比赛中，必须在运动员着地处铺上很厚的海绵垫子，这是因为(　　)‎ A．减小运动员着地过程中受到的冲量作用 B．减小运动员着地过程中动量的变化量 C．减小运动员着地过程中受到的平均冲力 D．以上说法均不正确 ‎6．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(　　)‎ A．500N　 B．1100N　‎ C.600N　 D．100N ‎7．动量相等的甲、乙两车，刹车后沿水平路面滑行，若两车质量之比为＝，路面对两车的阻力相同，则两车的滑行时间之比为(　　)‎ A．1:1 B．1:2‎ C．2:1 D．1:4‎ ‎8.水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的v-t图象如图所示,图中线段AB∥CD,则(　　)‎ A.F1的冲量大于F2的冲量 B.F1的冲量等于F2的冲量 C.两物体受到的摩擦力大小相等 D.两物体受到的摩擦力大小不等 第Ⅱ部分 非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9．一物体从某高处由静止释放，设所受空气阻力恒定，当它下落h时的动量大小为p1，当它下落2h时动量大小为p2，那么p1:p2为_______。‎ ‎10．宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决，其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变的问题．假设一宇宙飞船以v＝2.0×103 m/s的速度进入密度ρ＝2.0×10－6 kg/m3的微粒尘区，飞船垂直于运动方向上的最大截面积S＝5 m2，且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，则飞船要保持速度v，所需推力F＝_______ N。‎ ‎11.如图所示，在倾角α＝37°的斜面上，有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2 s的时间内，物体所受各力的冲量．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ ‎12.一辆轿车强行超车时,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0.5 m,据测算两车相撞前速度约为30 m/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60 kg的人受到的平均冲力是多大;‎ ‎(2)由于人系有的安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s,求这时人体受到的平均冲力为多大。‎ 人教版选修3-5 第十六章 动量守恒定律 第02课时 动量和动量定理 参考答案及解析 一、选择题 ‎【答案】‎ ‎1.C ‎【解析】物体的动量是由速度和质量两个因素决定的。动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大，A错；同样，动量大的物体速度也不一定大，B也错；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同，C对；当质量不变的物体的动量发生变化时可以只是速度的方向发生变化，其动能不一定变化，D错。‎ ‎【答案】‎ ‎2.B ‎【解析】在任何相等的时间Δt内，物体的动量变化Δp总是相等，则动量的变化率相等，即物体受力相等，在恒力作用下物体必做匀变速运动．故选B.‎ ‎【答案】‎ ‎3.D ‎【解析】设垂直地面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,t趋于零,则mgt趋于零。‎ 所以Ft=m(v2+v1),即弹力的冲量方向向上,大小为m(v2+v1)。‎ ‎【答案】‎ ‎4.A ‎【解析】由冲量定义得IG＝mgt.由h＝gt2得t＝ 代入IG＝mgt得IG＝m，再由动量定理得IG＝mvy＝m，故选A.‎ ‎【答案】‎ ‎5.C ‎【解析】跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定，跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间t，由I＝Ft可知，延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F，故ABD错误，C正确。‎ ‎【答案】‎ ‎6.B ‎【解析】选取人为研究对象，人下落过程中由v2＝2gh，v＝10m/s，缓冲过程由动量定理得(F－mg)t＝mv，F＝＋mg＝1100N。由牛顿第三定律可知，安全带所受的 平均冲力为1100N。‎ ‎【答案】‎ ‎7.A ‎【解析】两车滑行时水平方向受阻力Ff作用，在这个力作用下使物体的动量发生变 化．若规定以车行驶方向为正方向，－Fft＝0－p，所以两车滑行时间t＝，当p、‎ Ff相同时，滑行时间t相同，选项A正确．‎ ‎【答案】‎ ‎8.C ‎【解析】甲、乙先做加速运动,撤去推力后做减速运动。图中线段AB∥CD,表明甲、乙与水平面的动摩擦因数相同,又甲、乙质量相等,所以两物体受到的摩擦力大小相等,所以选项C正确,D错误;因为整个运动过程,物体的动量改变量为零,所以推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小,由图可知甲的运动时间小于乙的运动时间,所以甲的摩擦力的冲量小于乙的摩擦力的冲量,则F1的冲量小于F2的冲量,所以选项A、B错误。‎ 二、非选择题 ‎【答案】‎ ‎9.‎ ‎1:‎ ‎【解析】物体做初速度为零的匀加速直线运动，＝2ah，＝2a(2h)，则 p1＝m，p2＝m，p1:p2＝1:．‎ ‎【答案】‎ ‎10.‎ ‎40 ‎ ‎【解析】推力的作用在于使附着在飞船上的微粒具有与飞船相同的速度，设飞船在微粒尘区飞行Δt时间，则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量Δm＝ρSvΔt，‎ 微粒由静止到与飞船一起运动，微粒的动量增加，由动量定理Ft＝Δp得FΔt＝Δmv＝ρSvΔtv，‎ 所以飞船所需牵引力F＝ρSv2＝2.0×10－6×5×(2.0×103)2 N＝40 N.‎ ‎【答案】‎ ‎11.‎ 见解析 ‎【解析】重力的冲量：IG＝G·t＝mg·t＝5×10×2 N·s＝100 N·s，方向竖直向下．‎ 支持力的冲量：IF＝F·t＝mgcos α·t＝5×10×0.8×2 N·s＝80 N·s，方向垂直斜面向上．‎ 摩擦力的冲量：IFf＝Ff·t＝μmgcos α·t＝0.2×5×10×0.8×2 N·s＝16 N·s，方向沿斜面向上．‎ ‎【答案】‎ ‎12.‎ ‎(1)5.4×104 N　(2)1.8×103 N ‎【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0.5 m,设运动的时间为t,则 由x=t得 t=s 根据动量定理Ft=Δp=mv0‎ 解得F= N=5.4×104 N ‎(2)若人系有安全带,‎ 根据动量定理F' t'=Δp=mv0‎ 则F'= N=1.8×103 N