高中物理人教版5第十六章動(dòng)量守恒定律2動(dòng)量和動(dòng)量定理 課時(shí)訓(xùn)練2動(dòng)量和動(dòng)量定理

課時(shí)訓(xùn)練2動(dòng)量和動(dòng)量定理題組一動(dòng)量和動(dòng)量變化1.(多選)若一個(gè)物體的動(dòng)量發(fā)生了變化,則物體運(yùn)動(dòng)的(質(zhì)量不變)()A.速度大小一定改變了B.速度方向一定改變了C.速度一定變化了D.加速度一定不為零解析:動(dòng)量由速度和質(zhì)量共同決定,質(zhì)量不變時(shí),動(dòng)量發(fā)生變化的原因只能是速度發(fā)生了變化,而速度是矢量,速度變化可能是大小變了,也可能是方向變了,也可能大小、方向都變。答案:CD2.在任何相等的時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的變化總是相等的運(yùn)動(dòng)不可能是()A.勻變速運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.自由落體運(yùn)動(dòng) D.平拋運(yùn)動(dòng)解析:在任何相等的時(shí)間Δt內(nèi),物體的動(dòng)量的變化Δp總是相等,則動(dòng)量的變化率相等,即物體受恒力作用,在恒力作用下物體必做勻變速運(yùn)動(dòng),故不可能是B。答案:B3.一質(zhì)量為m的小球以速度v在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從如圖中的A點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°到達(dá)B點(diǎn),小球動(dòng)量的變化量是多少?解析:如圖所示。由于初、末動(dòng)量不在一條直線上,由平行四邊形定則可知Δp=mΔv=mv。與A點(diǎn)動(dòng)量方向的夾角為135°。答案:mv,與A點(diǎn)動(dòng)量夾角為135°。題組二沖量4.水平推力F1和F2分別作用于水平面上等質(zhì)量的a、b兩物體上,作用一段時(shí)間后撤去推力,物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止,兩物體的v-t圖象如圖所示,圖中AB∥CD,則()的沖量大于F2的沖量的沖量等于F2的沖量C.兩物體受到的摩擦力大小相等D.兩物體受到的摩擦力大小不等解析:設(shè)F1、F2的作用時(shí)間分別為t1、t2,則由題圖知t1<t2。當(dāng)只有摩擦力Ff作用時(shí),由AB∥CD知圖線斜率相同,則加速度相同,由牛頓第二定律知,摩擦力Ff相同,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;對(duì)a,由動(dòng)量定理得F1t1-Fft1=mvA;對(duì)b同理有F2t2-Fft2=mvC。由圖象知,vA=vC,t1<t2,所以有mvA=mvC,即F1t1-Fft1=F2t2-Fft2,因此F2t2>F1t1,即選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。答案:C5.如圖所示,在傾角α=37°的斜面上,有一質(zhì)量為5kg的物體沿斜面滑下,物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,求物體下滑2s的時(shí)間內(nèi),物體所受各力的沖量和合外力的沖量。(g取10m/s2,sin37°=,cos37°=解析:物體沿斜面下滑過程中,受重力、支持力和摩擦力的作用。沖量I=Ft,是矢量。重力的沖量IG=G·t=mg·t=5×10×2N·s=100N·s,方向豎直向下。支持力的沖量IFN=FN·t=mgcosα·t=5×10××2N·s=80N·s,方向垂直于斜面向上。摩擦力的沖量IFf=Ff·t=μmgcosα·t=×5×10××2N·s=16N·s,方向沿斜面向上。合外力的沖量可以由合外力與時(shí)間的乘積求出I合=F合t=(mgsinα-μmgcosα)·t=5×10×N·s=44N·s,方向沿斜面向下。合外力的沖量也可以由各外力的沖量的矢量和求出I合=IGsinα-IFf=(100×N·s=44N·s。答案:IG=100N·s,方向豎直向下IFN=80N·s,方向垂直于斜面向上IFf=16N·s,方向沿斜面向上I合=44N·s,方向沿斜面向下6.一質(zhì)量為m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一傾角為30°的固定斜面上,并立即沿反方向彈回。已知反彈速度的大小是入射速度大小的。求在碰撞過程中斜面對(duì)小球的沖量的大小。解析:小球在碰撞斜面前做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)剛要碰撞斜面時(shí)小球速度為v,由題意,v的方向與豎直線的夾角為30°,且水平分量仍為v0,如圖所示。由此得v=2v0。①碰撞過程中,小球速度由v變?yōu)榉聪虻膙,碰撞時(shí)間極短,可不計(jì)重力的沖量,由動(dòng)量定理,設(shè)反彈速度的方向?yàn)檎较?則斜面對(duì)小球的沖量為I=m-m·(-v)。②由①②得I=mv0。答案:mv0題組三動(dòng)量定理7.下列對(duì)幾種物理現(xiàn)象的解釋中,正確的是()A.擊釘時(shí)不用橡皮錘,是因?yàn)橄鹌ゅN太輕B.跳高時(shí),在沙坑里填沙,是為了減小沖量C.推車時(shí)推不動(dòng),是因?yàn)楹贤饬_量為零D.動(dòng)量相同的兩個(gè)物體受相同的制動(dòng)力的作用,質(zhì)量小的先停下來解析:根據(jù)Ft=Δp,可知選項(xiàng)A中橡皮錘與釘作用時(shí)間長(zhǎng),作用力小;選項(xiàng)B中沖量相同,減小的是沖力而不是沖量;選項(xiàng)C中車不動(dòng),其動(dòng)量變化量為零,則合外力沖量為零;選項(xiàng)D中兩物體Δp、F相同,故t應(yīng)相同。故選項(xiàng)C正確。答案:C8.質(zhì)量為kg的小球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向彈回,取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞前后的動(dòng)量變化為kg·m/s。若小球與地面的作用時(shí)間為s,則小球受到地面的平均作用力大小為N。(g取10m/s2)

解析:①取反彈速度方向?yàn)檎较?動(dòng)量變化為Δp=mv-mv0=×4kg·m/s-×6)kg·m/s=2kg·m/s;②由動(dòng)量定理有(FN-mg)t=Δp,代入數(shù)據(jù)解得FN=12N。答案:2129.質(zhì)量是60kg的建筑工人不慎從高空跌下,由于彈性安全帶的保護(hù)作用,最后使人懸掛在空中。已知彈性安全帶緩沖時(shí)間為s,安全帶伸直后長(zhǎng)5m,求安全帶所受的平均沖力。(跌落前,安全帶的固定端和建筑工人在同一高度,g取10m/s2)解析:人下落為自由落體運(yùn)動(dòng),下落到底端時(shí)的速度為v==10m/s取人為研究對(duì)象,在人和安全帶相互作用的過程中,人受到重力mg和安全帶給的力F,取F方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理得(F-mg)t=0-m(-v)所以F=mg+=1100N,方向豎直向上,根據(jù)牛頓第三定律得安全帶所受的平均沖力F'=1100N,方向豎直向下。答案:1100N,方向豎直向下10.一艘宇宙飛船以v=×104m/s的速度進(jìn)入密度為ρ=×10-7kg/m3的微隕石流中,如果飛船在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的最大截面積S=5m2,且認(rèn)為微隕石與飛船碰撞后都附著在飛船上。為使飛船的速度保持不變,飛船的牽引力應(yīng)為多大?解析:設(shè)t時(shí)間內(nèi)附著在飛船上的微隕石總質(zhì)量為Δm,則Δm=ρSvt①這些微隕石由靜止至隨飛船一起運(yùn)動(dòng),其動(dòng)量增加是受飛船對(duì)其作用的結(jié)果,由動(dòng)量定理有Ft=Δp=Δmv②則微隕石對(duì)飛船的沖量大小也為Ft,為使飛船速度保持不變,飛船應(yīng)增加的牽引力為ΔF=F③綜合①②③并代入數(shù)值得ΔF=100N,即飛船的牽引力應(yīng)為100N。答案:100N(建議用時(shí):30分鐘)1.關(guān)于動(dòng)量的概念,下列說法正確的是()A.動(dòng)量大的物體,慣性一定大B.動(dòng)量大的物體,運(yùn)動(dòng)一定快C.動(dòng)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)方向一定相同D.動(dòng)量相同的物體,動(dòng)能也一定相同解析:物體的動(dòng)量是由速度和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)因素決定的。動(dòng)量大的物體質(zhì)量不一定大,慣性也不一定大,A錯(cuò);同樣,動(dòng)量大的物體速度也不一定大,B也錯(cuò);動(dòng)量相同指的是動(dòng)量的大小和方向均相同,而動(dòng)量的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向,故動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向一定相同,C對(duì);由動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p=可知,只有質(zhì)量相同的物體動(dòng)量相同時(shí),動(dòng)能才相同,故D錯(cuò)。答案:C2.玻璃茶杯從同一高度掉下,落在水泥地上易碎,落在海綿墊上不易碎,這是因?yàn)椴璞c水泥地撞擊過程中()A.茶杯動(dòng)量較大B.茶杯動(dòng)量變化較大C.茶杯所受沖量較大 D.茶杯動(dòng)量變化率較大解析:玻璃杯不管落到水泥地上還是海綿墊上,其動(dòng)量變化量Δp相同,但作用時(shí)間不同,由動(dòng)量定理知F·Δt=Δp。所以玻璃杯受到的作用力F=不同,亦即茶杯動(dòng)量變化率不同。答案:D3.籃球運(yùn)動(dòng)員通常要伸出兩臂迎接傳來的籃球。接球時(shí),兩臂隨球迅速收縮至胸前。這樣做可以()A.減小球?qū)κ值臎_量B.減小球?qū)θ说臎_擊力C.減小球的動(dòng)量變化量 D.減小球的能量變化量解析:對(duì)于接住籃球的過程,籃球的初速度一定,末速度為零,所以籃球的動(dòng)量變化量、動(dòng)能變化量一定,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。由動(dòng)量定理可知籃球?qū)κ值臎_量一定,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由I=Ft可知雙臂收縮延長(zhǎng)了手與球的相互作用時(shí)間,故籃球?qū)κ值臎_擊力減小,選項(xiàng)B正確。答案:B4.(多選)恒力F作用在質(zhì)量為m的物體上,如圖所示,由于地面對(duì)物體的摩擦力較大,沒有被拉動(dòng),則經(jīng)時(shí)間t,下列說法正確的是()A.拉力F對(duì)物體的沖量大小為零B.拉力F對(duì)物體的沖量大小為FtC.拉力F對(duì)物體的沖量大小是FtcosθD.合力對(duì)物體的沖量大小為零解析:對(duì)沖量的計(jì)算一定要分清求的是哪個(gè)力的沖量,是某一個(gè)力的沖量、是合力的沖量、是分力的沖量還是某一個(gè)方向上力的沖量。這一個(gè)力的沖量與另一個(gè)力的沖量無關(guān)。答案:BD5.(多選)A、B兩球質(zhì)量相等,A球豎直上拋,B球平拋,兩球在運(yùn)動(dòng)中空氣阻力不計(jì),則下列說法中正確的是()A.相同時(shí)間內(nèi),動(dòng)量的變化大小相等,方向相同B.相同時(shí)間內(nèi),動(dòng)量的變化大小相等,方向不同C.動(dòng)量的變化率大小相等,方向相同D.動(dòng)量的變化率大小相等,方向不同解析:A、B兩球在空中只受重力作用,因此相同時(shí)間內(nèi)重力的沖量相同,因此兩球動(dòng)量的變化大小相等、方向相同,選項(xiàng)A正確;動(dòng)量的變化率為=m=mg,大小相等、方向相同,選項(xiàng)C正確。答案:AC6.物體在恒定的合力F作用下做直線運(yùn)動(dòng),在時(shí)間Δt1內(nèi)速度由0增大到v,在時(shí)間Δt2內(nèi)速度由v增大到2v。設(shè)F在Δt1內(nèi)做的功是W1,沖量是I1;在Δt2內(nèi)做的功是W2,沖量是I2。那么()<I2,W1=W2<I2,W1<W2=I2,W1=W2 =I2,W1<W2解析:在Δt1時(shí)間內(nèi),I1=FΔt1=mv=Δp1,在Δt2時(shí)間內(nèi)I2=FΔt2=2mv-mv=mv=Δp1,所以I1=I2。又因?yàn)閃1=mv2,W2=m(2v)2-mv2=mv2,所以W1<W2。故選項(xiàng)D正確。答案:D7.如圖所示,在甲、乙兩種情況中,人用相同大小的恒定拉力拉繩子,使人和船A均向右運(yùn)動(dòng),經(jīng)過相同的時(shí)間t,圖甲中船A沒有到岸,圖乙中船A沒有與船B相碰,則經(jīng)過時(shí)間t()A.圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量比圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量小B.圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量比圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量大C.圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量與圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量一樣大D.以上三種情況都有可能解析:沖量力和力作用的時(shí)間的乘積,由于人用相同大小的恒定拉力拉繩子,則在相同的時(shí)間內(nèi)甲、乙兩圖中,人對(duì)繩子拉力的沖量一樣大,正確選項(xiàng)為C。答案:C8.物體A和B用輕繩相連掛在輕質(zhì)彈簧下靜止不動(dòng),如圖甲所示。A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為m'。當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后,物體A上升經(jīng)某一位置時(shí)的速度大小為v,這時(shí)物體B下落速度大小為u,如圖乙所示。在這段時(shí)間里,彈簧的彈力對(duì)物體A的沖量為() 'u+m'u +mu解析:解法一:對(duì)A有I彈-mgt=mv,對(duì)B有m'gt=m'u,解得彈簧彈力的沖量I彈=mv+mu。解法二:對(duì)A、B系統(tǒng)有I彈-(mg+m'g)t=mv-m'u,m'gt=m'u,聯(lián)立解得I彈=mv+mu。答案:D9.蹦床運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員,從離水平網(wǎng)面m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為s,若把這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)成恒力處理,求此力的大小。(g取10m/s2)解析:運(yùn)動(dòng)員剛接觸網(wǎng)時(shí)速度的大小v1=m/s=8m/s,方向向下,剛離網(wǎng)時(shí)速度的大小v2=m/s=10m/s,方向向上。運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的過程,設(shè)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力為F。對(duì)運(yùn)動(dòng)員由動(dòng)量定理(以向上為正方向)有(F-mg)Δt=mv2-(-mv1),解得F=+mg=×103N,方向向上。答案:×103N10.中國(guó)女子冰壺隊(duì)獲得了世界錦標(biāo)賽冠軍后,引起了人們對(duì)冰壺運(yùn)動(dòng)的關(guān)注。冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡(jiǎn)化為如下過程:如圖所示,運(yùn)動(dòng)員將靜止于O點(diǎn)的冰壺(視為質(zhì)點(diǎn))沿直線OO'推到A點(diǎn)放手,此后冰壺沿AO'滑行,最后停于C點(diǎn)。已知冰面和