2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)2動量含解析教科版選修3-5

PAGE6-課時分層作業(yè)(二)動量(時間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．若一個物體(質(zhì)量不變)的動量發(fā)生了變更．則物體運(yùn)動的()A．速度大小肯定變更B．速度方向肯定變更C．速度肯定變更D．加速度可能為零C[依據(jù)Δp＝p2－p1＝mΔv可知，在質(zhì)量不變的前提下，動量發(fā)生了變更，肯定是速度發(fā)生了變更，速度變更就肯定有加速度，所以選項(xiàng)C正確．]2．跳遠(yuǎn)時，跳在沙坑里比跳在水泥地上平安，這是由于()A．人跳在沙坑上的動量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑上的動量變更比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑上受到的沖量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑上受到的沖力比跳在水泥地上小D[跳遠(yuǎn)時，落地前的速度大小約等于起跳時速度的大小，則初動量大小肯定；落地后靜止，末動量肯定，所以，人接觸地面過程的動量變更量Δp肯定．因落在沙坑上作用的時間長，落在水泥地上作用的時間短，依據(jù)動量定理Ft＝Δp知，t長則F小，故D正確．]3．(多選)如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量之比mA∶mB＝3∶2，原來靜止在平板小車C上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，地面光滑．當(dāng)兩物體被同時釋放后，則()A．若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，則A、B組成系統(tǒng)的動量守恒B．若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，則A、B、C組成系統(tǒng)的動量守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，則A、B組成系統(tǒng)的動量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小相等，則A、B組成系統(tǒng)的動量守恒，但A、B、C組成的系統(tǒng)動量不守恒BC[因地面光滑，A、B與C之間的摩擦力是系統(tǒng)內(nèi)力，故無論A、B所受的摩擦力大小是否相同，A、B、C所組成的系統(tǒng)動量均守恒，但對于A、B兩物體所組成的系統(tǒng)，只有A、B所受的摩擦力大小相等，方向相反時，其動量才守恒，故A、D錯誤，B、C正確．]4．(多選)汽車?yán)宪囋谄街钡鸟R路上勻速行駛，突然拖車與汽車脫鉤，而汽車的牽引力不變，各自受的阻力不變，則在拖車停止運(yùn)動前()A．汽車和拖車的總動量不變B．汽車和拖車的總動量增加C．汽車和拖車的總動能不變D．汽車和拖車的總動能增加AD[原來汽車?yán)宪囋谄街钡鸟R路上勻速行駛，說明系統(tǒng)所受的合外力為零，拖車與汽車脫鉤后系統(tǒng)所受力不變，故總動量守恒，脫鉤后相同時間內(nèi)汽車發(fā)生的位移大于拖車發(fā)生的位移，合外力做正功，故A、D正確．]5．(多選)依據(jù)UIC(國際鐵道聯(lián)盟)的定義，高速鐵路是指營運(yùn)速率達(dá)200km/h以上的鐵路和動車組系統(tǒng)．據(jù)廣州鐵路局警方測算：當(dāng)和諧號動車組列車以350km/h的速度在平直鐵軌上勻速行駛時，受到的阻力約為106N，假如撞擊一塊質(zhì)量為0.5kg的障礙物，會產(chǎn)生大約5000N的沖擊力，撞擊時間約為0.01s，瞬間可能造成列車顛覆，后果不行思議．在撞擊過程中，下列說法正確的是()A．列車受到合外力的沖量約為50N·sB．列車受到合外力的沖量約為104N·sC．障礙物受到合外力的沖量約為175N·sD．障礙物受到合外力的沖量約為50N·sAD[由列車勻速行駛時撞擊障礙物，獲得5000N的沖擊力，可知撞擊過程中列車受到的合外力為5000N，列車受到的合外力的沖量為5000×0.01N·s＝50N·s，A對，B錯；撞擊過程時間極短，列車和障礙物組成的系統(tǒng)動量近似守恒，障礙物受到合外力的沖量與列車受到的合外力的沖量等大反向，故C錯，D對．]6．一質(zhì)量為m的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，在此過程中()A．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2B．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為零C．地面對他的沖量為mv，地面對他做的功為eq\f(1,2)mv2D．地面對他的沖量為mv－mgΔt，地面對他做的功為零B[設(shè)地面對運(yùn)動員的平均作用力為F，則由動量定理得(F－mg)Δt＝mv，故地面對運(yùn)動員的沖量FΔt＝mv＋mgΔt；運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)到身體剛好伸直離開地面，由于地面對他的作用力沿力的方向沒有位移，地面對運(yùn)動員做功為零，因此，本題正確選項(xiàng)為B.]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA＝4kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力微小，可以忽視不計(jì)．可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB＝2kg.現(xiàn)對A施加一個水平向右的恒力F＝10N，A運(yùn)動一段時間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下接著運(yùn)動，碰撞后經(jīng)時間t＝0.6s，二者的速度達(dá)到vt＝2m/s.求：(1)A起先運(yùn)動時加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大?。甗解析](1)以A為探討對象，由牛頓其次定律有F＝mAa ①代入數(shù)據(jù)解得a＝2.5m/s2. ②(2)對A、B碰撞后共同運(yùn)動t＝0.6s的過程，由動量定理得Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v ③代入數(shù)據(jù)解得v＝1m/s. ④[答案](1)2.5m/s2(2)1m/s[實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．(多選)質(zhì)量為m的物塊甲以3m/s的速度在光滑水平面上運(yùn)動，有一輕彈簧固定于其左端，另一質(zhì)量也為m的物塊乙以4m/s的速度與甲相向運(yùn)動，如圖所示．則()A．甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中，由于彈力屬于內(nèi)力作用，故系統(tǒng)動量守恒B．當(dāng)兩物塊相距最近時，甲物塊的速率為零C．甲物塊的速率可能達(dá)到5m/sD．當(dāng)甲物塊的速率為1m/s時，乙物塊的速率可能為2m/s，也可能為0AD[甲、乙兩物塊(包括彈簧)組成的系統(tǒng)在彈簧壓縮過程中，系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，故A正確；當(dāng)兩物塊相距最近時速度相同，取碰撞前乙的速度方向?yàn)檎较颍O(shè)共同速度為v，依據(jù)動量守恒定律得mv乙－mv甲＝2mv，解得v＝0.5m/s，故B錯誤；若物塊甲的速率達(dá)到5m/s，方向與原來相同，則：mv乙－mv甲＝－mv甲′＋mv乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′＝6m/s，兩個物體的速率都增大，動能都增大，違反了能量守恒定律，若物塊甲的速率達(dá)到5m/s，方向與原來相反，則：mv乙－mv甲＝mv甲′＋mv乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′＝－4m/s，可得，碰撞后乙的動能不變，甲的動能增加，系統(tǒng)總動能增加，違反了能量守恒定律，所以物塊甲的速率不行能達(dá)到5m/s，故C錯誤；甲、乙組成的系統(tǒng)動量守恒，若物塊甲的速率為1m/s，方向與原來相同，由動量守恒定律得：mv乙－mv甲＝－mv甲′＋mv乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′＝2m/s；若物塊甲的速率為1m/s，方向與原來相反，由動量守恒定律得：mv乙－mv甲＝mv甲′＋mv乙′，代入數(shù)據(jù)解得：v乙′＝0，故D正確．]2．光滑水平桌面上有P、Q兩個物塊，Q的質(zhì)量是P的n倍．將一輕彈簧置于P、Q之間，用外力緩慢壓P、Q.撤去外力后，P、Q起先運(yùn)動，P和Q的動量大小的比值為()A．n2B．nC.eq\f(1,n)D．1D[撤去外力后，系統(tǒng)在水平方向不受外力，所以在水平方向總動量守恒，設(shè)P的動量方向?yàn)檎较?，則有pP－pQ＝0，故pP＝pQ，因此P和Q的動量大小的比值為1，選項(xiàng)D正確．]3．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止起先釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)時速度減為零．不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.關(guān)于小球下落的整個過程，下列說法正確的有()A．小球的機(jī)械能削減了mg(H＋h)B．小球克服阻力做的功為mghC．小球所受阻力的沖量大于meq\r(2gH)D．小球動量的變更量等于所受阻力的沖量AC[小球在整個過程中，動能變更量為零，重力勢能削減了mg(H＋h)，則小球的機(jī)械能削減了mg(H＋h)，故A正確；對小球下落的全過程運(yùn)用動能定理得，mg(H＋h)－Wf＝0，則小球克服阻力做功Wf＝mg(H＋h)，故B錯誤；小球落到地面的速度v＝eq\r(2gH)，對進(jìn)入泥潭的過程運(yùn)用動量定理得：IG－If＝0－meq\r(2gH)，得：If＝IG＋meq\r(2gH)，可知阻力的沖量大于meq\r(2gH)，故C正確；對全過程分析，運(yùn)用動量定理知，動量的變更量等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和，故D錯誤．]4．A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧，靜置于光滑水平桌面上．已知A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m.當(dāng)用擋板攔住A球而只釋放B球時，B球被彈出落于距桌邊距離為x的水平地面上，如圖所示．若保持彈簧的壓縮程度不變，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，B球的落地點(diǎn)距離桌邊距離x′為()A.eq\f(x,3)B.eq\r(3x)C．xD.eq\f(\r(6),3)xD[當(dāng)用擋板攔住A球而只釋放B球時，B球做平拋運(yùn)動．設(shè)桌面高度為h，則有vB＝eq\f(x,t)＝xeq\r(\f(g,2h))，所以彈簧的彈性勢能為E＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(mx2g,4h)，若保持彈簧的壓縮程度不變，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，由動量守恒定律有0＝2mvA－mvB，所以vA∶vB＝1∶2，因此A球與B球獲得的動能之比EkA∶EkB＝1∶2.所以B球獲得的動能為Ek＝eq\f(mx2g,6h)，那么B球拋出時初速度為vB′＝eq\r(\f(x2g,3h))，則平拋后落地水平位移為x′＝eq\r(\f(x2g,3h))·eq\r(\f(2h,g))＝eq\f(\r(6)x,3)，選項(xiàng)D正確．]二、非選擇題(本大題共2小題，共26分)5．(12分)一輛質(zhì)量m1＝3.0×103kg的小貨車因故障停在車道上，后面一輛質(zhì)量m2＝1.5×103kg的轎車來不及剎車，干脆撞入貨車尾部失去動力．相撞后兩車一起沿轎車運(yùn)動方向滑行了s＝6.75m停下．已知車輪與路面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.6，求碰撞前轎車的速度大小．(重力加速度取g＝10m/s2)[解析]由牛頓其次定律得a＝eq\f(Ff,m1＋m2)＝μg＝6m/s2v＝eq\r(2as)＝9m/s由動量守恒定律得m2v0＝(m1＋m2)vv0＝eq\f(m1＋m2,m2)v＝27m/s.[答案]27m/s6．(14分)如圖所示，甲車及車上人的總質(zhì)量M1＝100kg，甲車后方拖著木箱的質(zhì)量m＝50kg，乙車質(zhì)量M2＝100kg，甲、乙兩車在光滑水平面上沿同始終線運(yùn)動，甲車在前，乙車在后，甲車、人及木箱速度大小為v1