第2节 动量定理 同步练习题(Word版含解析)

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名称 第2节 动量定理 同步练习题(Word版含解析)
格式 doc
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-23 12:58:03

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文档简介

1.2 动量定理
一、单选题
1.如图,质量相同的、两球可看成质点,分别由相同高度的固定光滑曲面和固定光滑斜面顶端静止释放。下滑至光滑水平面的过程中,、两球所受合力的冲量大小分别为、,在斜面上运动时间分别为、,已知曲面和斜面均与光滑水平面平滑连接,则(  )
A. B. C. D.
2.如图所示,我校女篮球队员正在进行原地纵跳摸高训练,以提高自已的弹跳力。运动员先由静止下蹲一段位移,经过充分调整后,发力跳起摸到了一定的高度。某运动员原地静止站立(不起跳)摸高为1.90m,纵跳摸高中,该运动员先下蹲,重心下降0.4m,经过充分调整后,发力跳起摸到了2.45m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动,忽略空气阻力影响,已知该运动员的质量m=60kg,g取10m/s2。则下列说法中正确的是(  )
A.运动员起跳后到上升到最高点一直处于超重状态
B.起跳过程中运动员对地面的压力为1425N
C.运动员起跳时地面弹力做功不为零
D.运动员起跳时地面弹力的冲量为零
3.2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播,打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达,假设打一次喷嚏大约喷出的空气,用时约。已知空气的密度为,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为(  )
A. B. C. D.
4.章老师在课堂做演示实验,把两枚几乎相同的鸡蛋A和B从同一高度由静止释放。鸡蛋A直接落在地板上,碎了;鸡蛋B装在有水的纸杯中随纸杯一起下落,落在地板上完好无损。对这一结果,下列说法正确的是(  )
A.与地板接触前的瞬间,鸡蛋A的动量大于鸡蛋B的末动量
B.与地板碰撞过程中,鸡蛋的动量变化量小
C.与地板碰撞过程中,鸡蛋B的动量变化量小
D.与地板碰撞过程中,鸡蛋B的动量变化慢
5.古时有“守株待兔”的寓言,设一只兔子在奔跑中与树桩碰撞(撞后速度变为0)导致死亡,碰撞作用时间为,兔子与树桩碰前的速度是。则兔子的头部受到撞击力大小约为自身体重的(g=10m/s2)(  )
A.60倍 B.9倍 C.6倍 D.3倍
二、多选题
6.如图所示,同一竖直平面内的O1、A、B、C四点为长方形的四个顶点,水平面上的BC两点间的距离为L,O2在A点正上方高h处,B点在A点正下方距离处.将质量均为m的小球甲、乙(均可视为质点)分别从O1、O2点沿水平方向O1A和竖直方向O2A同时抛出,结果两球恰好在B点相遇,空气阻力不计.下列说法正确的是
A.两球从抛出到相遇的过程中,两球的动量增量之比为1:3
B.甲、乙抛出的初速度大小之比为
C.甲、乙相遇前瞬间的动能之比
D.甲、乙相遇前瞬间所受重力的功率之比为1:2
7.一质量为m的小球从离地面上方高度为h处由静止释放,碰到地面后又以碰地前的原速率竖直向上弹起,然后上升至离地面高度为处时速度减为零,以上整个过程中小球运动的速度随时间变化的关系如图所示。若小球在空中运动过程中受到的空气阻力与其运动速率成正比,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是(  )
A.在时间内,小球的平均速度大于
B.在时间内,小球克服阻力做功为
C.小球在时间内重力的冲量大于在时间内重力的冲量
D.小球在时间内阻力的冲量大小是时间内阻力冲量大小的3倍
8.如图斜面倾角为,与斜面夹角为的恒力F拉着物块匀速向上运动,经过时间t,则(  )
A.物块重力的冲量为0 B.物块的动量不变
C.物块受拉力的冲量为Ft D.物块的合力冲量为
9.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
10.甲、乙两物体以相同的初动量在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其动量随时间变化的图像如图所示,已知甲、乙两物体与地面间的动摩擦因数相同,则在此过程中(  )
A.甲、乙两物体的质量之比为2∶1 B.甲、乙两物体的质量之比为1∶2
C.甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为2∶1 D.甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为1∶2
三、填空题
11.两物体的质量为和,他们分别在恒力和的作用下由静止开始运动,经相同的位移,动量的增加量相同,则两恒力的比值________。
12.质量为1kg的物体沿直线运动,其图象如图所示,则此物体在前4s和后4s内受到的合外力冲量分别为______N·s,______N·s。
13.高空作业须系安全带.如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带刚对人产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动),重力加速度为g,设竖直向上为正方向,则此过程人的动量变化量为______.此后经历时间t安全带达到最大伸长量,若在此过程中安全带作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为_____.
四、解答题
14.如图,用的铁锤钉钉子,打击前铁锤的速度为。打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为。
(1)不计铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(3)你分析一下,在计算铁锤钉钉子的平均作用力时,在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。
15.水流射向墙壁,会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为,喷出水流的流速为,水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为,重力加速度大小为,求墙壁受到的平均冲击力。
16.游乐场中有一种管道滑水游戏,其装置可简化为如图所示。一滑水者从距水面高H=5.2m的滑道上端由静止开始滑下,从距水面高h=0.2m的下端管口水平飞出,落到距下端管口水平距离x=0.4m的水面上。若滑水者可视为质点,其质量m=50kg,在管道中滑行的时间t=s。取重力加速度的大小g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)滑水者落到水面上时的动能大小;
(2)滑水者在管道中滑行时阻力对其做的功;
(3)下滑过程中管道对滑水者的冲量大小。
17.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。如图所示,一个质量为的运动员,从离水平网面高处自由落下,着网后沿竖直方向恰能蹦回到离水平网面高处,通过压力传感器测得运动员与蹦床接触过程中网面受到的平均作用力大小为,g取,不计空气阻力,试求:
(1)运动员与蹦床接触的时间;
(2)从开始自由落下到蹦回到离水平网面高处,这一过程中运动员所受重力的冲量。
18.如图所示,一个质量为m的钢球,以速度v斜射到坚硬的大理石板上,入射时与竖直方向的夹角是θ,碰撞后被斜着弹出,弹出时也与竖直方向的夹角是θ,速度大小仍为v。(不计空气阻力)请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
设斜面高度为,根据机械能守恒定律,对A、B两球均有
滑至光滑水平面时速度为
A、B两球质量相等,根据
可知
由题图可知A做加速度越来越小的加速运动,B做匀加速直线运动,曲面和斜面的长度位置,则、无法比较,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.B
【解析】
【详解】
A.运动员起跳后到上升到最高点,先加速后减速,所以是先超重后失重,故A错误;
B.运动员离开地面后做竖直上抛运动,根据
在起跳过程中,根据速度位移公式可知
解得
对运动员,根据牛顿第二定律可知
解得
故B正确;
CD.运动员起跳时地面弹力没有位移,所以做功为零,有作用时间,冲量不为零,故CD错误。
故选B。
3.B
【解析】
【详解】
打一次喷嚏喷出的空气质量为
以空气运动方向为正方向,设空气受到人的平均喷射力大小为F,根据动量定理有
代入数据,联立解得
根据牛顿第三定律可知人受到的平均反冲力大小为
F′=F=0.13N
ACD错误,B正确。
故选B。
4.D
【解析】
【详解】
A.根据自由落体运动的规律可知,两鸡蛋落地前瞬间的速度相等,根据可知,鸡蛋A的动量等于鸡蛋B的末动量,选项A错误;
BC.两鸡蛋最终的动量均为零,则两鸡蛋的动量变化量相等,选项BC均错误;
D.两鸡蛋与地板碰撞的过程中,鸡蛋A与地板碰撞的时间比鸡蛋B短,则鸡蛋B与地板碰撞过程中,鸡蛋B的动量变化慢,选项D正确;
故选D。
5.C
【解析】
【详解】
依题意,根据动量定理
可得

故选C。
6.BD
【解析】
【详解】
A.由动量定理得:
mgt=△P,
即两球的动量增量之比为1:1,故A错误;
B.甲乙两球落地时间



对乙:
解得:

联立解得:

故B正确;
C.根据机械能守恒定律可得:相遇前甲的动能为:

相遇前乙的动能为:

所以甲、乙相遇前瞬间的动能之比为,故C错误;
D.根据vt2-v02=2ax可得:甲达到底部竖直方向的速度

故甲的重力功率

乙达到底部竖直方向的速度

故乙的重力功率

故甲、乙相遇前瞬间所受重力的功率之比为1:2,故D正确.
7.ABC
【详解】
A.在时间内,若小球做匀加速直线运动,末速度为,据匀变速直线运动推论可知平均速度为,而实际上小球做加速度减小的加速运动,相同时间内位移比匀加速直线运动大,故实际平均速度大于,A正确;
B.在时间内,据动能定理可得
解得小球克服阻力做功为
B正确;
C.重力的冲量为
由题意可知,上升时间大于下降时间,故小球在时间内重力的冲量大于在时间内重力的冲量,C正确;
D.由题意可知,阻力为
由于小球做非匀变速直线运动,两段时间的阻力具体值无法确定,且、的具体关系未知,故无法确定小球在时间内阻力的冲量和时间内阻力的冲量间的具体大小关系,D错误。
故选ABC。
8.BC
【解析】
【详解】
A.重力不为0,作用时间大于0,冲量也不为0,故A错误;
B.木块匀速运动,速度不变,动量不变,故B正确;
C.根据冲量的定义,拉力的冲量为Ft,故C正确;
D.根据动量定理,合外力的冲量等于物体动量变化,合力的冲量为0,故D错误。
故选BC。
9.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。
10.AD
【解析】
【详解】
AB.根据动量定理
可得
可知质量之比等于运动时间的反比,即甲、乙两物体的质量之比为2∶1,A正确,B错误;
CD.根据动能定理
甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为1∶2,C错误,D正确。
故选AD。
11.
【解析】
【详解】
因为动量的增加量相同,根据动量定理有
根据,解得
则有
解得
则有
12. 0 -8
【详解】
在前4s内,物体的初速度为4m/s,末速度为4m/s,根据动量定理得
知合外力的冲量为0。
在后4s内,物体的初速度为4m/s,末速度为-4m/s,根据动量定理得
13.
【解析】
【详解】
下落距离时的速度为:,所以动量变化为:;
对自由落体运动,有:,解得:,规定向下为正方向,对运动的全程,根据动量定理,有:,解得:.
14.(1)200N;(2)205N;(3)当作用的时间比较小时,铁锤的重力可以忽略不计。
【解析】
【详解】
(1)对铁锤,不计铁锤的重量时只受到钉子的作用力,由动量定理得
Ft=mv
代入数据解得
F=200N
由牛顿第三定律可知,铁锤对钉子的作用力
F′=F=200N
(2)考虑铁锤的重力,对铁锤,由动量定理得
(F-mg)t=mv
代入数据解得
F=205N
由牛顿第三定律可知,铁锤对钉子的作用力
F′=F=205N
(3)根据前2问的铁锤对钉子的作用力的比较可知,205N比200N大5N,为
由此可知,当作用的时间比较小时,铁锤的重力可以忽略不计。
15.
【解析】
【详解】
水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0,根据动量定理有
则墙壁对水的平均冲击力
负号说明方向与水流方向相反。
根据牛顿第三定律可得墙壁受到的平均冲击力为
方向与水流速度方向相同。
16.(1)200J;(2) 2400J;(3)
【解析】
【详解】
(1)滑水者离开管道后做平抛运动
可得
根据动能定理有
由此得到动能
(2)滑水者在管道中滑行过程中,根据动能定理有
可得阻力做的功
(3)下滑过程中动量变化量大小为
方向水平向右。
重力的冲量大小
方向竖直向下。
根据动量定理,可得如图所示,则有管道对滑水者的冲量大小为
17.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)由题意运动员自由落体到网面的速度满足
向上离开网面的速度满足
设向上为正,则从接触网面到离开网面过程由动量定理得
解得运动员与蹦床接触的时间为
(2)运动员自由落体到网面的时间满足
运动员从离水平网面到高处所用时间满足
所以从开始自由落下到蹦回到离水平网面高处所用总时间为
则这一过程中运动员所受重力的冲量为
解得
18.2mvcosθ,方向竖直向上
【解析】
【详解】
根据矢量三角形,钢球动量变化量的矢量图如下
根据题意知,钢球碰撞前后的动量大小为
由几何关系得,钢球动量变化的大小
Δp=2mvcosθ
方向竖直向上。
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