2020-2021学年度人教版(2019)选择性必修第一册
1.2动量定理同步训练3(含解析)
1.如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中( )
A.重力的冲量相同
B.弹力的冲量相同
C.合力的冲量相同
D.合力的冲量大小相同
2.物体沿粗糙的斜面上滑,到最高点后又滑回原处,则( )
A.上滑时摩擦力冲量比下滑时大 B.上滑时重力的冲量比下滑时小
C.支持力的冲量为0 D.整个过程中合外力的冲量为零
3.若一颗质量的子弹以的初速度经时间射入墙壁,则子弹射入墙壁时,其对墙壁的平均作用力约为( )
A. B. C. D.
4.在光滑的水平桌面上,质量为的木块保持静止状态,一颗子弹水平飞来射入木块并从木块中穿出。子弹在穿透木块的过程中,木块对子弹的阻力大小不变均为。则下列说法正确的是( )
A.子弹穿过木块后的速度越大,则木块获得的动能越小
B.子弹穿过木块后的速度越大,则木块获得的动量越大
C.木块获得的动量与子弹射入木块时的初速度大小无关
D.子弹初速度越大,则木块获得的动量越大
5.A、B两个质量相同的小球,从距地面相同高度处自由下落,A落于较软的地面,B落于较硬的地面,两球均未弹起,若下落中不计空气阻力,则( )
A.地面对B球冲量较大,对B球平均冲力较小
B.地面对A球冲量较大,对B球平均冲力较大
C.地面对两球平均冲力大小相同,对A球冲量较大
D.地面对两球平均冲力大小相同,对B球冲量较大
6.如图所示,倾角为(已知:,)的斜面,质量为的物块,与斜面上表面的动摩擦因数,物体沿斜面滑下,求物体下滑的时间内:( )
A.故重力的冲量大小为
B.斜面对物体支持力的冲量大小为
C.物体所受摩擦力的冲量大小为
D.物体所受合外力的冲量大小为
7.关于冲量,下列说法正确的是( )
A.冲量是物体动量变化的原因
B.作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
C.动量越大的物体受到的冲量越大
D.冲量的方向就是物体受力的方向
8.如图所示是最常见的羽毛球运动图标之一,羽毛球运动是学校体育中最普及的体育运动,也是速度最快的球类运动,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100m/S。假设羽毛球飞来的速度为50m/s,运动员将羽毛球以100m/s的速度反向击回,羽毛球的质量为10g,则羽毛球动量的变化量( )
A.大小为1.5kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反
B.大小为1.5kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相同
C.大小为0.5kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反
D.大小为0.5kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相同
9.2019年11月3日,清华大学女篮在国际大体联三对三篮球世界杯决赛中以21:11战胜维也纳大学女篮夺得冠军。在激烈的比赛过程中,质量为0.6kg的篮球曾经以8m/s的水平速度撞击篮板后以7m/s的速度反向弹回,撞击时间为0.1s。则在水平方向上,篮板对篮球的平均作用力大小为( )
A.42N B.48N C.60N D.90N
10.关于冲量、动量、动量的变化,下列说法中错误的是( )
A.物体所受合外力的冲量大小等于物体动量的变化大小
B.物体所受合外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同
C.物体的动量变化方向与物体的动量方向可能相同
D.物体的动量等于物体所受的冲量
11.下列关于动量的说法中正确的是( )
A.质量和速度大小都相同的物体,动量一定相同
B.物体动量的方向与物体所受合外力的方向相同
C.物体的速度发生变化,它的动量也改变
D.物体动量的方向与物体所受冲量的方向相同
12.足球守门员接飞向球门的足球时,通常要先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样做可以( )
A.减小足球对手的冲量
B.减小足球对手的作用力
C.减小足球的动量变化量
D.增大足球的动量变化量
13.如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力,重力加速度为g。关于小球下落的整个过程,下列说法正确的有( )
A.小球的机械能减少了mg(H+h)
B.小球克服阻力做的功为mgh
C.小球所受阻力的冲量大于
D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
14.如图把重物压在纸带上,用一水平力缓缓拉动纸带,重物跟着一起运动,若迅速拉动纸带,纸带将会从重物下面拉出,解释这些现象的正确说法是( )
A.在缓慢拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力大
B.在迅速拉动时,纸带给重物的摩擦力小
C.在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大
D.在迅速拉动时,纸带给重物的冲量小
15.如图甲所示,在固定水平台上静置一质量为的物体(可视为质点),时刻该物体受到水平向右的作用力F,末物体冲上与水平台平滑相连的固定斜面,此时立即撤去力F。已知力F随时间的变化关系如图乙所示,斜面倾角为且足够长,物体与水平台、斜面间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,,下列说法中正确的是( )
A.物体滑上斜面时的速度大小为
B.物体滑上斜面时的速度大小为
C.物体在斜面上上滑的最大距离为
D.物体停止运动时距离斜面底端
16.滑板运动集娱乐与锻炼为一体,若一个小孩站在滑板车上,用系在滑板车上的绳拖动。以下说法正确的是( )
A.若小孩和滑板车一起做匀速运动,则小孩受到的合力为零
B.若小孩和滑板车一起做匀速运动,则小孩受到的合力不为零
C.若小孩和滑板车一起做匀加速运动一段时间,则小孩受到的合力冲量为零
D.若小孩和滑板车一起做匀减速运动一段时间,则小孩受到的合力冲量不为零
17.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时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为0.2s,则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )
A.1m/s B.1.5m/s C.2m/s D.2.5m/s
18.一个质量为0.3kg的垒球以10m/s的水平速度从左边飞来,球受棒打击后以20m/s的水平速度反向弹回,球与棒的接触时间为0.01s。若以水平向左为正方向,则棒击后垒球的动量为___________kg·m/s,棒对球的平均作用力为___________N。
19.长为质量均匀分布的柔软细绳总质量为,用手抓住上端使绳子保持竖直静止且下端刚刚与水平桌面接触。自时刻释放绳子上端,让细绳自由下落,不计空气阻力,重力加速度为。
(1)求细绳刚刚全部落在水平桌面上的时刻;
(2)求在时刻细绳对水平桌面的压力。
20.一质量为的子弹以速度水平射入并穿过静置在光滑水平地面上的木块,如图所示。已知木块的质量为,子弹穿过木块的时间为,木块对子弹的阻力大小恒为。求子弹穿过木块后,子弹和木块运动的速度大小。
21.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g=10 m/s2)
22.高空坠物极易对行人造成伤害,若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面撞击时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为多少?
参考答案
1.D
【详解】
A.重力的冲量为
IG=mg·t
由于物体下滑时间不同,则IG不同,故A错误;
B.弹力与斜面垂直,两物块所受弹力方向不同,则弹力的冲量不同,故B错误;
C.两物块所受合力的方向平行斜面,故合力的冲量方向也与斜面平行,即合力方向不同。则合力的冲量不同,故C错误;
D.由机械能守恒定律可知,物体到达底端时速率相等,由I=mv知,合力冲量大小相等,故D正确。
故选D。
2.B
【详解】
物体上滑时受到的合力大于下滑时的合力,上滑时的加速度大于下滑时的加速度,上滑与下滑的位移大小相等,则上滑的时间比下滑的时间少
A.上滑与下滑时摩擦力大小相等,上滑的时间比下滑的时间少,则上滑时摩擦力冲量比下滑时小,A错误;
B.由于重力相等,上滑的时间小于下滑的时间,则上滑时重力的冲量小于下滑时重力的冲量,B正确;
C.支持力不为零,作用时间不为零,则支持力的冲量不为零,C错误;
D.整个过程物体动量的变化不为零,由动量定理可知,物体所受合外力的冲量不为零,D错误。
故选B。
3.B
【分析】
本题考查动量定理的应用,根据动量定理列式求解。
【详解】
设子弹对墙壁的作用力为F,根据动量定理,有
解得
故ACD错误,B项正确。
故选B。
4.A
【详解】
AB.根据题意,设子弹在木块中运动的时间为t,则由动量定理
当子弹穿过木块后的速度越大,时间越短,对木块动量定理可得
木块的速度也会越小,则木块获得的动能越小,所以A正确,B错误;
CD.因为子弹在穿透木块的过程中,木块对子弹的阻力大小不变均为,根据牛顿第二定律,子弹在穿透木块过程子弹做匀减速直线运动,当子弹的初速度越大时,子弹穿过木块的时间越短,木块受到子弹的摩擦力f的冲量越小,根据动量定理,木块获得的动量越小,所以木块获得的动量与子弹的初速度有关,即子弹的初速度越大,木块获得的动量越小,子弹的初速度越小,木块获得的动量越大,所以CD错误。
故选A。
5.B
【详解】
两个小球从距地面相同高度自由下落,所以两个小球落到地面的瞬间速度大小相等,方向相同,两个小球初动量相同为P,最后两个小球速度均减小到零,末动量都为零,所以两个小球在落地瞬间到速度减小到零的过程中动量的变化量相等,设A球受到地面的平均冲力为F1,方向竖直向上,从落地到速度减小到零所用时间为t1,B受到地面的平均冲力为F2,方向竖直向上,从落地到速度减小到零所用时间为t2,由动量定理可知,两小球在在落地瞬间到速度减小到零的过程中合冲量相等,有
因为A落到较软地面,B落到较硬地面,所以A从落地到速度减小到零所用时间大于B从落地到速度减小到零所用时间,即
所以
则
即地面对A球冲量大于地面对B球冲量;
由由动量定理
则
因为
所以
则
即地面对B球平均冲力大于地面对A球平均冲力。
故选B。
6.D
【详解】
对物体受力分析如图所示
则有
摩擦力
物体的合力
所以重力的冲量
支持力的冲量
摩擦力的冲量
合力的冲量
所以ABC错误,D正确。
故选D。
7.A
【详解】
A.冲量是力对时间的积累效应。力对物体的冲量,使物体的动量发生变化,而且合力的冲量等于物体动量的变化量。所以冲量是物体动量变化的原因,则A正确;
B.当物体静止时,动量变化量为零,物体所受合力的冲量为零,但是物体所受各个力的冲量不为零,所以B错误;
C.物体所受的冲量等于物体动量的变化量,动量越大不代表动量的变化量越大,所以物体所受的冲量不一定越大,所以C错误;
D.冲量是一个过程量,只有在一个过程中力的方向不变时,冲量的方向才是力的方向,如果力的方向是改变的,冲量的方向与力的方向不相同,所以D错误。
故选A。
8.A
【详解】
以球飞来的方向为相反为正方向,则有
所以动量的变化量
即球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s,方向与球飞来的方向相反;
故选A。
9.D
【详解】
以篮球为研究对象,根据动量定理有(以初速度的方向为正)
Ft = -mv2 – mv1
代入数据有
F = -90N
根据牛顿第三定律,篮板对篮球的平均作用力大小为90N。
故选D。
10.D
【详解】
A.根据动量定理,物体动量的变化大小等于物体所受合外力的冲量大小,故A正确;
B.根据动量定理,物体动量的变化量等于合外力的冲量,动量的变化方向与合外力的冲量方向相同,故B正确;
C.如果物体的动量是增大的,则物体的动量变化方向与物体的动量方向相同,故C正确;
D.根据动量定理,物体动量的变化量等于合外力的冲量,故D错误。
本题要求选择错误的,故选D。
11.C
【详解】
A.根据
质量和速度大小都相同的物体,动量大小相同,方向不一定相同,A错误;
C.根据
可知,物体的速度发生变化时,其动量一定会发生变化,C正确;
BD.根据动量定理
物体所受冲量的方向与合外力的方向相同,与物体动量变化量的方向相同,冲量的方向与动量的方向不一定相同,物体动量的方向与物体所受合外力的方向不一定相同,D错误。
故选C。
12.B
【详解】
先伸出两臂迎接,手接触到球后,两臂随球引至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,根据动量定理
解得
动量的变化量不变的情况下,当时间增大时,作用力就减小。
故选B。
13.AC
【详解】
A.小球在整个下落过程中,动能变化量为零,重力势能减少了mg(H+h),则小球的机械能减少了mg(H+h),故A项正确;
B.对小球下落的全过程运用动能定理得
mg(H+h)-Wf=0
则小球克服阻力做功
Wf=mg(H+h)
故B项错误;
C.小球落到地面时的速度,对进入泥潭的过程运用动量定理得
解得
知阻力的冲量大于,故C项正确;
D.对全过程分析运用动量定理知,动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和;故D项错误。
故选AC。
14.CD
【详解】
AB.用水平力F慢慢拉动纸带,重物跟着一起运动,重物与纸片间是静摩擦力;若迅速拉动纸带,纸带会从重物下抽出,重物与纸带间是滑动摩擦力;滑动摩擦力约等于最大静摩擦力,快拉时摩擦力大,所以AB错误;
CD.纸带对重物的合力为摩擦力与支持力的合力,慢拉时静摩擦力作用时间长,支持力的作用时间也长,故慢拉时纸带给重物的摩擦力的冲量大,由于作用时间长,支持力的冲量也大,故慢拉时,纸带给重物的冲量大;在迅速拉动纸带时,作用时间短,所以纸带给重物的冲量小,所以CD正确。
故选CD。
15.ACD
【详解】
AB.若物体滑动,则摩擦力
根据图可知,当t=1s时,力F=5N,物体才开始运动,力的作用时间为t‘=4s,根据动量定理得
即
解得
B错误A正确;
C.物体在斜面上滑的加速度
解得
物体在斜面上上滑的最大距离
C正确;
D.设物体停止运动时距离斜面底端,根据动能定理
解得
D正确。
故选ACD。
16.AD
【详解】
AB.若小孩和滑板车一起做匀速运动,则小孩受到的合力为零,故A正确,B错误;
CD.若小孩和滑板车一起做匀变速运动,则小孩受到的合力不为零,合力的冲量不为零。故C错误,D正确。
故选AD。
17.CD
【详解】
取兔子奔跑的速度方向为正方向,根据动量定理得
解得
其中,则
则被撞死的兔子其奔跑速度大于等于2m/s即可
故选CD。
18.6 900
【详解】
[1] 水平向左为正方向,棒击后垒球的动量为
[2] 水平向左为正方向,根据动量定理
解得
19.(1);(2)
【详解】
(1)细绳做自由落体运动,则
解得
(2)在时刻已经落回水平桌面的细绳长度为
此时尚在空中的细绳的速度为
选竖直向下为正方向。自此时刻始,经历无限短时间,有
长度的绳落到桌面,这部分的细绳的质量为
由动量定理,有
即
上式右边第二项为二阶无穷小量,略去不计。桌面对这无限短细绳的作用力
由牛顿第三定律,无限短细绳对桌面的作用力
时刻,细绳对桌面的总压力为
20.;
【详解】
设子弹穿过木块后,子弹的运动速度为,木块的运动速度为,以水平向右为正方向,根据动量定理对子弹,有
对木块,有
解得
,
21.
【详解】
设运动员从h1处下落,刚触网的速度为
解得
方向向下
运动员反弹到达高度h2,离网时速度为
解得
方向向上
在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg,设向上方向为正,由动量定理有
解得
22.948N,方向竖直向上
【详解】
每层楼高约为3m,鸡蛋下落的总高度为
鸡蛋做自由下落,则有
解得
规定竖直向下为正方向,根据动量定理可得
解得冲击力为
方向竖直向上