高中物理 1.2动量定理课堂限时训练 含解析 新人教版选择性必修第一册

动量定理
必备知识基础练
1.
如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一质量为m的小球a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑。以下说法正确的是(　　)
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相同
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同
2.(多选)下面关于物体动量和冲量的说法,正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大
B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变
C.物体动量增量的方向,就是它所受合外力的冲量方向
D.物体所受合外力冲量越大,它的动量变化就越大
3.(2021湖南边城高级中学高二开学考试)篮球运动深受同学们的喜爱,打篮球时某同学伸出双手接传来的篮球,双手随篮球迅速收缩至胸前,如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.手对篮球的作用力大于篮球对手的作用力
B.手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对平衡力
C.这样做的目的是减小篮球动量的变化量
D.这样做的目的是减小篮球对手的冲击力
4.(多选)A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下列说法中正确的是(　　)
A.相同时间内,动量的变化大小相等、方向相同
B.相同时间内,动量的变化大小相等、方向不同
C.动量的变化率大小相等、方向相同
D.动量的变化率大小相等、方向不同
5.
(2021河北辛集第一中学高二月考)学校科学晚会上,科技制作社团表演了“震撼动量球”实验。在互动环节,表演者将球抛向观众,让其感受碰撞过程中的力,假设质量为3 kg的超大气球以3 m/s的速度竖直下落到手面,某观众双手上推,使气球以原速度大小竖直向上反弹,作用时间为0.1 s。忽略气球所受浮力及空气阻力,g取10 m/s2。则观众双手受的压力大小为(　　)
A.150 N B.180 N C.210 N D.240 N
6.某运动员用头颠球,若足球用头顶起,每次上升高度为80 cm,足球的质量为400 g,与头部作用时间Δt为0.1 s,则足球一次在空中的运动时间及足球给头部的作用力大小为(空气阻力不计,g取10 m/s2)(　　)
A.t=0.4 s,FN=16 N B.t=0.4 s,FN=36 N
C.t=0.8 s,FN=36 N D.t=0.8 s,FN=32 N
关键能力提升练
7.(多选)一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中。若把其在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭起到停止的过程称为过程Ⅱ,则(　　)
A.过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量
B.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小
C.Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零
D.过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零
8.
(多选)如图所示,箱子放在水平地面上,箱内有一质量为m的铁球以速度v向左壁碰去,来回碰几次后停下来,而箱子始终静止,则整个过程中(　　)
A.铁球对箱子的冲量为零
B.铁球和箱子受到的冲量为零
C.箱子对铁球的冲量为mv,向右
D.地面摩擦力对箱子的冲量为mv,向右
9.(2021安徽高二月考)如图所示,皮带在电动机的带动下保持v=1 m/s的恒定速度向右运动。现将一质量m=1 kg 的物体由静止轻放在皮带上,物体和皮带间的动摩擦因数μ=0.5。设皮带足够长,g取10 m/s2,在物体与皮带发生相对滑动的过程中,皮带对物体的冲量大小为(　　)
A.1 N·s B.2 N·s
C.3 N·s D. N·s
10.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。一名质量为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取10 m/s2)
参考答案：
必备知识基础练
1.
如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一质量为m的小球a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑。以下说法正确的是(　　)
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相同
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同
解析在小球下落的过程中,只有重力对小球做功,故机械能守恒,故有mgh=mv2,解得v=,所以在相同的高度,两小球的速度大小相同,即速率相同,由于a的路程小于b的路程,故ta答案A
2.(多选)下面关于物体动量和冲量的说法,正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大
B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变
C.物体动量增量的方向,就是它所受合外力的冲量方向
D.物体所受合外力冲量越大,它的动量变化就越大
解析由动量定理可知,物体所受合外力的冲量,其大小等于动量的变化量的大小,方向与动量增量的方向相同,故A项错误,B、C、D项正确。
答案BCD
3.(2021湖南边城高级中学高二开学考试)篮球运动深受同学们的喜爱,打篮球时某同学伸出双手接传来的篮球,双手随篮球迅速收缩至胸前,如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.手对篮球的作用力大于篮球对手的作用力
B.手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对平衡力
C.这样做的目的是减小篮球动量的变化量
D.这样做的目的是减小篮球对手的冲击力
解析手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故A、B错误;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,根据动量定理得-Ft=0-mv,解得F=,当时间增大时,球动量的变化率减小,作用力就减小,而动量的变化量不变,所以C错误,D正确。
答案D
4.(多选)A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下列说法中正确的是(　　)
A.相同时间内,动量的变化大小相等、方向相同
B.相同时间内,动量的变化大小相等、方向不同
C.动量的变化率大小相等、方向相同
D.动量的变化率大小相等、方向不同
解析A、B球在空中只受重力作用,因此相同时间内重力的冲量相同,因此两球动量的变化大小相等、方向相同,A选项正确;动量的变化率为=m=mg,大小相等、方向相同,C选项正确。
答案AC
5.
(2021河北辛集第一中学高二月考)学校科学晚会上,科技制作社团表演了“震撼动量球”实验。在互动环节,表演者将球抛向观众,让其感受碰撞过程中的力,假设质量为3 kg的超大气球以3 m/s的速度竖直下落到手面,某观众双手上推,使气球以原速度大小竖直向上反弹,作用时间为0.1 s。忽略气球所受浮力及空气阻力,g取10 m/s2。则观众双手受的压力大小为(　　)
A.150 N B.180 N C.210 N D.240 N
解析取竖直向下为正方向,对气球由动量定理有Ft+mgt=-mv-mv,代入数据解得F=-210N,负号表示力的方向竖直向上,由牛顿第三定律可知,观众双手受到的压力大小为210N,故C正确,A、B、D错误。
答案C
6.某运动员用头颠球,若足球用头顶起,每次上升高度为80 cm,足球的质量为400 g,与头部作用时间Δt为0.1 s,则足球一次在空中的运动时间及足球给头部的作用力大小为(空气阻力不计,g取10 m/s2)(　　)
A.t=0.4 s,FN=16 N B.t=0.4 s,FN=36 N
C.t=0.8 s,FN=36 N D.t=0.8 s,FN=32 N
解析足球自由下落时有h=gt2,解得t==0.4s,竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间,所以t总=2t=0.8s;设竖直向上为正方向,由动量定理得(FN-mg)Δt=mv-(-mv),又v=gt=4m/s,联立解得FN=36N,故C项正确。
答案C
关键能力提升练
7.(多选)一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中。若把其在空中下落的过程称为过程Ⅰ,进入泥潭起到停止的过程称为过程Ⅱ,则(　　)
A.过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量
B.过程Ⅱ中阻力的冲量大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小
C.Ⅰ、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零
D.过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零
解析对过程Ⅰ,钢珠只受重力,据动量定理知,A项正确;对过程Ⅱ,由动量定理得G·t2-F阻·t2=0-mv,则B、D两项错;全过程Δp=0,则C项正确。
答案AC
8.
(多选)如图所示,箱子放在水平地面上,箱内有一质量为m的铁球以速度v向左壁碰去,来回碰几次后停下来,而箱子始终静止,则整个过程中(　　)
A.铁球对箱子的冲量为零
B.铁球和箱子受到的冲量为零
C.箱子对铁球的冲量为mv,向右
D.地面摩擦力对箱子的冲量为mv,向右
解析箱子在水平方向上受到两个力作用,铁球对箱子的作用力和地面对箱子的摩擦力,二力始终等大反向,其合力始终为零,故箱子始终静止。因此,铁球对箱子的冲量与地面摩擦力对箱子的冲量等大反向,合冲量为零,故A错误;根据动量定理,铁球受到的冲量为I=0-mv=-mv,而箱子受到的冲量始终为零,故B错误;根据动量定理,箱子对铁球的冲量为I=0-mv=-mv,负号表示方向向右,故C正确;箱子对铁球的冲量mv,向右,根据牛顿第三定律,铁球对箱子的冲量为mv,向左,又因为地面摩擦力与铁球对箱子的作用力等大反向,所以地面摩擦力对箱子的冲量为mv,向右,故D正确。
答案CD
9.(2021安徽高二月考)如图所示,皮带在电动机的带动下保持v=1 m/s的恒定速度向右运动。现将一质量m=1 kg 的物体由静止轻放在皮带上,物体和皮带间的动摩擦因数μ=0.5。设皮带足够长,g取10 m/s2,在物体与皮带发生相对滑动的过程中,皮带对物体的冲量大小为(　　)
A.1 N·s B.2 N·s
C.3 N·s D. N·s
解析物体在皮带上受到的滑动摩擦力Ff=μmg=5N,加速度a=μg=5m/s2,物体与皮带发生相对滑动的时间t==0.2s,摩擦力对物体的冲量If=Fft=1N·s,支持力的冲量IN=FNt=mgt=2N·s,故皮带对物体的冲量I=N·s,故选D。
答案D
10.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。一名质量为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取10 m/s2)
解析将运动员看作质量为m的质点,从高h1处下落,刚接触网时速度的大小v1=,方向竖直向下。
弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小v2=,方向竖直向上。
选竖直向上为正方向,
由动量定理得(F-mg)·Δt=m[v2-(-v1)]
由以上各式解得F=mg+m
代入数据得F=1.5×103N。
答案1.5×103 N