2020版高中物理 16.2 动量和动量定理知能巩固提升 新人教版选修3-5

2020版高中物理 16.2 动量和动量定理知能巩固提升 新人教版选修3-5

‎2020版高中物理 16.2 动量和动量定理知能巩固提升 新人教版选修3-5 ‎ ‎【课堂训练】‎ ‎1.(2020·衡水高二检测)下列关于动量的说法，正确的是( )‎ A.质量大的物体的动量一定大 B.质量和速率都相同的物体的动量一定相同 C.一个物体的速率改变，它的动量一定改变 D.一个物体的运动状态变化，它的动量一定改变 ‎2.放在水平桌面上的物体质量为m,用一个大小为F的水平推力推它t秒，物体始终不动，那么t秒内，推力对物体的冲量大小是( )‎ A.F·t B.mg·t C.0 D.无法计算 ‎3.(2020·武威高二检测)竖直上抛一质量为m的小球，经t秒小球重新回到抛出点，若取向上为正方向，那么从抛出到重新回到抛出点的过程中，小球动量变化量为( )‎ A.-mgt B.mgt C.0 D.-mgt/2‎ ‎4.(2020·昆明高二检测)如图所示，铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v 抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点，第二次以速度2v抽出纸条，则( )‎ A.铁块落地点在P点左边 B.铁块落地点在P点右边 C.第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短 D.第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长 ‎5.羽毛球是速度较快的球类运动之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到 ‎34‎2 km/h，假设球飞来的速度为‎90 km/h，运动员将球以‎342 km/h的速度反向击回，设羽毛球的质量为‎5 g，试求：运动员击球过程中羽毛球的动量变化量.‎ ‎【课后巩固】‎ ‎6.(2020·临沂高二检测)关于物体的动量，下列说法正确的是( )‎ 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速度方向 ‎7.质量为‎1 kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示.则物体在前10 s 内和后10 s内所受外力的冲量分别是( )‎ A.10 N·s，10 N·s B.10 N·s，-10 N·s C.0，10 N·s D.0，-10 N·s ‎8.(2020·安庆高二检测)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 ‎9.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，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，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小 ‎10.某物体由静止开始做匀加速直线运动，经过时间t1后，在阻力作用下做匀减速直线运动，又经时间t2速度为零，若物体一直在同样的水平面上运动，则加速阶段的牵引力与阻力大小之比为( )‎ A.t2∶t1 B.(t1+t2)∶t1‎ C.(t1+t2)∶t2 D.t2∶(t1+t2)‎ ‎11.(2020·漳州高二检测)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)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1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？‎ ‎12.将质量m=‎0.2 kg的小球以水平速度v0=‎3 m/s抛出，不计空气阻力，g取‎10 m/s2,求：‎ ‎(1)抛出后0.4 s内重力对小球的冲量.‎ ‎(2)抛出0.4 s时小球的动量.‎ ‎(3)抛出后0.4 s内小球动量的变化量.‎ 答案解析 ‎1.【解析】选C、D.根据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同决定，故A错误；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故B错误；一个物体的速率改变，则它的动量大小就一定改变，故C正确；物体的运动状态变化，则它的速度就一定发生了变化，它的动量也就发生了变化，故D正确.‎ ‎2.【解析】选A.根据冲量的定义，冲量的大小是力与其作用时间的乘积，与重力无关，故A正确.‎ ‎3.【解析】选A.由动量定理得-mgt=Δp，故A正确.‎ ‎4.【解析】选A、C.以不同的速度抽出纸条时，铁块所受摩擦力相同，抽出纸条的速度越大，铁块与纸条相互作用的时间越短，故铁块获得的速度越小，铁块平抛的水平位移越小，所以选项A、C正确.‎ ‎5.【解析】以羽毛球飞来的方向为正方向，则 p1=mv1=5×10-3×kg·m/s=‎0.125 kg·m/s.‎ p2=-mv2=-5×10-3×kg·m/s ‎=‎-0.475 kg·m/s 所以动量的变化量 Δp=p2-p1=-0.475 kg·m/s‎-0.125 kg·m/s ‎=‎-0.600 kg·m/s 即羽毛球的动量变化大小为‎0.600 kg·m/s，方向与羽毛球飞来的方向相反.‎ 答案:‎0.600 kg·m/s，方向与羽毛球飞来的方向相反 ‎6.【解析】选B、D.物体的动量越大，即质量与速度的乘积越大，惯性(质量)不一定越大，A项错误；对于同一物体，质量一定，所以动量越大，速度越大，B项正确；加速度不变，但速度可以变，如平抛运动的物体，C项错误；动量的方向始终与速度方向相同，D项正确.‎ ‎7.【解析】选D.由图象可知，在前10 s内初末状态的动量相等，p1=p2=‎5 kg·m/s，‎ 由动量定理知I1=0；在后10 s内p3=‎-‎‎5 kg·m/s，I2=p3-p2=-10 N·s，故选D.‎ ‎8.【解析】选A.两车滑行时水平方向仅受阻力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，由动量定理Ft=p2-p1得，-Fft=0-p，所以两车滑行时间，当p、Ff相同时，滑行时间t相同，选项A正确.‎ ‎9.【解析】选C、D.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相等，都是，设玻璃杯的质量是m，则落地的瞬间动量的大小是m，A错；与水泥或草地接触一段时间后，最终都静止，动量的改变量是相等的，B错；同时，在此过程中，不难得出掉在水泥地上对应的时间要小于掉在草地上对应的时间，故C正确；根据动量定理，动量改变量相同时，作用时间短的冲击力大，D正确.‎ ‎【变式备选】跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于( )‎ A.人跳在沙坑上的动量比跳在水泥地上小 B.人跳在沙坑上的动量变化量比跳在水泥地上小 C.人跳在沙坑上受到的冲量比跳在水泥地上小 D.人跳在沙坑上受到的冲力比跳在水泥地上小 ‎【解析】选D.跳远时,落地前的速度约等于起跳时速度的大小，则初动量大小一定；落地后静止，末动量一定,所以,人接触地面过程的动量变化量Δp一定.因落在沙坑上的作用时间长，落在水泥地上的作用时间短，根据动量定理Ft=Δp知，人跳在沙坑上受到的冲力小，故D正确.‎ ‎10.【解析】选B.设牵引力为F，阻力为Ff，整个运动过程对物体由动量定理得(F-Ff)t1-Fft2=0，解得，B正确.‎ ‎11.【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 根据动量定理Ft=Δp=mv0‎ 解得 ‎(2)若人系有安全带，则 答案:(1)5.4×104 N (2)1.8×103 N ‎【总结提升】动量定理的应用范围及解题步骤 ‎(1)动量定理的使用具有普遍性，不论物体的轨迹是直线还是曲线，是恒力还是变力，是单个物体还是物体系，不论是宏观还是微观，都是适用的.‎ ‎(2)应用动量定理解题的基本步骤 ‎①确定研究对象；‎ ‎②进行受力分析，分析每个力的冲量；‎ ‎③选定正方向，研究物体初末状态的动量；‎ ‎④根据动量定理列方程求解.‎ ‎12.【解题指南】解答本题应注意以下两点：‎ ‎(1)冲量、动量、动量的变化量都是矢量，求解结果必须说明方向.‎ ‎(2)动量的变化量可以根据定义式求解，也可以根据动量定理求解.‎ ‎【解析】(1)重力是恒力，0.4 s内重力对小球的冲量 I=mgt=0.2×10×0.4 N·s=0.8 N·s 方向竖直向下.‎ ‎(2)0.4 s时的速度:‎ 方向与水平方向的夹角为θ，‎ 则tanθ=,θ=53°.‎ 由此知小球速度方向与水平方向成53°角向下.‎ ‎0.4 s时动量p′=mv′=0.2×‎5 kg·m/s=‎1 kg·m/s 方向与水平方向成53°角向下.‎ ‎(3)方法一(用定义式求):‎ 如图所示 Δp=p′-p 由矢量减法得Δp就是连接p′与p的线段的长度，由几何关系得 Δp=p′sin53°=0.2×5×kg·m/s=‎0.8 kg·m/s 方向竖直向下.‎ 方法二(用动量定理求):‎ 根据动量定理知，0.4 s内小球动量的变化量就是这0.4 s 内重力的冲量,‎ 所以有Δp=mg·t=0.2×10×‎0.4 kg·m/s ‎=‎0.8 kg·m/s 方向与重力方向一致,竖直向下.‎ 答案:(1)0.8 N·s，方向竖直向下 ‎(2)‎1 kg·m/s，方向与水平方向成53°角斜向下 ‎(3)‎0.8 kg·m/s，方向竖直向下