2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册1.1动量 1.2动量定理 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册1.1动量 1.2动量定理 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 158.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-31 17:30:16 | ||
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文档简介
第一章 第1节 动量 第2节 动量定理
一、选择题（共11小题）
1.放在水平桌面上的物体质量为 ，用一个大小为 的水平推力推它，物体始终不动，那么时间 内，推力对物体的冲量大小是（ 为重力加速度）( )
A. B. C.0 D.无法计算
2.（多选）（2021北京西城高二检测）关于动量和冲量，下列说法正确的是( )
A.物体所受合外力的冲量的方向与物体动量的方向相同
B.物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量
C.物体所受合外力的冲量等于物体的动量
D.物体动量的方向与物体的运动方向相同
3.（2021福建永安第一中学高二月考）质量为 的物体沿某一条直线运动，已知物体的初动量的大小为 ，经过时间 后，其动量的大小变为 ，则该物体动量的变化量的大小可能为( )
A. B.
C. D.
4.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球。接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，这样做可以( )
A.减小球对手的冲量
B.减小球对人的冲击力
C.减小球的动量变化量
D.减小球的动能变化量
5.（多选）如图所示，质量为 的小球从距离地面高 的 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 的 点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为 。关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是( )
A.小球的机械能减少了
B.小球克服阻力做的功为
C.小球所受阻力的冲量大于
D.小球动量的变化量等于所受阻力的冲量
6.在行车过程中，遇到紧急刹车，乘客可能受到伤害，为此人们设计了如图所示的安全带以尽可能地减轻猛烈碰撞。假定乘客质量为 ，汽车车速为 ，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为 ，安全带对乘客的作用力大小最接近( )
A. B. C. D.
7.（多选）（2021黑龙江齐齐哈尔高二期末）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼睛的情况。如图所示，若手机质量 ，手机从离人眼约 的高度无初速掉落，砸到眼睛后经 停止运动，取重力加速度 ，下列分析正确的是( )
A.手机对眼睛的作用力大小约为
B.手机对眼睛的作用力大小约为
C.全过程手机重力的冲量大小约为
D.全过程手机重力的冲量大小约为
8.沿同一直线，甲、乙两物体分别在力 、 作用下做直线运动，甲在 时间内、乙在 时间内动量 随时间 变化的 图像如图所示，设甲物体在 时间内所受到的冲量大小为 ，乙物体在 时间内所受到的冲量大小为 ，则两物体所受外力 及其冲量 的大小关系是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
9.（2021 江苏如皋高二上质量调研）如图所示，物体由静止开始做直线运动， 内其所受合外力随时间变化的关系为某一正弦函数，下列表述错误的是( )
A. 内合外力的冲量一直增大
B. 内合外力的冲量为零
C. 末物体的动量方向发生改变
D. 内物体的动量方向一直不变
10.（多选）（2021辽宁大连辽师大附中高二期末）如图所示，竖直面内有一个固定圆环， 是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑轨 、 的端点都在圆周上， 。将两个完全相同的小滑块 、 （未画出）分别从 、 点无初速度释放，在它们各自沿 、 运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是( )
A.合力对两滑块做功相同
B.弹力对 滑块的冲量较大
C.重力对 、 两滑块的冲量相同
D.两滑块的动量变化大小相同
11.（多选）（2021湖北襄阳四中高二下学期检测）如图甲所示为一固定光滑足够长的斜面，倾角为 。质量为 的物块静止在斜面底端， 时刻，受到沿斜面方向拉力 的作用，取沿斜面向上为正方向，拉力 随时间 变化的图像如图乙所示， ，则下列说法正确的是( )
A. 末物块的速度为零
B.物块一直沿斜面向上运动
C. 内拉力对物块做的功为
D. 内拉力对物块的冲量为零
二、非选择题（共2小题）
12.（2021 黑龙江牡丹江一中高二下学期期中）据统计，人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍。为探究这个问题，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况。重物与地面的形变很小，可忽略不计。重力加速度 取 。表为一次实验过程中的相关数据：
重物（包括传感器）的质量
重物下落高度
重物反弹高度
最大冲击力
重物与地面接触时间
（1）请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：
a.重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小为多少？
b.在重物与地面接触过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍？
（2）如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施，请你提供一种可行的方法并说明理由。
13.将质量 的小球以水平速度 抛出，不计空气阻力， 取 ， ， ，求：
（1）抛出后 内重力对小球的冲量；
（2）抛出 时小球的动量；
（3）抛出后 内小球动量的变化量。
参考答案
1.
解析：根据冲量的定义，冲量的大小是力与其作用时间的乘积，与重力无关，故 正确。
2. ;
解析：物体所受合外力的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，与物体动量的方向不一定相同， 错误；由动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量， 正确， 错误；物体的动量 ，故物体动量的方向与物体的运动方向相同， 正确。
3.
解析：取初动量方向为正方向，则初动量初 ，末动量有两种可能：末动量为正， ，则动量的变化量 ；末动量为负， ，则动量的变化量 。
4.
解析：篮球运动员接球的过程中，手对球的冲量等于球的动量变化量，大小等于球入手时的动量，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，并没有减小球对手的冲量，也没有减小球的动量变化量，更没有减小球的动能变化量，而是因延长了手与球的作用时间，从而减小了球对人的冲击力， 正确。
5. ;
解析：小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减少了 ，则小球的机械能减少了 ，故 正确；对全过程运用动能定理得， ，则小球克服阻力做功 ，故 错误；根据运动学规律，小球落到地面的速度 ，对进入泥潭的过程运用动量定理得 ，可知阻力的冲量 ，即大于 ，故 正确；对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化等于重力的冲量和阻力的冲量的矢量和，故 错误。
6.
解析：对人的减速过程，设初速度方向为正方向，根据动量定理有 ，可得 ，负号表示方向与初速度方向相反， 正确。
7. ;
解析：手机下落的高度 ；手机的质量 。根据自由落体运动规律知手机与眼睛作用前速度 ，手机与眼睛作用后的速度变成0，选取向上为正方向，手机与眼睛作用过程中动量变化为 ，手机与眼睛接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知 ，由牛顿第三定律得手机对眼睛的作用力大小 ，故 正确， 错误；手机下落时间 ，全过程中重力的冲量大小 ，故 错误， 正确。
8.
解析：由 知 ，由 知 ， 正确。
9.
解析：根据 可知， 图线与时间轴围成的面积表示冲量，则 内合外力的冲量一直增大， 内合外力的冲量为零，选项 、 正确； 内物体受到的冲量为正值，则动量方向为正，方向没变，选项 错误； 内合外力的冲量为零，则 内物体的动量一直为正，则物体动量方向一直不变，选项 正确。
10. ;
解析：小滑块 、 下滑过程中只有重力做功，根据 可知，二者下滑的高度不同，则合外力做功不同，故 错误；对滑块，由牛顿第二定律得 （ 为光滑滑轨与水平方向的夹角），由图中的几何关系可得滑块的位移 （ 为圆半径），滑块做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间 ， 与 无关，即 ，弹力的冲量 ，由图可知 与水平方向之间的夹角小，所以 球的弹力的冲量大，故 正确；重力的冲量为 ，由于运动的时间相等，所以重力的冲量大小相等，故 正确；由于小滑块到达底部时的速度大小不同，两滑块的动量变化量的大小 ，由动量定理可知，动量变化量不同，故 错误。
11.（1）a.设重物受到地面最大冲击力时的加速度的大小为
由牛顿第二定律得
解得
b.重物与地面接触前瞬间的速度大小
重物离开地面瞬间的速度大小
设重物与地面接触过程中重物受到地面施加的平均作用力大小为 ，竖直向上为正方向，由动量定理得
解得
则
即重物受到地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍
（2）脚触地后要同时下蹲，以延长与地面的作用时间来减小地面对人的冲击力
12.（1） ，方向竖直向下 （2） ，方向与水平方向成 斜向下 （3） ，方向竖直向下
解析：（1）重力是恒力， 内重力对小球的冲量
方向竖直向下
（2） 时的速度 ，方向与水平方向的夹角为 ，则 ，
由此知小球速度方向与水平方向成 斜向下
时动量 ，方向与水平方向成 斜向下
（3）法一 用定义式求
如图所示
由几何关系得 ，方向竖直向下
法二 用动量定理求
根据动量定理知， 内小球动量的变化量就是这 内重力的冲量，所以有 ，方向与重力方向一致，竖直向下
13. ;
解析：在 内，由牛顿第二定律可得 ，解得 ，方向沿斜面向上，在 内，由牛顿第二定律可得 ，解得 ，方向沿斜面向下，则物块在 内向上做匀加速直线运动， 内向上做匀减速直线运动， 时速度减小为零， 内向下做匀加速直线运动， 内向下做匀减速直线运动， 时速度减小为零，故 正确， 错误；在 时和 时物块在同一位置，速度等大反向，所以 内拉力对物块做的功等于 内拉力对物块做的功， 内的位移 ，所以 内拉力做的功 ，故 正确； 内拉力对物块的冲量 ，故 错误。
思路导引 根据牛顿第二定律求解加速度，再根据运动学公式求解速度；根据位移公式求解 内的位移，再求出拉力做的功；根据冲量的定义结合图像求解冲量。
方法探究 冲量的四种计算方法
公式法 利用定义式 计算冲量，此方法仅适用于恒力的冲量，无需考虑物体的运动状态
平均力法 如果力随时间是均匀变化的，则 ，该变力的冲量为
图像法 利用 图像计算， 图线与时间轴围成的面积表示冲量，此法既可以计算恒力的冲量，也可以计算变力的冲量
动量定理法 如果物体受到大小或方向变化的力的作用，则不能直接用 求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化量，由 求变力的冲量
一、选择题（共11小题）
1.放在水平桌面上的物体质量为 ，用一个大小为 的水平推力推它，物体始终不动，那么时间 内，推力对物体的冲量大小是（ 为重力加速度）( )
A. B. C.0 D.无法计算
2.（多选）（2021北京西城高二检测）关于动量和冲量，下列说法正确的是( )
A.物体所受合外力的冲量的方向与物体动量的方向相同
B.物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量
C.物体所受合外力的冲量等于物体的动量
D.物体动量的方向与物体的运动方向相同
3.（2021福建永安第一中学高二月考）质量为 的物体沿某一条直线运动，已知物体的初动量的大小为 ，经过时间 后，其动量的大小变为 ，则该物体动量的变化量的大小可能为( )
A. B.
C. D.
4.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球。接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，这样做可以( )
A.减小球对手的冲量
B.减小球对人的冲击力
C.减小球的动量变化量
D.减小球的动能变化量
5.（多选）如图所示，质量为 的小球从距离地面高 的 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 的 点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为 。关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是( )
A.小球的机械能减少了
B.小球克服阻力做的功为
C.小球所受阻力的冲量大于
D.小球动量的变化量等于所受阻力的冲量
6.在行车过程中，遇到紧急刹车，乘客可能受到伤害，为此人们设计了如图所示的安全带以尽可能地减轻猛烈碰撞。假定乘客质量为 ，汽车车速为 ，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为 ，安全带对乘客的作用力大小最接近( )
A. B. C. D.
7.（多选）（2021黑龙江齐齐哈尔高二期末）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼睛的情况。如图所示，若手机质量 ，手机从离人眼约 的高度无初速掉落，砸到眼睛后经 停止运动，取重力加速度 ，下列分析正确的是( )
A.手机对眼睛的作用力大小约为
B.手机对眼睛的作用力大小约为
C.全过程手机重力的冲量大小约为
D.全过程手机重力的冲量大小约为
8.沿同一直线，甲、乙两物体分别在力 、 作用下做直线运动，甲在 时间内、乙在 时间内动量 随时间 变化的 图像如图所示，设甲物体在 时间内所受到的冲量大小为 ，乙物体在 时间内所受到的冲量大小为 ，则两物体所受外力 及其冲量 的大小关系是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
9.（2021 江苏如皋高二上质量调研）如图所示，物体由静止开始做直线运动， 内其所受合外力随时间变化的关系为某一正弦函数，下列表述错误的是( )
A. 内合外力的冲量一直增大
B. 内合外力的冲量为零
C. 末物体的动量方向发生改变
D. 内物体的动量方向一直不变
10.（多选）（2021辽宁大连辽师大附中高二期末）如图所示，竖直面内有一个固定圆环， 是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑轨 、 的端点都在圆周上， 。将两个完全相同的小滑块 、 （未画出）分别从 、 点无初速度释放，在它们各自沿 、 运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是( )
A.合力对两滑块做功相同
B.弹力对 滑块的冲量较大
C.重力对 、 两滑块的冲量相同
D.两滑块的动量变化大小相同
11.（多选）（2021湖北襄阳四中高二下学期检测）如图甲所示为一固定光滑足够长的斜面，倾角为 。质量为 的物块静止在斜面底端， 时刻，受到沿斜面方向拉力 的作用，取沿斜面向上为正方向，拉力 随时间 变化的图像如图乙所示， ，则下列说法正确的是( )
A. 末物块的速度为零
B.物块一直沿斜面向上运动
C. 内拉力对物块做的功为
D. 内拉力对物块的冲量为零
二、非选择题（共2小题）
12.（2021 黑龙江牡丹江一中高二下学期期中）据统计，人在运动过程中，脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍。为探究这个问题，实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况。重物与地面的形变很小，可忽略不计。重力加速度 取 。表为一次实验过程中的相关数据：
重物（包括传感器）的质量
重物下落高度
重物反弹高度
最大冲击力
重物与地面接触时间
（1）请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：
a.重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小为多少？
b.在重物与地面接触过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍？
（2）如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施，请你提供一种可行的方法并说明理由。
13.将质量 的小球以水平速度 抛出，不计空气阻力， 取 ， ， ，求：
（1）抛出后 内重力对小球的冲量；
（2）抛出 时小球的动量；
（3）抛出后 内小球动量的变化量。
参考答案
1.
解析：根据冲量的定义，冲量的大小是力与其作用时间的乘积，与重力无关，故 正确。
2. ;
解析：物体所受合外力的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，与物体动量的方向不一定相同， 错误；由动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量， 正确， 错误；物体的动量 ，故物体动量的方向与物体的运动方向相同， 正确。
3.
解析：取初动量方向为正方向，则初动量初 ，末动量有两种可能：末动量为正， ，则动量的变化量 ；末动量为负， ，则动量的变化量 。
4.
解析：篮球运动员接球的过程中，手对球的冲量等于球的动量变化量，大小等于球入手时的动量，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，并没有减小球对手的冲量，也没有减小球的动量变化量，更没有减小球的动能变化量，而是因延长了手与球的作用时间，从而减小了球对人的冲击力， 正确。
5. ;
解析：小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减少了 ，则小球的机械能减少了 ，故 正确；对全过程运用动能定理得， ，则小球克服阻力做功 ，故 错误；根据运动学规律，小球落到地面的速度 ，对进入泥潭的过程运用动量定理得 ，可知阻力的冲量 ，即大于 ，故 正确；对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化等于重力的冲量和阻力的冲量的矢量和，故 错误。
6.
解析：对人的减速过程，设初速度方向为正方向，根据动量定理有 ，可得 ，负号表示方向与初速度方向相反， 正确。
7. ;
解析：手机下落的高度 ；手机的质量 。根据自由落体运动规律知手机与眼睛作用前速度 ，手机与眼睛作用后的速度变成0，选取向上为正方向，手机与眼睛作用过程中动量变化为 ，手机与眼睛接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知 ，由牛顿第三定律得手机对眼睛的作用力大小 ，故 正确， 错误；手机下落时间 ，全过程中重力的冲量大小 ，故 错误， 正确。
8.
解析：由 知 ，由 知 ， 正确。
9.
解析：根据 可知， 图线与时间轴围成的面积表示冲量，则 内合外力的冲量一直增大， 内合外力的冲量为零，选项 、 正确； 内物体受到的冲量为正值，则动量方向为正，方向没变，选项 错误； 内合外力的冲量为零，则 内物体的动量一直为正，则物体动量方向一直不变，选项 正确。
10. ;
解析：小滑块 、 下滑过程中只有重力做功，根据 可知，二者下滑的高度不同，则合外力做功不同，故 错误；对滑块，由牛顿第二定律得 （ 为光滑滑轨与水平方向的夹角），由图中的几何关系可得滑块的位移 （ 为圆半径），滑块做初速度为零的匀加速直线运动，运动时间 ， 与 无关，即 ，弹力的冲量 ，由图可知 与水平方向之间的夹角小，所以 球的弹力的冲量大，故 正确；重力的冲量为 ，由于运动的时间相等，所以重力的冲量大小相等，故 正确；由于小滑块到达底部时的速度大小不同，两滑块的动量变化量的大小 ，由动量定理可知，动量变化量不同，故 错误。
11.（1）a.设重物受到地面最大冲击力时的加速度的大小为
由牛顿第二定律得
解得
b.重物与地面接触前瞬间的速度大小
重物离开地面瞬间的速度大小
设重物与地面接触过程中重物受到地面施加的平均作用力大小为 ，竖直向上为正方向，由动量定理得
解得
则
即重物受到地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍
（2）脚触地后要同时下蹲，以延长与地面的作用时间来减小地面对人的冲击力
12.（1） ，方向竖直向下 （2） ，方向与水平方向成 斜向下 （3） ，方向竖直向下
解析：（1）重力是恒力， 内重力对小球的冲量
方向竖直向下
（2） 时的速度 ，方向与水平方向的夹角为 ，则 ，
由此知小球速度方向与水平方向成 斜向下
时动量 ，方向与水平方向成 斜向下
（3）法一 用定义式求
如图所示
由几何关系得 ，方向竖直向下
法二 用动量定理求
根据动量定理知， 内小球动量的变化量就是这 内重力的冲量，所以有 ，方向与重力方向一致，竖直向下
13. ;
解析：在 内，由牛顿第二定律可得 ，解得 ，方向沿斜面向上，在 内，由牛顿第二定律可得 ，解得 ，方向沿斜面向下，则物块在 内向上做匀加速直线运动， 内向上做匀减速直线运动， 时速度减小为零， 内向下做匀加速直线运动， 内向下做匀减速直线运动， 时速度减小为零，故 正确， 错误；在 时和 时物块在同一位置，速度等大反向，所以 内拉力对物块做的功等于 内拉力对物块做的功， 内的位移 ，所以 内拉力做的功 ，故 正确； 内拉力对物块的冲量 ，故 错误。
思路导引 根据牛顿第二定律求解加速度，再根据运动学公式求解速度；根据位移公式求解 内的位移，再求出拉力做的功；根据冲量的定义结合图像求解冲量。
方法探究 冲量的四种计算方法
公式法 利用定义式 计算冲量，此方法仅适用于恒力的冲量，无需考虑物体的运动状态
平均力法 如果力随时间是均匀变化的，则 ，该变力的冲量为
图像法 利用 图像计算， 图线与时间轴围成的面积表示冲量，此法既可以计算恒力的冲量，也可以计算变力的冲量
动量定理法 如果物体受到大小或方向变化的力的作用，则不能直接用 求变力的冲量，可以求出该力作用下物体动量的变化量，由 求变力的冲量