2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一 1.2动量定理 课时作业(含解析))

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名称 2022-2023学年第二学期高二物理人教版(2019)选择性必修一 1.2动量定理 课时作业(含解析))
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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 2023-03-16 11:03:21

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文档简介

1.2动量定理
一、单选题
1.关于力的冲量,下列说法正确的是(  )
A.力越大,力的冲量就越大
B.一对作用力与反作用力的冲量一定大小相等、方向相反
C.冲量是矢量,冲量的方向一定与力的方向相同
D.与作用时间的乘积大小等于与作用时间的乘积大小,则这两个冲量一定相同
2.一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象:力传感器上端固定在铁架台上,下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯1楼和3楼之间运行时,数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化,下列说法正确的是(  )
A.a到b过程中电梯向上运动,b到c过程中电梯向下运动
B.a到c过程中钩码的机械能先增加后减小
C.图形abc的面积等于图形def的面积
D.a到b过程中钩码处于超重状态,b到c过程中钩码处于失重状态
3.下列说法错误的是(  )
A.根据可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的合外力
B.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便
C.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它是一个标量
D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力
4.关于冲量、动量、动量的变化,下列说法中错误的是(  )
A.物体所受合外力的冲量大小等于物体动量的变化大小
B.物体所受合外力的冲量方向与物体动量的变化方向相同
C.物体的动量变化方向与物体的动量方向可能相同
D.物体的动量等于物体所受的冲量
5.如图所示,跳水运动员从某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知运动员的质量m=70kg,初速度v0=5m/s。若经过1s时,速度为v=5m/s,则在此过程中,运动员动量的变化量为(g=10m/s2,不计空气阻力)(  )
A.700kgm/s B.350kgm/s
C.350(-1) kgm/s D.350(+1)kgm/s
6.同样的玻璃瓶从相同的高度自由落下,掉在水泥地面上容易破碎,掉在草地上不容易破碎,这是因为玻璃瓶掉在草地上与草地碰撞的过程中(  )
A.玻璃瓶的动量较小 B.发生的是弹性碰撞
C.玻璃瓶的动量变化较慢 D.玻璃瓶受到草地的冲量较小
7.如图所示,今有一子弹穿过两块静止放置在光滑水平面上的相互接触质量分别为m和2m的木块A、B,设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2,木块对子弹的阻力恒为Ff,则子弹穿过两木块后,木块A的速度大小是(  )
A. B. C. D.
8.2021年10月8日,第17号台风“狮子山”(热带风暴级)在海南琼海市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力可达8级。某高层建筑顶部广告牌的面积,最大风速为20m/s,空气吹到广告牌上后速度瞬间减为零,空气密度,则该广告牌受到的最大风力为(  )
A. B. C. D.
二、多选题
9.在任何相等时间内,物体动量的变化量总是相等的运动可能是(  )
A.匀速圆周运动 B.匀变速直线运动
C.自由落体运动 D.平抛运动
10.如图甲所示,置于水平地面上质量为m的物体,在竖直拉力F作用下,由静止开始向上运动,其动能E与距地面高度h的关系如图乙所示,已知重力加速度为g,空气阻力不计。下列说法正确的是(  )
A.在0~h0过程中,F大小始终为2mg
B.在0~h0和h0~2h0过程中,F做功之比为2︰1
C.在0~2h0过程中,拉力的冲量是
D.在2h0~3.5h0过程中,物体的机械能保持不变
11.鸡蛋掉在草地上比掉在水泥地上不容易碎.下列防护与规定中与其具有相同原理的是(  )
A.撑杆跳高比赛中,横杆的下方放有较厚的海绵垫
B.易碎物品运输时要用柔软材料包装,船舷和码头悬挂旧轮胎
C.有关部门规定用手工操作的各类振动机械的频率必须大于20赫兹
D.在汽车上安装安全气囊
12.如图所示,在时质量的小球自高的平台上以的初速度水平抛出,运动后,突然受到大小恒为的水平向右的风力作用,最后落至水平地面,不计其他阻力,取。则以下说法正确的是(  )
A.小球从抛出至落地的过程中重力的平均功率为
B.小球受到风力作用后,在落地前做匀变速曲线运动
C.落地瞬间小球速度方向与水平方向成角
D.从抛出至落地的过程中,水平力的冲量大小为
三、解答题
13.如图所示,质量为M的玩具飞机Q吊着一质量为M的物块P(可视为质点),以大小为功的速度共同匀速竖直上升.某时刻P、Q间的轻质细线断裂,空气阻力不计,玩具飞机的动力不变,重力加速度为g,求从细线断裂到P的速度为零的过程中:
(1)Q所受合力的冲量大小I;
(2)Q上升的高度h。
14.如图甲所示,一质量的木板A静置在足够大的光滑水平面上,时刻在木板上作用一水平向右的力,力在内随时间均匀变大,之后保持不变,如图乙所示。在时将质量的滑块B轻放在木板A右端,最终滑块B恰好没有从木板A左端掉落。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数,重力加速度大小,求:
(1)内力对木板A做的功;
(2)木板A的长度。
15.一个质量为的蹦床运动员,从离水平网面高出自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为,g取。求网对运动员的平均作用力。
参考答案:
1.B
【详解】A.冲量是力对时间的积累效果,其大小等于力与力的作用时间的乘积,力大,冲量不一定大,其大小还与力的作用时间有关,A错误。
B.一对作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时产生、同时消失,因此一对作用力与反作用力的冲量总是大小相等、方向相反,B正确。
C.冲量是矢量,在作用时间内力的方向不变时冲量的方向与力的方向相同,在作用时间内力的方向变化时冲量的方向与力的方向不一定相同,C错误。
D.冲量是矢量,两个矢量相同必须满足大小相等、方向相同,故D错误。
故选B。
2.C
【详解】A.从a到b过程中,力F大于0,钩码加速度向上,但可以向下做减速运动,同理,从b到c过程中钩码可能向上做加速运动,故A错误;
B.在整个运动过程中,如果a到c的过程向上加速则拉力对小球做正功,机械能增加,如果向下减速则拉力对小球做负功机械能减少,故B错误;
C.图像中面积表示力对时间的积累,即冲量。故图形abc的面积等于图形def的面积。故C正确;
D.a到c的过程中,钩码所受力大于0,根据
加速度大于0,即从a到c钩码处于超重状态。
3.C
【详解】A.根据可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的合外力,选项A正确,不符合题意;
B.由A的分析可知,动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便,选项B正确,不符合题意;
C.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,冲量有大小和方向,它是一个矢量,选项C错误,符合题意;
D.根据动量定理,易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了在动量变化一定的情况下,延长作用时间以减小作用力,选项D正确,不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】A.根据动量定理,物体动量的变化大小等于物体所受合外力的冲量大小,故A正确;
B.根据动量定理,物体动量的变化量等于合外力的冲量,动量的变化方向与合外力的冲量方向相同,故B正确;
C.如果物体的动量是增大的,则物体的动量变化方向与物体的动量方向相同,故C正确;
D.根据动量定理,物体动量的变化量等于合外力的冲量,故D错误。
本题要求选择错误的,故选D。
5.A
【详解】运动员只受重力,则由动量定理可知动量的变化量为
故A正确,BCD错误。
故选A。
6.C
【详解】玻璃瓶从同一高度自由下落,落地前的速度大小相等,故落地前的动量相等,而最后的速度均为零,故动量的变化一定相等,由动量定理可知冲量也一定相等,但由于掉在草地上发生碰撞的时间较长,则玻璃瓶掉在草地上动量变化较慢,从而导致冲击力较小,使玻璃瓶不容易碎,与弹性碰撞或非弹性碰撞无关,故A、B、D错误,C正确。
故选C。
7.B
【详解】A与B分离时二者的速度是相等的,分离后A的速度不变,在分离前子弹对系统的作用力使A与B的速度增大,由动量定理得
解得
故选B。
【点睛】A与B分离时二者的速度是相等的,在水平面上运动的过程中受到子弹的作用力,由动量定理即可求出A的速度。
8.A
【详解】设非常短时间内吹到广告牌上的空气质量为m,则有
对时间内吹到广告牌上的空气,根据动量定理有

代入数据解得
根据牛顿第三定律,广告牌受到的最大风力为,选项A正确,BCD错误。
故选A。
【关键点拨】流体类问题分析步骤
(1)建立“柱状”模型,沿流速v的方向选取非常短的一段柱状流体,其横截面积为S;
(2)微元研究,作用时间内的一段柱状流体的长度为,对应的质量为
(3)建立方程,应用动量定理研究这段柱状流体。
9.BCD
【详解】物体做匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变,由动量定理可得
即在任何相等时间内的动量变化量总相等,而物体做匀速圆周运动合外力是变力,故在任何相等时间内的动量变化量不相等,BCD正确,A错误。
故选BCD。
10.AD
【详解】A.Ek-h图像的斜率表示合力的大小,0~h0过程中图像为一段直线,可知F恒定,由动能定理得
解得
F=2mg
即F大小始终为2mg,故A正确;
B.由A项分析可知,F在0~h0过程中,对物体做的功为2mgh0,在h0~2h0过程中,由动能定理代入数据可知
解得
WF=1.5mgh0
因此在0~h0和h0~2h0过程中,F做功之比为4:3,故B错误;
C.2h0时物体速度
根据动量定理可知
故拉力的冲量大于,故C错误;
D.在2h0~3.5h0过程中,Ek-h图像为一段直线,F恒定,由动能定理得
解得
W'F=0
则F=0,故只有重力做功,物体的机械能保持不变,故D正确;
故选AD.
11.ABD
【详解】鸡蛋掉在草地上比掉在水泥地上不容易碎是因为草地对鸡蛋起到了缓冲作用;则有:
A、撑杆跳高比赛中,横杆的下方放有较厚的海绵垫起到了缓冲作用,故A正确;
B、易碎物品运输时要用柔软材料包装,船舷和码头悬挂旧轮胎均起到缓冲作用,故B正确;
C、有关部门规定用手工操作的各类振动机械的频率必须大于20赫兹,没有用到缓冲作用,故C错误;
D、汽车上安装安全气囊可以在事故中起缓冲作用,故D正确.
故选ABD.
12.AD
【详解】A.小球在竖直方向的分运动为自由落体运动,与是否受到风力无关,设小球下落的时间为,则有
解得
小球从抛出至落地的过程中重力的平均功率为
A正确;
BC.小球抛出t1=1s时,速度方向与水平方向的夹角满足
可得
受到水平风力后,小球受到的合力与水平方向的夹角满足
故小球受到风力作用后,所受合力与速度方向相同,小球做匀加速直线运动,故落地瞬间小球速度方向与水平方向成角,BC错误;
D.从抛出至落地的过程中,水平风力的冲量大小为
D正确。
故选AD。
13.(1)(2)
【详解】(1)对物块利用动量定理,以向上为正方向,可得
飞机的合力大小等于物块的重力,所以Q所受合力的冲量大小等于物块重力动量大小,可得
(2)从细线断裂到P的速度为零,P上升的时间为,所以
14.(1);(2)
【详解】(1)由题意,设内力对木板A的冲量大小为,时木板A的速度大小为,根据图像围成的面积表示力的冲量,结合动量、动能定理可得
解得
(2)滑块B在木板A上滑动时,A、B间的滑动摩擦力大小
此后木板A做匀速直线运动,设滑块B在木板A上滑动的时间为,则有
解得
15.1950N,方向竖直向上
【详解】取竖直向上为正方向,由题意得
解得运动员接触网时的速度为
同理得
解得运动员离开网时的速度为
则由动量定律得
代入数据解得