1.2动量定理 同步练习（Word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 1.2 动量定理
一、单选题
1．拍篮球是大家都喜欢的强身健体的大众体育活动项目。已知篮球质量为0.6kg，篮球上升到最高点时开始向下拍球使球做匀加速运动，拍球作用距离为0.2m，在离手时获得一个竖直向下4m/s的速度。若不计空气阻力及球的形变，，则在拍球过程中手给球的冲量为（　　）
A．1.2N·s B．1.8N·s C．2.4N·s D．3.0N·s
2．抗震救灾国之大事，消防队员冲锋在前。为保障灾民生命财产安全，消防队员利用无人机为灾民配送物资，某次在执行任务时，无人机从地面起飞，所配送物资的质量为50kg（含包装材料），飞行过程中，通过速度传感器测出无人机水平方向和竖直方向的分速度和随飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示，无人机到达最大高度后释放物资，物资落在预定地点，不计空气阻力，物资落地后静止不动，缓冲时间为，g取，，以下说法正确的是（　　）
A．0~10s时间内，无人机做曲线运动
B．25s时无人机速度为10m/s
C．0~40s时间内，无人机位移为410m
D．物资落地时受到地面的作用力为3000N
3．如图，篮球赛中，甲、乙运动员想组织一次快速反击，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，则（　　）
A．应该将球沿着1的方向抛出
B．应该将球沿着2的方向抛出
C．完成传球的过程，两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的
D．当乙接着球后要往身体收，延长触球时间，以免伤害手指
4．建筑工人利用铁锤打夯，120kg的铁锤从1.8m高处自由落下，打在地面上，与地面撞击时间是0.05s。已知重力加速度g取10m/s2，撞击时，铁锤对地面的平均冲击力大小为（　　）
A．14400N B．15600N C．12000N D．1200N
5．2021年10月25日是中国人民志军抗美援朝出国作战71周年纪念日，东风中学的同学们通过多种形式向抗美援朝的英雄致敬！轻机枪是当年军队中重要的武器之一，其中某轻机枪每发子弹弹头的质量为12g，出膛速度大小为800m/s，某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，射出了250发子弹。则该机枪受到子弹的平均反冲力（后坐力）大小为（　　）
A．12N B．24N C．36N D．40N
6．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
7．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A．t=2s时物块的速率为1m/s
B．t=2s时物块的速率为4m/s
C．t=3s时物块的速率为1.5m/s
D．t=3s时物块的速率为1m/s
8．汽车安全性能是汽车品质的重要指标。当汽车以左右的速度撞向刚性壁障时，撞击使汽车的速度瞬间变到0，壁障对汽车产生了极大的冲击力。“轰”的一声巨响之后，载着模拟司乘人员的崭新轿车眨眼间被撞得短了一大截，安全气囊打开，将司乘人员分隔在驾驶前台和座椅之间。下列说法正确的是（　　）
A．碰撞实验中，汽车受到的冲击力只和汽车速度有关
B．碰撞实验中，汽车受到的冲击力只与汽车质量有关
C．碰撞实验中，安全气囊的作用是减少司乘人员的动量改变量
D．碰撞实验中，安全气囊的作用是通过增加作用时间来减少司乘人员受到的冲击力
9．如图所示，一个物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进了时间t，则（　　）
A．拉力F对物体的冲量大小为Ftcosθ B．拉力对物体的冲量大小为Ftsinθ
C．摩擦力对物体的冲量大小为Ftsinθ D．合外力对物体的冲量大小为零
10．某大雨天，小明同学想估算一下当时下雨的雨滴对伞面产生的平均撞击力。他于是去实验室借来一个圆柱形容器置于露天空地上，测得10分钟内容器中水位上升了，不考虑当时风的影响，可认为雨滴以的速度竖直落向地面。现在假设雨滴撞击伞面后无反弹，已知雨水的密度为，伞面的面积约为，请根据上述条件估算当时雨水对伞面的平均撞击力最接近（　　）
A． B． C． D．
11．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢平躺着看手机，经常出现手机砸伤脸的情况。若手机质量为160g，从离人脸约20cm的高度处无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s，重力加速度g取10，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．手机对人脸的冲量方向竖直向上
B．手机对人脸的平均冲力大小约为4.8N
C．手机对人脸的冲量大小约为0.32N·s
D．手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为0.48kg·m/s
12．水平推力F1和F2别作用于水平面上质量相等的甲、乙两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的v-t图像如题图所示，图中AB CD，则整个运动过程中（　　）
A．F1小于F2
B．F1的冲量小于F2的冲量
C．两物体受到的摩擦力做功相等
D．两物体受到的摩擦力的冲量大小相等
13．如图为酒泉卫星发射基地发射“神舟十三号”飞船点火瞬间的情景。在发射的当天，李强守在电视机前观看发射实况转播。通过电视解说员的介绍，他了解到火箭连同装载物的总质量约为480吨，发射塔架的高度约为100米。李强注意到在火箭点火起飞约10秒时火箭尾部刚好越过塔架。假设火箭从点火到越过塔架的过程中喷气对火箭的推力是恒力，忽略火箭质量的变化及火箭受到的空气阻力，g取9.8m/s2，根据以上信息估算推力的大小为（　　）
A．4.7×108N B．4.9×106N
C．5.9×108N D．5.7×106N
14．某新型机枪子弹弹头质量约10g，出枪口的速度约1000 m/s.某战士在使用该机枪连续射击50秒的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约20 N，则机枪在这50秒内射出子弹的数量约为（　　）
A．60 B．80 C．100 D．120
15．原来静止的物体受合外力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则（　　）
A．0~t0时间内物体的动量变化与t0~2t0时间内的动量变化相同
B．0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率不等
C．t=2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零
D．2t0时间内物体的位移为零，外力对物体做功为零
二、填空题
16．一质量为m＝2kg的木块在水平面上静止，现对它施加一水平打击力F＝60N，该力作用于木块的时间是t＝0.1s，已知木块与水平地面的动摩擦因数μ＝0.2，则该木块在水平地面上共滑行________s才能停下来．(g＝10m/s2)
17．有同学设计了一个估测如图甲所示吹风机出风口最强挡气流速度的简易实验。图乙是实验的原理示意图，轻质挡板放在摩擦可以忽略的平台上，连接挡板的轻质弹簧固定在右壁上，所用精密弹簧的劲度系数k＝39.6N/m。该同学测量了吹风机圆形出风口的横截面积为S＝2.20×10－3m2。吹风机内加热后的空气密度ρ＝1.26kg/m3。
（1）吹风机电源关闭时挡板左边缘静止在x1＝1.50cm处，吹风机靠近挡板，正对着挡板吹风时，挡板左边缘处的刻度如图乙所示，则x2＝________。
（2）该同学利用所学动量定理的知识，推导出计算风速的公式________（用上述物理量的代表字母表示）。
（3）吹风机出风口处的风速为________m/s（保留三位有效数字）。
18．两物体的质量为和，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________。
19．静止于光滑水平面上质量为 m 的物体，受到一个水平方向大小为 F 的恒力作用，运动 了 t 时间后，保持力的方向不变，力的大小改为 ，又作用 2t 时间后撤去，之后物体保持匀速直线运动，问：全过程中，力对物体做的总功是_______；受力的最大瞬时功率是_____。
三、解答题
20．一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为。若球棒与垒球的作用时间为，球棒对垒球的平均作用力是多大？
21．跳远时，为什么跳在沙坑里比跳在混凝土路面上安全？钉钉子时，为什么要用铁锤而不用橡皮锤？
22．一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为。若使篮球从距地面的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力。作用时间为；该篮球每次与地面碰撞前后的速度大小的比值不变，该比值设为k。重力加速度g取。不计空气阻力。求：
（1）篮球与地面碰撞前后的速度大小的比值k；
（2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
23．辘轳是我国古老的打水工具，如图，其结构由辘轳头、摇柄等部分组成，辘轳头和摇柄固定，转动摇柄即可打水。圆柱体辘轳头直径，桶和水的总质量为，某次打水摇柄转动圈将桶匀速提到井口，用时为，已知重力加速度大小为，圆周率为，忽略空气阻力。求：
（1）打水过程中绳索拉力做功的功率
（2）在这次打水过程中，当桶提到井口停下时，绳索突然断裂，桶又掉进井里，撞击水面经时间后速度减为0，求桶撞击水面时的速度大小及撞击水面的平均作用力大小。
24．将一质量为m的小球从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出，小球落回抛出点时速度大小为v2，重力加速度为g。
（1）若小球所受空气阻力f大小恒定，求f的大小；
（2）若小球所受的空气阻力f与速度大小v成正比，即f=kv（k为未知常数），求小球从抛出到落回抛出点的总时间。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
拍球过程中，球的位移x=0.2m，初速度为零，末速度为4m/s，根据运动学公式可知
据动量定理可知
解得
故选B。
2．C
【详解】
A．0~10s时间内，无人机在水平方向上做初速度为零的匀加速运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则合运动为匀加速直线运动，A错误；
B．25s时刻无人机水平方向速度
竖直方向上速度
此时速度
B错误；
C．0~40s时间内，无人机水平位移
无人机竖直方向高度
其位移
C正确；
D．物资做平抛运动，落地时竖直方向速度
对物资竖直方向上，由动量定理
解得
水平方向上由动量定理得
解得
物资受到地面的作用力
D错误。
故选C。
3．D
【详解】
AB．甲和乙相对静止，所以甲将球沿着3方向抛出就能传球成功，故A、B均错误；
C．根据动量定理知，完成传球的过程两运动员对球的冲量等大反向，故C错误；
D．根据动量定理可知，相同的动量变化量下，延长作用时间，可以减小冲击力，故乙接着球后要往身体收，以免伤害手指，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
120kg的铁锤从1.8m高处自由落下，根据公式
代入数据解得
撞击时，设地面对铁锤的平均冲击力大小为，取向下为正方向，对铁锤应用动量定理得
解得
故ACD错误B正确。
故选B。
5．D
【详解】
250发子弹的总质量为
设子弹受到的平均作用力为，根据动量定理得
根据牛顿第三定律知机枪受到子弹的平均反冲力大小为40N，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
依题意，根据动量定理
可得
即
故选C。
7．C
【详解】
AB．对物块应用动量定理，0~2s内有
代入数据，得
选项AB错误；
CD．对物块应用动量定理，0~3s内有
代入数据，得
选项C正确，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
AB．根据
可知冲击力与速度和质量及作用时间均有关，故AB错误；
CD．安全气囊的作用是增大作用时间，减小冲击力，故C错误，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
AB．拉力F对物体的冲量大小为Ft，选项AB错误；
C．由平衡可知，摩擦力为
f=Fcosθ
则摩擦力对物体的冲量大小为
If=Ftcosθ
选项C错误；
D．因物体匀速运动，则合外力为零，则合外力对物体的冲量大小为零，选项D正确。
故选D。
10．C
【详解】
设伞面对水滴的平均作用力大小为F，t时间内与伞面发生相互作用的雨水的质量为m，根据动量定理有
根据密度公式可知
联立①②解得
由题意可知
联立①②③④解得
根据牛顿第三定律可知雨水对伞面的平均撞击力大小为0.4N。
故选C。
11．B
【详解】
A．冲量方向与力的方向相同，可知手机对人脸的冲量方向竖直向下，选项A错误；
B．手机做自由落体运动，根据运动学公式
手机没有反弹，速度减为零，以竖直向下为正方向，对手机根据动量定理
带入数值得
负号表示方向竖直向上，根据牛顿第三定律可知，手机对人脸的冲量约为
根据冲量定义
故B正确，C错误；
D．手机与人脸作用后速度变为零，取向下为正方向，手机动量变化为
故D错误。
故选B。
12．B
【详解】
A． 根据牛顿第二定律得
AB CD
摩擦因数相同
根据牛顿第二定律得
根据图像得
解得
A错误；
BD． 根据动量定理得
解得
根据图像得
解得
F1的冲量小于F2的冲量，B正确，D错误；
C．两物体在运动过程所受摩擦力相等，但无法通过v-t图像比较出两者运动的总位移（图线面积表示位移），所以无法比较两物体受到的摩擦力做功的大小，C错误。
故选B。
13．D
【详解】
10s末火箭的速度为
由动量定理可得
解得
F=5.7×106N
故选D。
14．C
【详解】
设50s内射出的子弹数量为n，则对这n颗子弹由动量定理得
代入数据解得
故选C。
15．C
【详解】
AC．0~t0与t0~2t0时间内合外力对物体的冲量大小相同、方向相反，则外力在2t0时间内对物体的冲量为零，又根据动量定理可知0~t0与t0~2t0时间内物体动量变化量大小相等、方向相反，即0~2t0时间内物体动量的变化量为零，则t=2t0时物体的速度为零，故A错误，C正确；
B．物体由静止开始做匀加速运动，在t0时刻速度达到最大，之后开始做匀减速运动，并在2t0时刻速度减为零，根据匀变速直线运动的特点可知0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率相等，故B错误；
D．2t0时间内物体的位移不为零，根据动能定理可知外力对物体做功为零，故D错误。
故选C。
16．1.5
【详解】
根据动量定理可知
解得
17． 2.20×10－2m v＝ 10.0
【详解】
[1]刻度尺的最小分度是1mm，因此读数为
[2]设单位时间内吹到挡板上的空气的质量为，则由动量定理可知
又
由胡克定律可知
解得
[3]代入数据解得
18．
【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
19． ；
【详解】
对全过程，由动量定理可知
解得
由动能定理可得
力的最大的瞬时功率
【点睛】
此题用动量定理先求解末速度，比较简单；还可以用牛顿第二定律分阶段处理，但是比较复杂。
20．
【详解】
沿垒球飞向球棒时的方向建立坐标轴，垒球的初动量为
垒球的末动量为
由动量定理知垒球所受的平均作用力为
垒球所受的平均作用力的大小为，负号表示力的方向与坐标轴的方向相反，即力的方向与垒球飞来的方向相反。
21．见解析，见解析
【详解】
根据动量定理
可得
跳远时，落在沙坑或落在混凝土路面上运量的变化量相同，只是落在沙坑上时与沙坑的作用时间较长，所以人所受合外力较小，则沙坑对人的作用力较小，而落在混凝土路面上时与混凝土路面的作用时间较短，所以人所受合外力较大，则混凝土路面对人的作用力较大，所以跳在沙坑里比跳在混凝土路面上安全。
钉钉子时，速度变化量相同，根据
用铁锤钉钉子，作用时间较短， 并且铁锤质量较大，所以铁锤所受合外力较大，则铁锤对钉子的作用力也较大，钉钉子才容易，所以钉钉子时，要用铁锤而不用橡皮锤。
22．（1）；（2）9N
【详解】
（1）由可得
，
则
（2）球反弹上升1.5m的初速度大小
球与地面碰前速度大小为
人拍球的末速度大小
解得
23．（1）；（2），
【详解】
（1）提水速度
由平衡条件得
绳拉力的功率
（2）井深
根据动能定理可得
解得
桶撞击水面过程，对桶，取竖直向向为正，由动量定理得
解得
根据牛顿第三定律得：桶对水的作用力大小为
24．（1）；（2）
【详解】
（1）设小球上升高度为h，全程由动能定理可得
小球从抛出到最高点的过程中由动能定理可得：
联立上式有
（2）设上升过程中空气阻力的冲量大小
下降过程中空气阻力的冲量大小同样为kh。
上升过程，由动量定理有
下降过程，由动量定理有
而
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页