鲁科版(2019)选择性必修第一册《1.1 动量和动量定理》2022年同步练习卷(1)
一 、多选题(本大题共3小题,共24分)
1.(8分)如图所示,某球员截断对方传球并转守为攻,断球前瞬间,足球的速度大小为、方向水平向左;断球后瞬间,足球的速度大小为、方向水平向右。若足球的质量为,球员的脚与足球接触的时间为,忽略断球过程中足球受到草地的摩擦力,则对于该过程,下列说法正确的是
A. 足球的动量改变量的大小为
B. 足球的动量改变量的大小为
C. 足球受到脚水平方向的平均作用力大小为
D. 足球受到脚水平方向的平均作用力大小为
2.(8分)对一确定的物体下列说法正确的是
A. 动能发生变化时,动量必定变化
B. 动量发生变化时,动能必定变化
C. 物体所受的合外力不为零时,其动量一定发生变化,而动能不一定变
D. 物体所受的合外力为零时,其动能和动量一定不变
3.(8分)一质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动。随时间变化的图线如图所示,则
A. 时物块的速率为 B. 时物块的动量大小为
C. 时物块的动量大小为 D. 时物块的速度为零
二 、单选题(本大题共8小题,共62分)
4.(8分)如图所示,学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为。已知足球与头部的作用时间为,足球的质量为,重力加速度取,不计空气阻力,下列说法正确的是
A. 头部对足球的平均作用力为足球重力的倍
B. 足球下落到与头部刚接触时动量大小为
C. 足球与头部作用过程中动量变化量大小为
D. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为
5.(8分)玻璃茶杯从同一高度落下,掉在硬地上易摔碎,掉在软垫上不易摔碎,这是由于茶杯掉在硬地上的撞击过程中
A. 茶杯的动量较大
B. 茶杯的动量变化较大
C. 茶杯的动量变化较快
D. 茶杯受到的冲量较大
6.(8分)下列关于动量的说法中,正确的是
A. 质量大的物体动量一定大 B. 速度大的物体动量一定大
C. 两物体动能相等,动量不一定相等 D. 两物体动能相等,动量一定相等
7.(8分)下列说法正确的是
A. 质量一定的物体若动能发生变化,则动量一定变化
B. 质量一定的物体,若动量发生变化,则动能一定变化
C. 做匀速圆周运动的物体,其动能和动量都保持不变
D. 一个力对物体有冲量,则该力一定会对物体做功
8.(8分)质量为的小球自塔顶由静止开始下落,不考虑空气阻力的影响,取,下列说法中正确的是
A. 末小球的动量大小为 B. 末小球的动能为
C. 内重力的冲量大小为 D. 内重力的平均功率为
9.(8分)运动员接传来的篮球时,先伸出两臂,手接触到球后,两臂随球迅速引至胸前,这样做可以
A. 增加球的动量变化 B. 减小球的动量变化
C. 减小球对手的冲量 D. 减小球对手的平均作用力
10.(7分)在距地面高为,同时以相等初速分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体当它们从抛出到落地时不计空气阻力,比较它们的动量的增量,有
A. 平抛过程最大 B. 竖直上抛过程最大
C. 竖直下抛过程最大 D. 三者一样大
11.(7分)一个质量为的垒球,以的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为,设球棒与垒球的作用时间为。下列说法正确的是
A. 球棒对垒球的平均作用力大小为
B. 球棒对垒球的平均作用力大小为
C. 球棒对垒球做的功为
D. 球棒对垒球做的功为
三 、计算题(本大题共1小题,共7分)
12.(7分)某运动员用头颠球,若足球用头顶起,每次上升高度为,足球的重量为,与头顶作用时间为,空气阻力不计,,求:
足球一次在空中的运动时间;
足球对头部的作用力。
四 、简答题(本大题共1小题,共7分)
13.(7分)跳远时,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,这是为什么?
答案和解析
1.【答案】BC;
【解析】解:以水平向左为正方向,足球的初、末动量分别为
,
足球的动量改变量
,
“”说明的方向水平向右,故错误、正确;
足球受到的平均作用力
,
“”说明的方向水平向右,故正确、错误。
故选:。
规定正方向,结合动量的表达式求出初末动量,从而求出动量的变化量;根据动量定理列式求出足球受到的水平方向的平均作用力大小。
此题主要考查动量定理的应用,解决本题的关键知道动量、动量的变化量以及冲量和力等都是矢量,求解时注意各物理量的方向。
2.【答案】ACD;
【解析】解:、物体动能发生变化,则速度的大小运动变化,动量的大小一定变化,故A正确.
B、物体动量发生变化,若只是动量方向改变,动量大小不变,速率不变,则动能不变,比如匀速圆周运动,故B错误.
C、物体受到冲量不为零时,根据动量定理得知,物体的速度必定改变,可能是速度方向改变,而速率不变,动能不变.比如匀速圆周运动,故C正确.
D、物体所受的合外力为零时,物体处于静止状态或做匀速直线运动,其动能和动量一定不变,故D正确.
故选:
速度是矢量,外力是改变速度的原因,但外力不一定做功;根据动能定理分析动能变化的原因;动量是矢量,动能是标量.根据动量定理分析冲量与速度的关系.
本题关键要知道动量、动能、冲量之间的关系,掌握动能定理和动量定理,并能进行定性分析是解答的常见步骤.
3.【答案】BD;
【解析】解:、根据动量定理可得,解得时物块的速率为,故A错误;
B、由于物块的初速度为零,根据动量定理可得时的动量大小为,故B正确;
C、由于物块的初速度为零,根据动量定理可得时的动量大小为,故C错误;
D、内根据动量定理可得,,即,解得,所以时物块的速度为零,故D正确。
故选:。
根据动量定理求解时物块的速率;根据动量定理求解、时的动量大小以及时物块的速度。
本题主要是考查动量定理与图象的结合,关键是能够根据动量定理求解动量的变化和速度的变化,要注意分析运动过程中物块的受力情况,知道合外力的冲量才等于动量的变化。
4.【答案】C;
【解析】解:足球自由落体时的速度为,时间为,
由速度位移公式,可得足球到达头部的速度大小为:
根据位移时间公式,可得足球到达头部的时间为:
反弹后做竖直上抛运动,而上升的最大高度也为,根据运动的对称性可知上抛的初速度:,上升的时间:
、对足球与人接触的过程,,取向上为正,由动量定理有:
代入数据解得头部对足球的平均作用力:,足球的动量变化量为:
即头部对足球的平均作用力为,而足球的重力为,则头部对足球的平均作用力是重力的倍,此过程的动量变化量大小为:,故A错误,C正确;
B、足球刚接触时的动量为:,故B错误;
D、足球运动的全过程,所受重力的冲量为:,故D错误。
故选:。
由速度位移公式及竖直上抛运动的对称性求得足球到达头部的速度大小和反弹后的速度大小;根据位移时间公式及竖直上抛运动的对称性求得足球的运动时间;对足球应用动量定理求解。
本题以学生练习用头颠球为情景载体,考查了动量定理、运动学公式相结合的问题,解决此题的关键是要注意运动的对称性,使用动量定理解题时一定要规定正方向。
5.【答案】C;
【解析】
茶杯从同一高度掉下,落在水泥地上,茶杯与水泥地作用时间短,而落在软垫上,茶杯与软垫作用时间长,根据速度关系,分析动量和动量变化的关系,根据动量定理分析茶杯所受冲量关系和冲力的关系。
玻璃茶杯从同一高度掉下,与地上和软垫上接触前瞬间速度相同,动量相同,与地和软垫垫作用后速度均变为零,茶杯动量的变化相同,故错误;
C.茶杯与地作用时间短,茶杯与软垫作用时间长,由动量定理得,,相同,则茶杯与地撞击过程中所受冲力较大,故正确;
D.茶杯的动量变化相同,根据动量定理得知,茶杯所受冲量相同,故错误。
故选。
6.【答案】C;
【解析】解:物体的动量等于质量与其速度的乘积,;
A、质量大,如果速度较小,则动量较小,故A错误;
B、如果速度大而质量很小,则动量不一定大,故B错误;
C、动量,则,如果物体动能相同而质量不同,则物体动量不同,
另外:动量是矢量,动能是标量,两物体动能相等,即使动量大小可能相等,但动量的方向可能不同,动量不一定相等,故C正确,D错误;
故选:。
根据动量的定义式与动量和动能的关系分析答题.
知道动量的定义式、知道动能与动量的关系即可正确解题,本题是一道基础题.
7.【答案】A;
【解析】解:、质量一定的物体,若动能变化,则说明速度大小一定变化,故动量一定变化,故A正确;
B、质量一定的物体,若动量发生变化,可能是只有速度方向变化,则此时动能不变化,故B错误;
C、匀速圆周运动中,物体的速度大小不变,但方向时刻在变化,故动能标量不变,动量矢量变化,故C错误;
D、一个力对物体有了冲量,则物体的速度一定改变,但可能只有方向改变,如匀速圆周运动,此时该力对物体不做功,故D错误。
故选:。
根据动能及冲量的定义进行分析,注意明确动能为标量,而动量及冲量为矢量。
在高中物理中有矢量和标量之分,在学习时一定要明确哪些量是矢量,它们有什么样的性质。
8.【答案】A;
【解析】
A、根据动量表达式,结合运动学公式,即可求解;
B、根据动能表达式,结合运动学公式,即可求解;
C、根据冲量表达式,即可求解;
D、根据平均功率表达式,即可求解.
考查动量、动能与冲量表达式,掌握平均功率与瞬时功率的区别,注意平均速度与瞬时速度的不同.
解:、小球自塔顶由静止开始下落,根据运动学公式,末小球的速度;
那么末小球的动量大小,,故A正确;
B、末小球的动能,故B错误;
C、根据冲量表达式,故C错误;
D、根据平均功率表达式,内重力的平均功率,故D错误;
故选:.
9.【答案】D;
【解析】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,取篮球传来方向为正方向,根据动量定理得
解得:
运动员与球作用过程中,球的冲量和动量的变化量都不变,当时间增大时,可减小动量的变化率,即减小球对手的平均作用力,故正确,错误。
故选:。
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作用时间的时间,根据动量定理即可分析。
此题主要考查了动量定理的直接应用,要注意物理与生活中的联系,要能将所学物理规律用到生活中;会用所学的物理规律解释生活中遇到的现象。
10.【答案】B;
【解析】解:三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长,而竖直下抛的物体运动时间最短,故它们重力的冲量,竖直上抛的物体最大,则由动量定理可得,竖直上抛的物体动量的增量最大,故正确;
故选:
三种运动中的物体均只受重力,分析他们运动的时间不同,即可求得冲量的大小关系,再由动量定理求出动量的增量.
此题主要考查动量定理的应用,只需明确三个物体的运动时间即可.
11.【答案】B;
【解析】解:、以初速度方向为正,根据动量定理:
得:,则球棒对垒球的平均作用力大小为,故A错误,B正确。
C、根据动能定理可知,球棒对垒球做的功为:故CD错误。
故选:。
对球棒击球的过程分别运用动量定理和动能定理列方程求解作用力和球棒对垒球做的功。
此题主要考查动量定理和动能定理的简单运用,注意动量定理表达式是矢量表达式,在运用动量定理是要注意方向。
12.【答案】解:(1)自由下落时有:
h=g
解得:t==0.4s
竖直上抛运动的总时间为自由落体的2倍
=2t=2×0.4s=0.8s
(2)设竖直向上为正方向,由动量定理得:
(FN-mg)△t=mv-(-mv)
V=gt=10×0.4=4m/s
联立解得:FN=36N
答:(1)足球一次在空中的运动时间为0.8S;
(2)足球对头部的作用力为36N。;
【解析】
由自由落体规律可求得下落时间,而竖直上抛的时间与自由落体运动的时间相等,则可求得总时间,对碰撞过程由动量定理可求得作用力。
此题主要考查动量定理的应用及自由落体运动的规律,要注意在应用动量定理解题时要注意矢量性,应先设定正方向,同时注意竖直上抛和自由落体运动过程互逆。
13.【答案】解:人跳远时落地前的速度v一定,则初动量相同;落地后静止,末动量为零,所以人在下落过程中的动量变化量△p一定,即沙坑和水泥地对人的冲量大小相等。因落在沙坑上作用的时间长,落在水泥地上作用的时间短,根据动量定理Ft=△p可知,作用时间t长,则作用力F小。
答:见解析;
【解析】
分析人的运动过程,可知人下落的速度不变,再由动量定理可得出人受到的冲力的变化
解决该题的关键是明确知道两种情况下的动量的变化量的关系,会用动量定理分析运动情况;