1.2 动量定理 课后练习—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

第一章动量守恒定律第二节动量定理课后练习2021_2022学年高二物理上学期（人教版2019选择性必修第一册）
练习
一、单选题，共10小题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．“焦耳（J）”是国际单位制中的基本单位
B．“牛顿（N）”不是国际单位制中的单位
C．“冲量（I）”的单位用国际单位制中的基本单位表示为
D．“引力常量（G）”的单位用国际单位制中的基本单位表示为
2．古时有“守株待兔”的寓言。设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力即可致死，并设兔子与树桩作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑的速度至少为（g取10m/s2）（　　）
A．1m/s
B．1.5m/s
C．2m/s
D．2.5m/s
3．如图所示，质量为m的物体从倾角为θ的斜面顶端以速度v匀速滑下。经过时间t滑到斜面底端，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．重力的冲量大小等于mgtsinθ
B．摩擦力的冲量大小等于mgtsinθ
C．由于物体受到的支持力与速度垂直，所以支持力的冲量为0
D．物体所受合力的冲量大于零，且方向沿斜面向下
4．蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中质量为60kg的运动员在弹性绳绷紧后又经过2s人的速度减为零，假设弹性绳长为45m，重力加速度为g=10m/s2，（忽略空气阻力）下列说法正确的是（　　）
A．弹性绳在绷紧后2s内对运动员的平均作用力大小为2000N
B．运动员在弹性绳绷紧后动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量
C．运动员从开始起跳到下落到最低点的整个运动过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量大小相等
D．运动员从开始起跳到下落到最低点的整个运动过程中重力冲量小于弹性绳作用力的冲量
5．某次航空母舰上进行飞机起飞训练，质量为m=2×104kg的飞机在弹射系统作用下经过t1=0.2s以某一初速度进入甲板跑道，之后在甲板上做匀加速直线运动，经过t2=4.0s在跑道上运动120m后成功起飞，且飞机的起飞速度为v=50m/s，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．飞机在弹射系统作用下获得的动量大小为1×105kgm/s
B．弹射系统作用于飞机的平均作用力大小为1×106N
C．飞机在甲板跑道上的加速度大小为12.5m/s2
D．弹射系统对飞机所做的功为2.5×105J
6．一质量m=4kg的物体静置在粗糙的水平地面上，物体与地面的摩擦因数μ=0.5从t=0时刻开始对物体施加一水平力F，其大小如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，则在0~1.0s时间内，摩擦力对物体产生的冲量大小为（　　）
A．10N·s
B．16N·s
C．20N·s
D．25N·s
7．一质量为m的物块静止在水平光滑桌面上，现用一力F（大小未知）拉动物块，物块运动时的图像如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．0.5T时，物块速度为
B．与物块运动形式不同
C．，过程中F冲量为
D．过程中F做功为零
8．质量为m的小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，它的角速度为ω，周期为T，在时间内，小球受到的冲量的大小为（　　）
A．2mωr
B．πmωr
C．mω2r
D．mω2
9．甲、乙两个物体的质量相同，以相同的初速度在不同的水平面上滑行，甲比乙先停下来；则有（　　）
A．甲物体受到的合冲量较大
B．乙物体受到的合冲量较大
C．甲和乙受到的合冲量一样大
D．由于滑动摩擦因数未知，无法比较冲量的大小
10．湖面上有帆船正以速度v1匀速顺风航行。已知：该船帆的有效受风面积为S，水平风速恒为v2，且v1＜v2.
，湖面上空气密度为ρ。则风对船帆的推力的功率为（　　）
A．
B．
C．
D．
二、多选题，共5小题
11．如图，一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合。A、O、B为竖直平面上的点，且O为等量异种点电荷连线的中点，。现有带电荷量为q、质量为m的小物块视为质点，从A点以大小为的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0，则（　　）
A．小物块一定带正电
B．从A到B，小物块电势能先减小后增大
C．从A到B，小物块加速度先增大后减小
D．从A到B，小物块重力的冲量小于
12．将质量为的物块置于水平地面上，已知物块与水平桌面间的动摩擦因数为，现在物块上施加一个平行于水平面的恒力，物块由静止开始运动，作用4s后撤去F。已知，对于物块从静止开始到物块停下这一过程下列说法正确的是（　　）
A．整个过程中物块运动的时间为6s
B．整个过程中摩擦力的冲量大小为
C．整个过程中物块的位移大小为80m
D．整个过程中物块的最大动量为
13．如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以大小为v0的速度从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处。重力加速度为g。该过程中（　　）
A．物体运动的总时间为
B．物体所受支持力的冲量大小为
C．物体所受的重力的冲量为0
D．物体所受合力的冲量大小为2mv0
14．如图1所示，一根长为L=1m的空心铝管竖直放置，把一枚m=20g的小圆柱形永磁体从铝管上端管口放入管中由静止释放，圆柱形永磁体直径略小于铝管的内径。永磁体在管内运动时，不与铝管内壁发生摩擦且无翻转，不计空气阻力。若永磁体下落过程中在铝管内受到的阻力f与永磁体下落的速度大小v成正比，且满足f=0.1v（N），永磁体运动的v-t图像如图2所示，永磁体在时刻离开铝管下端时阻力恰好等于重力，重力加速度g取。关于永磁体在铝管内运动的过程，下列说法正确的是（　　）
A．永磁体离开铝管下端时的速度大小为2m/s
B．永磁体穿过铝管的时间为0.5s
C．永磁体穿过铝管的过程中阻力的冲量大小为0.10
D．永磁体穿过铝管的过程中重力的冲量大小为0.10
15．如图所示，质量为m、2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上，某时刻，它们同时受到水平恒力F，经过时间t，同时撤掉力F。下列叙述中，正确的是（　　）
A．在力F作用的时间内，两物体动量变化Δp甲<Δp乙
B．在力F作用的时间内，两物体动量变化Δp甲>Δp乙
C．在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量I甲D．在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量I甲>I乙
三、填空题，共3小题
16．恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间t，拉力F对物体的冲量大小是______；摩擦力对物体的冲量大小是______。
17．新能源环保汽车在设计阶段要对各项性能进行测试。某次测试中，质量为1500kg的汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，其牵引力F随时间t的变化关系如图所示。已知汽车所受阻力恒定，第14s后做匀速直线运动。第3s末汽车的加速度为____________m/s2，第15s末汽车牵引力的功率为___________W。
18．质量为1kg的物体从离地面5m高处自由下落。与地面碰撞后。上升的最大高度为3.2m，设球与地面作用时间为0.2s，则小球对地面的平均冲力为___________N（g=10m/s2）
四、解答题，共2小题
19．如图，在倾斜角的斜面上，有一质量为的物体能沿斜面滑下，物体下滑时速度为，斜面上各处的动摩擦因数不相同。已知，，物体下滑的过程中，求：
（1）物体所受合力的冲量；
（2）物体所受各力的冲量。
20．“打夯”是人们抬起重物（夯）将松散的地面夯实的传统方式。现有四人站在地面通过四根绳子同时对一重物施加拉力，使其竖直上升，上升过程中各拉力的方向始终都与竖直方向成夹角（如图所示），大小均保持不变。重物离开地面后撤去拉力，落地后撞击地面的时间为。已知重物的质量为，重力加速度，，不计空气阻力。求∶
（1）撤去拉力前，重物上升时的加速度大小；
（2）重物落地前瞬间的速度大小；
（3）重物撞击地面的平均冲力大小。
试卷第2页，共2页
参考答案
1．C
【详解】
A．“焦耳（J）”不是国际单位制中的基本单位。故A错误；
B．“牛顿（N）”是国际单位制中的导出单位。故B错误；
C．根据动量定理，有
可知，“冲量（I）”的单位用国际单位制中的基本单位表示为。故C正确；
D．因为“N”不是国际单位制中的基本单位，所以“引力常量（G）”的单位用国际单位制中的基本单位不能表示为。故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
取兔子奔跑的速度方向为正方向。根据动量定理得
-Ft=0-mv
又
F=mg
解得
v=gt=2m/s
3．B
【详解】
A．重力的冲量大小等于mgt，A错误；
B．由于物体匀速下滑，由平衡条件可得，物体受到的摩擦力为
则摩擦力的冲量大小为
B正确；
C．物体所受支持力为
所以支持力的冲量为
C错误；
D．由于物体匀速下滑，动量保持不变，由动量定理可得
即物体所受合力的冲量为零，D错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．由机械能守恒得
知绳在刚绷紧时人的速度为
在绷紧的过程中根据动量定理有
代入数据解得
故A错误；
B．根据动量定理可知，运动员在弹性绳绷紧后，动量的改变量等于弹性绳作用力的冲量与重力冲量的和，故B错误；
CD．运动员整个过程中动量的变化量为零，即重力冲量与弹性绳作用力的冲量等大反向，故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【分析】
计算出飞机在弹射装置弹出时的速度大小，根据动量的计算公式可得飞机在弹射系统作用下获得的动量，根据动量定理求解平均作用力，根据加速度的定义式求解飞机在甲板跑道上的加速度大小，根据动能定理求解弹射系统对飞机所做的功。
【详解】
飞机在弹射系统作用下经过t1=0.2s时的速度大小为v0，飞机在甲板上做匀加速直线运动的过程中，根据运动学公式可得
解得
A．根据动量的计算公式可得飞机在弹射系统作用下获得的动量大小为
故A错误；
B．设弹射系统作用于飞机的平均作用力大小为F，根据动量定理可得
解得
故B正确；
C．根据加速度的定义式可得飞机在甲板跑道上的加速度大小为
故C错误；
D．在飞机被弹开过程中，根据动能定理可得弹射系统对飞机所做的功为
故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
0~0.4s，F0.4~1.0s，F>fmax,物体运动，摩擦力为滑动摩擦力，大小为20N，则滑动摩擦力的冲量
所以，摩擦力对物体产生的冲量大小为
故选B。
7．C
【详解】
AB．根据a-t图像与时间轴所围的面积大小表示速度的变化量，且物体从静止开始运动可知：物体在0～0.5T时间内做初速度为零的加速度为a0的匀加速直线运动，0.5T时物体的速度
0.5T~T时间内物体的加速度为零，以速度v做匀速运动
T~1.5T时间内物体的加速度为-a0，物体做匀减速运动，1.5T时刻的速度
1.5T~2T时间内物体做初速度为零加速度为-a0的反向匀加速直线运动，2T时物体的速度
其速度时间图像如图所示
AB正确；
C．T~1.5T，根据动量定理可知F冲量等于物体的动量变化，即
C错误；
D．T~2T过程中，根据动能定理可知：F做的功等于物体的动能变化，即
D正确。
故选C。
8．A
【详解】
小球的线速度大小
选取开始时小球的速度方向为正方向，则开始时小球的动量
在后小球速度的方向与开始时相反，所以动量
根据动量定理，小球在半个周期内受到的冲量
负号表示冲量的方向与开始时的方向相反。
故选A。
9．C
【详解】
甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量，由动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于动量的变化量，由题中可知，甲、乙两物体初、末状态的动量都相同，动量变化量相同，I=Δp，所以所受的冲量均相同。
故选C。
10．C
【详解】
单位时间t内冲击船帆的空气的体积
单位时间t内冲击船帆的空气质量
空气的动量改变量
帆对空气的作用力F，由动量定理
解得
根据牛顿第三定律，帆船在航行过程中受到的风的水平推力大小
风对船帆的推力的功率为
故C正确，ABD错误。
故选C。
11．AC
【详解】
A．由场强的叠加规律可知，图中等量异种电荷中垂线上的场强水平向右，若小物块带负电，受到的电场力水平向左，不可能沿AB下滑，故小物块带正电，A正确；
B．AB为该等量异种电荷电场中的等势面，故从A到B，电场力不做功，小物块电势能不变，B错误；
C．从A到B，场强先增大后减小，O点场强最大，小物块在水平方向由平衡条件可得
小物块从A点以大小为的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0，故小物块全程减速，加速度始终向上，竖直方向由牛顿第二定律可得
故小物块加速度先增大后减小，C正确；
D．从A到B，对小物块由动量定理可得
可得
无法确定重力的冲量是否小于，D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】
A．整个过程由动量定理可得
解得运动的总时间为
A错误；
B．整个过程中摩擦力的冲量大小为
B正确；
C．加速过程由动量定理可得
解得运动过程的最大速度为
物块从静止加速至20m/s再减速至0，故全程的平均速度为
整个过程中物块的位移大小为
C正确；
D．整个过程中物块的最大动量为
D错误。
故选BC。
13．BD
【详解】
A．物体在斜面上运动的加速度
先做匀减速直线运动后做匀加速直线运动，根据运动的对称性可知，运动总时间
故A错误；
B．根据恒力冲量公式可知，斜面对物体支持力冲量大小
故B正确；
C．物体所受重力的冲量大小为
故C错误；
D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化，故物体所受合力的冲量大小为，故D正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
A．永磁体在时刻离开铝管下端时阻力恰好等于重力，则有
解得
选项A正确；
C．永磁体穿过铝管的过程中阻力的冲量大小为
选项C正确；
D．竖直方向根据动量定理有
解得永磁体穿过铝管的过程中重力的冲量大小
选项D错误；
B．重力的冲量
解得
选项B错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
由冲量的定义
I＝Ft
可知，两物体的恒力的冲量相同；由于两物体的质量不同，故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体受到的摩擦力；摩擦力的冲量
I甲乙物体受到的合外力的冲量小于甲的冲量，由动量定理可知，两物体动量变化
p甲>p乙
故选BC。
16．Ft
【详解】
[1]由冲量定义可知，拉力F对物体的冲量
IF=Ft
[2]根据平衡条件可知，物体受到的摩擦力
故摩擦力的冲量
If=Ftcosθ
17．2
1.28×104
【详解】
第14s后做匀速直线运动，可知
f=F3=1600N
第3s末汽车的加速度为
0-15s内由动量定理
解得
v=8m/s
汽车牵引力的功率为
P=F3v=1600×8W=1.28×104W
18．100N
【详解】
由动能定理得，小球下落过程
得
方向竖直向下；小球上升过程
得
方向竖直向上；以向下为正方向，由动量定理得
即
解得
负号表示冲力方向向上。
19．(1)，沿斜面向下；(2)重力冲量，方向竖直向下；支持力冲量，垂直斜面向上；摩擦力冲量，沿斜面向上。
【详解】
（1）根据动量定理，可得
合冲量方向沿斜面向下；
(2)物体所受重力的冲量为
重力冲量的方向竖直向下。物体所受支持力的冲量为
支持力方向垂直斜面向上。根据矢量的合成法则，有
联立，可得
易知，摩擦力冲量大小为，方向沿斜面向上。
20．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）撤去拉力前，重物受到重力和四根绳子的拉力，重物受到的合力
根据牛顿第二定律，有
解得
（2）设重物落地瞬间的速度大小为v，拉力作用的位移为
由动能定理，有
解得
（3）设重物砸向地面时受到的平均支持力大小为F
由动量定理，有
由牛顿第三定律得，重物对地面平均冲力大小为
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页