2024-2025學(xué)年高二物理選擇性必修第一冊(cè)（配粵教版）分層作業(yè)2 動(dòng)量定理

分層作業(yè)2動(dòng)量定理A組必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(多選)水平拋出后在空中飛行的物體,不計(jì)空氣阻力,則()A.在相等的時(shí)間間隔內(nèi)動(dòng)量的變化相同B.在任何時(shí)間內(nèi),動(dòng)量的變化方向都在豎直方向C.在任何時(shí)間內(nèi),動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率恒定D.在剛拋出的瞬間,動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率為零2.(2024廣東汕頭統(tǒng)考一模)足球場(chǎng)上,守門員會(huì)戴著厚厚的手套向水平飛奔而來(lái)的球撲去,使球停下,關(guān)于此過(guò)程守門員戴手套的作用,以下分析正確的是()A.減小球的平均作用力B.增大手受到球的沖量C.球受到的動(dòng)量變大D.使球的加速度變大3.(2024江西撫州高二校聯(lián)考階段練習(xí))“守株待兔”是眾所周知的寓言故事.假設(shè)兔子質(zhì)量為3kg,以10m/s的速度奔跑,撞樹(shù)后幾乎不反彈、作用時(shí)間約為0.02s,則兔子受到的平均撞擊力大小為()A.1.5N B.15NC.150N D.1500N4.高空拋物罪自2021年3月1日起正式加入刑法.若一個(gè)直徑約為8cm、質(zhì)量約為200g的西紅柿從一居民樓的15層墜落在水泥地面上,西紅柿與地面的作用時(shí)間可以用西紅柿的直徑除以西紅柿著地時(shí)的速度來(lái)近似計(jì)算,則該西紅柿對(duì)水泥地面產(chǎn)生的沖擊力約為()A.20N B.200NC.2000N D.20000N5.學(xué)?？茖W(xué)晚會(huì)上,科技制作社團(tuán)表演了“震撼動(dòng)量球”實(shí)驗(yàn).在互動(dòng)環(huán)節(jié),表演者將球拋向觀眾,讓其感受碰撞過(guò)程中的力.假設(shè)質(zhì)量約為3kg的超大氣球以3m/s的速度豎直下落到手面,某觀眾雙手上推,使氣球以原速度大小豎直向上反彈,作用時(shí)間為0.1s.忽略氣球所受浮力及空氣阻力,g取10m/s2.則觀眾雙手受的壓力為()A.150N B.180N C.210N D.240N6.質(zhì)量為m的物體沿平直的路面做直線運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間圖像如圖所示.則此物體在0~t0和t0~2t0時(shí)間內(nèi)受到的合力沖量分別為()A.0-2mv0 B.mv00C.02mv0 D.2mv007.乒乓球是世界流行的一種球類體育項(xiàng)目.某運(yùn)動(dòng)員在某次擊球中,將以v1=90km/h的速度飛來(lái)的乒乓球以v2=162km/h的速度反向擊回.已知乒乓球的質(zhì)量m=2.60g,擊球過(guò)程中乒乓球?qū)η蚺牡钠骄饔昧Υ笮=25N,不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn),求:(1)擊球過(guò)程中乒乓球的動(dòng)能變化量ΔEk;(2)擊球過(guò)程中乒乓球的動(dòng)量變化量Δp及乒乓球與球拍的作用時(shí)間Δt.B組關(guān)鍵能力提升練8.如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速率v1逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點(diǎn)沖上傳送帶,從此時(shí)起到物塊再次回到P點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.合力對(duì)物塊的沖量大小一定為mv1+mv2B.合力對(duì)物塊的沖量大小一定為2mv2C.合力對(duì)物塊的沖量大小可能為零D.合力對(duì)物塊做的功可能為零9.(2024廣東梅州高二模擬)如圖所示,測(cè)試汽車安全氣囊的實(shí)驗(yàn)中,汽車載著模型人以64km/h的速度撞向剛性壁障,汽車速度短時(shí)間內(nèi)減為0,同時(shí),安全氣囊彈出,保護(hù)模型人.則關(guān)于安全氣囊的作用,下列說(shuō)法正確的是()A.安全氣囊減少了碰撞過(guò)程中模型人的動(dòng)能變化量B.安全氣囊減小了碰撞過(guò)程中模型人的受力時(shí)間C.安全氣囊減小了碰撞過(guò)程中模型人受到的沖擊力D.安全氣囊減小了碰撞過(guò)程中模型人受到的沖量10.如圖所示為清洗汽車用的高壓水槍.設(shè)水槍噴出水柱直徑為D,水流速度為v,水柱垂直汽車表面,沖擊汽車后水的速度為零.高壓水槍的質(zhì)量為M,手持高壓水槍操作,進(jìn)入水槍的水流速度可忽略不計(jì),已知水的密度為ρ.下列說(shuō)法正確的是()A.高壓水槍單位時(shí)間噴出的水的質(zhì)量為ρπvD2B.高壓水槍單位時(shí)間噴出的水的質(zhì)量為14ρvDC.水柱對(duì)汽車的平均沖力為14ρD2vD.當(dāng)高壓水槍噴口的出水速度變?yōu)樵瓉?lái)2倍時(shí),壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的4倍11.為估算雨水對(duì)傘面產(chǎn)生的平均撞擊力,小明在大雨天將一底面為長(zhǎng)方形的筆筒置于露臺(tái),筆筒底面積為20cm2(筒壁厚度不計(jì)),測(cè)得1min內(nèi)杯中水位上升了40mm,當(dāng)時(shí)雨滴豎直下落速度約為10m/s.若雨滴撞擊傘面后沿著傘面流下,雨水的密度約為1×103kg/m3,傘面的面積約為0.8m2,據(jù)此估算當(dāng)時(shí)雨水對(duì)傘面的平均撞擊力為(雨水重力可忽略)()A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N12.在粗糙的水平面上靜止一個(gè)質(zhì)量為1.5kg的物體,t=0時(shí)刻受到水平向右拉力F的作用,從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),拉力F隨時(shí)間變化如圖所示,物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.求:(1)在0~6s時(shí)間內(nèi)拉力F的沖量;(2)物體在t=6s時(shí)的速度大小.答案：1.ABC解析水平拋出的物體所受的合力為重力,則相等時(shí)間內(nèi)重力的沖量相等,根據(jù)動(dòng)量定理知,動(dòng)量的變化相同,故A正確;合力的沖量等于動(dòng)量的變化量,合力沖量的方向豎直向下,則動(dòng)量變化的方向豎直向下,故B正確;根據(jù)動(dòng)量定理有mgΔt=Δp,則動(dòng)量的變化率ΔpΔt=mg,即動(dòng)量的變化率恒定,等于重力,故C正確2.A解析守門員會(huì)戴著厚厚的手套向水平飛奔而來(lái)的球撲去,這樣可以增加球與手接觸的時(shí)間,根據(jù)動(dòng)量定理得-Ft=0-mv,可得F=mvt,當(dāng)時(shí)間增大時(shí),沖量和動(dòng)量的變化量都不變,可減小動(dòng)量的變化率,即減小球?qū)κ值钠骄饔昧?故A正確,B、C、D錯(cuò)誤3.D解析由動(dòng)量定理可知Ft=mv,得F=1500N,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.4.C解析取豎直向下為正方向,由題意可知,西紅柿下落的高度約為h=45m,設(shè)西紅柿撞擊地面前瞬間速度為v,由v2=2gh,解得v=30m/s,與地面作用的時(shí)間為Δt=dv=0.0830s=1375s,設(shè)西紅柿撞擊地面的過(guò)程中,地面對(duì)西紅柿的撞擊力大小為F,由動(dòng)量定理(mg-F)Δt=0-mv,代入數(shù)據(jù)得F=2252N,根據(jù)牛頓第三定律,地面對(duì)西紅柿的撞擊力與西紅柿對(duì)地面的撞擊力大小相等,方向相反,故西紅柿對(duì)地面的撞擊力約為25.C解析取豎直向下為正方向,對(duì)氣球由動(dòng)量定理有(mg-F)Δt=-mv-mv,代入數(shù)據(jù)解得F=210N,由牛頓第三定律可知,觀眾雙手受到的壓力為210N,故C正確.6.A解析物體在0~t0時(shí)間內(nèi)初速度和末速度均為v0,根據(jù)動(dòng)量定理得合力沖量I1=0;物體在t0~2t0時(shí)間內(nèi)初速度為v0,末速度為-v0,根據(jù)動(dòng)量定理得合力沖量I2=-2mv0,選項(xiàng)A正確.7.答案(1)1.82J(2)0.182kg·m/s,方向與乒乓球擊球后的運(yùn)動(dòng)方向相同7.28ms解析(1)設(shè)乒乓球的初動(dòng)能為Ek1,末動(dòng)能為Ek2,則有Ek1=1Ek2=1ΔEk=Ek2-Ek1解得ΔEk=1.82J.(2)以乒乓球擊球后的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?設(shè)乒乓球的初動(dòng)量為p1,末動(dòng)量為p2,乒乓球與球拍間的作用力遠(yuǎn)大于乒乓球受到的重力,所以重力可以忽略不計(jì),根據(jù)動(dòng)量定理有p1=-mv1p2=mv2Δp=p2-p1FΔt=Δp解得Δp=0.182kg·m/s,Δt=7.28ms.8.D解析如果v1>v2,根據(jù)對(duì)稱性,物體再回到P點(diǎn)時(shí)的速度仍為v2,根據(jù)動(dòng)量定理,合力對(duì)物塊的沖量為2mv2,A錯(cuò)誤;如果v1<v2,物體再回到P點(diǎn)時(shí)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)量定理,合力對(duì)物塊的沖量為mv1+mv2,B錯(cuò)誤;由于物體運(yùn)動(dòng)的速度方向發(fā)生變化,即動(dòng)量一定會(huì)發(fā)生變化,合力沖量一定不會(huì)等于零,C錯(cuò)誤;如果v1=v2,回到P點(diǎn)時(shí),物體的動(dòng)能沒(méi)有發(fā)生變化,根據(jù)動(dòng)能定理,合力對(duì)物塊做的功為零,D正確.9.C解析碰撞過(guò)程中動(dòng)能變化量為ΔEk=0-12mv02,可知安全氣囊沒(méi)有改變碰撞過(guò)程中模型人的動(dòng)能變化量,故A錯(cuò)誤;安全氣囊增加了碰撞過(guò)程中模型人的受力時(shí)間,故B錯(cuò)誤;由動(dòng)量定理可得-Ft=0-mv0,由于安全氣囊增加了碰撞過(guò)程中模型人的受力時(shí)間,所以模型人受到的沖擊力減小,故C正確;根據(jù)動(dòng)量定理可知,碰撞過(guò)程中模型人受到的沖量大小為I=mv0,所以安全氣囊沒(méi)有改變碰撞過(guò)程中模型人受到的沖量10.D解析高壓水槍單位時(shí)間噴出水的質(zhì)量等于單位時(shí)間內(nèi)噴出的水柱的質(zhì)量,即m0=ρV=ρπD24v=14πρvD2,故A、B錯(cuò)誤;設(shè)水柱對(duì)車的平均沖力為F,由動(dòng)量定理得Ft=mv,即Ft=14ρπvD2·t·v,解得F=14ρπv2D2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;高壓水槍對(duì)車產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=FS=14ρπv2D21411.D解析根據(jù)動(dòng)量定理F·Δt=mv,在1min時(shí)間內(nèi),撞到傘上的水的質(zhì)量m=ρhS=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,可知雨水受到的平均撞擊力F=mvt=32×1060N=5N,根據(jù)牛頓第三定律可知,12.答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s解析(1)力隨時(shí)間變化的圖像與時(shí)間軸所圍面積為F的沖量,則IF=12×(3+9)×4N