2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册 1.2动量定理 课时练(word解析版)

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名称 2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册 1.2动量定理 课时练(word解析版)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-27 21:43:24

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文档简介

2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
1.2动量定理
课时练(解析版)
1.如图所示,物体在与水平方向成角的恒定拉力作用下,在水平面上以速度匀速运动,经历的时间为在这一过程中(  )
A.物体受到的合力的大小为
B.拉力对物体的冲量大小为
C.拉力对物体做功为
D.合力对物体做功的平均功率为
2.蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对该运动员的弹力F随时间t的规律如图。不计阻力,取。根据信息可求得(  )
A.该运动员跳起的最大高度为
B.该运动员最大加速度为
C.每次接触过程中,蹦床对该运动员的最大冲量为
D.人体内力做功至少要消耗的能量
3.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机在时间内向后喷射的气体质量约为,喷射的气体速度约为,则它产生的推力约为(  )
A.
B.
C.
D.
4.质量为的钢球自某一高处落下,以速率碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为。在碰撞过程中,地面对钢球冲量的方向和大小为(  )
A.向下,
B.向下,
C.向上,
D.向上,
5.下列物理现象的解释中正确的是(  )
A.跳高时,在落地处垫海绵是为了减小冲量
B.在码头上装橡皮轮胎,是为了减小渡船靠岸过程动量的变化量
C.动量相同的两个物体受相同的制动力作用,质量小的先停下来
D.人从越高的地方跳下,落地时越危险,是因为落地时人受到地面对人的作用力越大
6.材料相同、质量不同的两滑块,以相同的初动量分别在水平面上运动直到停止,则(  )
A.质量大的滑块运动时间长
B.质量小的滑块运动位移小
C.两滑块所受摩擦力的冲量大小相等
D.两滑块克服摩擦力做功一样多
7.人从高处跳到较硬的水平地面时,为了安全,一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,这是为了(  )
A.减小地面对人的冲量
B.减小人的动量的变化
C.增加地面对人的冲击时间
D.增大人对地面的压强
8.假设将来某宇航员登月后,在月球表面完成下面的实验:在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点),如图所示,当给小球一瞬时冲量I时,小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆轨道半径为r,月球的半径为R,则月球的第一宇宙速度为(  )
A.
B.
C.
D.
9.塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具,但是也有儿童眼睛被水枪击伤的报道,因此,限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。设有一只水枪,枪口直径为,出水速度为,储水箱的体积为,水的密度为,水柱水平地打在竖直平面(目标)上后速度变为零,不考虑重力、空气阻力等的影响,认为水柱到达目标的速度与出枪口时的速度相同。下列说法中能有效控制水枪威力的是(  )
A.减小枪口直径
B.减小出水速度
C.减小储水箱体积
D.把海水调整为淡水以减小水的密度
10.2019年10月,直20武装直升机在第五届中国天津国际直升机博览会亮相。如图所示,直20的旋翼桨盘面积(桨叶旋转形成的圆面面积)为S,空气密度为
,直升机质量为,重力加速度为。当直升机悬停在空中时,空气浮力不计,风力的影响也不计,下列说法正确的是(  )
A.直升机悬停时受到的升力大小为
B.被螺旋桨推动的空气速度大小为
C.1秒内被螺旋桨推动的空气质量为
D.1秒内发动机做的功为
11.一质量为2kg的物体受水平拉力F作用在粗糙水平面上做加速直线运动,如图甲所示,图乙为其a-t图象,t=0时,其速度大小为2m/s,滑动摩擦力大小恒为2N,则(  )
A.t=6s时,物体的速度为18m/s
B.t=6s时,拉力F的大小为10N
C.在0~6s内,拉力对物体的冲量为48N?s
D.在0~6s内,合外力对物体做的功为400J
12.质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳,经时间t身体伸直并刚好离开水平地面,该过程中,地面对他的冲量大小为I,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(  )
A.运动员在加速上升过程中处于超重状态
B.运动员离开地面时的速度大小为
C.该过程中,地面对运动员做的功为
D.该过程中,人的动量变化大小为I﹣mgt
13.如图甲所示,与水平面成θ=37°角倾斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m=1kg的货物放在传送带上的A处,经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示,已知重力加速度g=10m/s2。则(  )
A.传送带的长度为2.4m
B.货物与传送带间的动摩擦因数为0.5
C.在这1.2s内,物体所受摩擦力的冲量大小为3.2N·s,方向沿传送带向上
D.货物在传送带上运动的过程中,传送带对货物做的功为12.8J
14.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,而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,相互作用时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长
15.水平地面上方同一高度处有两相同的小球,a球水平抛出,b球自由落体,不计空气阻力,则下列正确的是(  )
A.a球下落过程重力做的功多
B.a球下落过程重力的冲量大
C.下落过程两球重力做的功相同
D.下落过程两球动量的变化相同
16.一艘帆船在静水中由于风力的推动做匀速直线运动,帆面的面积为S,风速为v1,船速为v2(v217.一个质量m=16kg的小孩不慎从h=11.25m的悬崖跌落,他恰好被一名见义勇为的青年接住。小孩从接触青年到速度减到零的时间为0.1s,取g=10m/s2,不计空气阻力。求小孩从接触青年到速度减到零的过程中
(1)小孩受到的合力的冲量大小;
(2)青年对小孩的平均作用力的大小。
18.北海公园荷花池中的喷泉如图甲所示,其水泵以一定的角度将水喷向空中,水的运动轨迹示意图如图乙所示,水上升的最大高度为h,落在水面的位置距喷水口的距离为d。已知喷水口的水流量为Q,水的密度为,重力加速度为g,忽略空气阻力。
(1)求上述喷泉中水上升至最大高度时水平速度的大小vx;
(2)假设水击打在水面上时速度立即变为零,且在极短时间内击打水面的水受到的重力可忽略不计,求水击打水面竖直向下的平均作用力的大小Fy。
19.如图所示,竖直面内有一以O为圆心的圆形区域,直径AB与水平方向的夹角=30°。一小球自A点由静止释放,从圆周上的C点以速率v0穿出圆形区域。现将几个质量为m的小球自A点,先后以不为零的不同水平速度平行该竖直面射入圆形区域。忽略空气阻力,重力加速度大小为g。求:
(1)该圆形区域的半径;
(2)为使小球穿过圆形区域动能增量最大,该小球进入圆形区域时的速度大小;
(3)为使小球穿过圆形区域前后的动量变化量大小为mv0,该小球进入圆形区域时的速度大小。
参考答案
1.B
【详解】
AD.在水平面上以速度匀速运动,合力为零,合力做功为零,平均功率为零,故AD错误;
B.根据
知拉力对物体的冲量大小为,故B正确;
C.拉力做功
故C错误。
故选B。
2.D
【详解】
A.从图像可以看出,运动员在空中的最大时间
根据运动的对称行可知,运动员从最高点下落的时间
由上抛运动的规律可得,(竖直上抛可看成反向自由落体运动),所以最大高度
故A错误;
B.从图像上可以看出,运动员的重力为500N,质量为
当弹簧的弹力最大时,根据牛顿定律,有
故B错误;
C.
稳定后每次运动员接触蹦床时的速度
由对称性可知,离开时的速度为?10m/s
接触过程中,对运动员运动员应用动量定理
故C错误;
D.由能量守恒可知
故D正确;
故选:D。
3.D
【详解】
以气体为研究对象,根据动量定理可得
其中

解得
故ABC错误;D正确;
故选D。
4.C
【详解】
选取竖直向下方向为正方向,根据动量定理,地面对钢球的冲量
则地面对钢球的冲量的方向向上,大小为,故ABD错误C正确。
故选C。
5.D
【详解】
A.跳高时,在落地处垫海绵是为了延长作用时间,从而减小海绵对人的作用力,避免受伤,人受到的冲量不变,A错误;
B.在码头上装橡皮轮胎,是为了延长渡船与河岸的作用时间,从而减小渡船受到的作用力,渡船的动量的变化量不变。B错误;
C.动量相同的两个物体受相同的制动力作用,根据动量定理得
所以两物体同时停下来。C错误;
D.人从越高的地方跳下,落地时越危险,是因为落地时人的速度越大,动量变化越大,与地面作用时间相差不多的情况下,从而受到地面对人的作用力越大。D正确。
故选D。
6.C
【详解】
A.摩擦力
由动量定理
可得
可得质量大的时间短,则A错误;
B.由动能定理
可得
则质量小的位移大,则B错误;
C.由动量定理
可得两滑块所受摩擦力的冲量大小相等,C正确;
D.由动能定理
可得质量小的摩擦力做功大,D错误;
故选C。
7.C
【详解】
设人的质量为m,着地前速度大小为v,着地时间为t,地面对人冲量大小为I,作用力大小为F,取竖直向下方向为正方向;
AB.人着地过程,人的动量从一定值减到零,动量的变化量不变,根据动量定理得
得到地面对人的冲量
m、v一定,t延长,则I增大,故AB错误;
C.让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,增加地面对人的冲击时间,故C正确;
D.根据动量定理得
得到
t增大,则F减小,人对地面的压强减小,故D错误;
故选C。
8.A
【详解】
小球获得瞬时冲量I的速度为v0,有
而小球恰好通过圆周的最高点,满足只有重力提供向心力
从最低点到最高点由动能定理可知
解得
月球的近地卫星最小发射速度即为月球的第一宇宙速度,满足
解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
9.ABD
【详解】
取一小片液柱,由动量定理
可得
解得
有效控制水枪威力,可以减小枪口直径、减小出水速度、把海水调整为淡水以减小水的密度,与储水箱体积无关。
故选ABD。
10.AC
【详解】
A.直升机处于平衡状态,则
A正确;
B.飞机对空气的力与空气对飞机的力为作用力与反作用力;则
则由动量定理可得
解得
B错误;
C.1秒内被螺旋桨推动的空气质量为
C正确;
D.1秒内发动机做的功为
D错误。
故选AC。
11.BC
【详解】
A.a-t图象图线下方的面积表示速度变化量,故t=6s时,物体的速度为
A错误;
B.t=6s时,加速度为a=4m/s2,由牛顿第二定律可得
F-f=ma
代入数据可解得,拉力F=10N,B正确;
C.t=0时,加速度为a0=2m/s2,由牛顿第二定律可得
F0-f=ma0
代入数据可解得,拉力F0=6N,在0~6s内,拉力随时间均匀增大,故对物体的冲量为
D.在0~6s内,合外力对物体做的功等于物体动能的变化量,即
D错误。
故选BC。
12.AD
【详解】
A.运动员在加速上升过程中加速度向上,处于超重状态,故A正确;
B.取向上为正,根据动量定理可得
I﹣mgt=mv
解得
v=﹣gt
故B错误;
C.该过程中,地面对运动员做的功为0,故C错误;
D.根据动量定理可得:该过程中,人的动量变化大小为
△p=I﹣mgt
故D正确。
故选AD。
13.BC
【详解】
A.物体的位移即为传送带的长度,由图像可得
故A错误;
B.由图像可知,货物的两段运动加速不同,且有
由图像可分析出,0.2s内摩擦力方向向下,0.2s以后摩擦力方向向上,由牛顿第二定律可得


故B正确;
C.0~
0.2s内,摩擦力方向沿斜面向下,
冲量方向向下,0.2s以后,摩擦力方向向上
冲量方向向上,所以
故C正确;
D.传送带对物体做的功
故D错误。
故选BC。
14.CD
【详解】
杯子是否被撞碎,取决于撞击地面时,地面对杯子的撞击力大小。规定竖直向上为正方向,设玻璃杯下落高度为h,它们从h高度落地瞬间的速度,根据
设玻璃杯的质量为m,则落地前瞬间的动量大小为
与水泥或草地接触Δt时间后,杯子停下,在此过程中,玻璃杯的动量变化
相同,再由动量定理可知
所以
由此可知,Δt越小,玻璃杯所受撞击力越大,玻璃杯就越容易碎,杯子掉在草地上作用时间较长,动量变化慢,作用力小,因此玻璃杯不易碎。
故选CD。
15.CD
【详解】
AC.根据W=mgh可知,两球下落过程重力做的功相等,选项A错误,C正确;
BD.因两球竖直方向均做自由落体运动,则运动的时间相等,则根据I=mgt可知,两球下落过程重力的冲量相等,根据动量定理可知,下落过程两球动量的变化相同,选项B错误,D正确;
故选CD。
16.ρS(v1-v2)2
【详解】
时间t内吹过帆面的空气受帆面阻力,动量减小,以初速度方向为正方向,根据动量定理,有
-Ft=[ρS(v1-v2)t](v2-v1)
解得
F=ρS(v1-v2)2
根据牛顿第三定律,帆船在匀速前进时帆面受到的平均风力为
F′=F=ρS(v1-v2)2.
17.(1)240N?s;(2)2560N
【详解】
(1)小孩落地瞬时的速度
根据动量定理可知,小孩受到的合力的冲量大小
(2)
设向上为正方向,根据动量定理可知
解得
F=2560N
18.(1);
(2)
【详解】
(1)由平抛规律可知,竖直方向
水平方向
解得?
(2)极短时间Δt内击打在水面上的水的质量
水击打在水面上竖直方向的速度
设水受到的竖直方向的平均作用力为F,向下为正,由动量定理
依据牛顿第三定律,可得竖直方向平均作用力的大小?
19.(1)
;(2);(3)
【详解】
(1)小球从圆周上的C点以速率穿出圆形区域,故AC沿竖直方向
由几何关系可知
由运动学公式可知
解得
(2)只有重力做功,故由圆形区域最低点(图中D点)穿出的小球重力做功最多,动能增量最大,由运动学公式可得
解得
(3)只受重力作用,且平抛运动的运动时间只与高度有关,故穿过圆形区域前后的动量变化量大小为的小球,必然从与C点等高的B点穿出,由运动学公式可得
解得