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“高中物理理单元教学”课时作业设计单
基本信息
单元名称 动量守恒定律 年级 高二年级 学期 第二学期
课时题目 动量定理
作业目标
通过分层练习，对本节课学习的动量定理内容以及条件的掌握情况进行检测，对课上内容进行巩固，帮助学生熟练应用动量定理解决各种情境中的问题。
作业设计
精选题目 设计意图
基础巩固（必做题建议五分钟完成） 1.如图甲所示，2023年10月2日晚，杭州第19届亚运会田径女子撑杆跳高比赛中，中国选手李玲成功越过4米63，打破自己保持的4米60的赛会纪录。李玲的撑杆跳高比赛过程可分为三个阶段－持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落着地。现将李玲的撑杆起跳上升过程简化如图乙所示，已知李玲的质量为m，从起跳到上升至最高点所用的时间为t，重力加速度为g。则在此过程中，下列说法正确的是（ ） A．李玲受到重力的冲量大小为0 B．李玲受到重力的冲量大小为mgt，方向竖直向下 C．李玲受到重力的冲量大小为mgt，方向竖直向上 D．李玲受到重力的冲量大小为mgt，方向水平向右 2.如图所示为射箭锦标赛的活动现场，不计空气阻力，关于箭的运动，下列说法正确的是（ ） A．箭在空中飞行时受到向前的作用力和重力 B．箭在空中飞行的轨迹是一条向上弯曲的抛物线 C．箭在空中飞行时做变加速运动 D．箭在空中飞行的任意时间内重力冲量的方向均竖直向下 3.如图所示，某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平板车与货物组成的系统（ ） A．动量增大 B．机械能不变 C．所受合外力的冲量为零 D．所受推力做功为零 考查冲量的概念及矢量性。通过实际问题分析让学生对冲量的概念印象深刻。
综合运用（必做题，建议五分钟时间完成） 4.图是《天工开物》中记载的一种舂（chōnɡ）米装置古人用脚踏一种像跷跷板一样的东西，将质量约为10kg的碓抬高0.45m后从静止释放，碓在重力作用下向下运动，碓与谷物作用0.1s后静止，每次碓对谷物的平均作用力约为（ ） A．500N B．450N C．400N D．300N 5.一同学在练习乒乓球削球技术时，使乒乓球竖直下落，在球与球拍接触的瞬间，保持球拍板面水平向上，并沿水平方向挥动球拍，如图所示。已知乒乓球与球拍接触时间极短，接触前后乒乓球在竖直方向的速度大小分别为5m/s和4m/s，乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻力，g取，则乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小为（ ） A．1.2m/s B．1.5m/s C．2.0m/s D．2.7m/s 6.1998年6月18日，国产轿车在清华大学汽车工程研究所进行的整车安全性碰撞试验取得成功，被誉为“中国轿车第一撞”。从此，我国汽车的整车安全性碰撞试验开始与国际接轨。当一辆质量为的汽车以左右的速度撞向刚性壁障时，撞击使汽车的动量在内减为零，则该过程，汽车所受到的平均冲击力约为（ ） A． B． C． D． 7.如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（ ） A．减小球的平均作用力 B．增大手受到球的冲量 C．球受到的动量变大 D．使球的加速度变大 8.如图所示，轮船的外侧悬挂了很多旧轮胎，这样做的目的是( ) A．缩短碰撞的作用时间，从而减轻对轮船的破坏 B．减小碰撞中轮船受到的冲量，从而减轻对轮船的破坏 C．减小碰撞中轮船的动量变化量，从而减轻对轮船的破坏 D．减小碰撞中轮船受到的冲击力，从而减轻对轮船的破坏 9.2022年9月1日，问天实验舱的小机械臂首次亮相，小机械臂臂长近6米，通过关节，小机械臂可以实现类似人类手臂的运动能力。若该机械臂向太空同一方向，用同样大小的力，同时抛出一个10克重的钢球和一个200克重的铜球，假设力的作用时间相同，两球的运动终点距离抛出点二十米，则先到达终点的是( ) A．钢球 B．铜球 C．同时到达 D．无法判定 1.第4题通过动量定理知识了解我国古人的智慧。培养学生科学价值观。 2.通过生活中身边的例子认识动量定理的重要性.
拓展提升（选做题，建议十五分钟时间完成） 10.某同学利用身边的常见器材在家完成了有趣的物理实验，如图所示。当手持吹风机垂直向电子秤的托盘吹风时，电子秤示数为36.0克。假设吹风机出风口为圆形，其半径为5cm，空气密度为1.29kg/m3，实验前电子秤已校准，重力加速度10m/s2。则此时吹风机的风速约为（ ） A．6m/s B．8m/s C．10m/s D．12m/s 11.出现暴风雪天气时，配备航空燃油发动机的某型号“除雪车”以20km/h的速度匀速行驶，进行除雪作业。直径约为30cm的吹风口向侧面吹出速度约30m/s、温度约700℃、密度约的热空气。已知航空燃油的热值为，根据以上信息可以估算出以下哪个物理量（ ） A．除雪车前进时受到的阻力 B．除雪车吹出热空气时受到的反冲力 C．除雪车进行除雪作业时消耗的功率 D．除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量 12.如题图所示，是我国跳高运动员张国伟跳高比赛时的场景。跳高时在横杆的后下方要放置厚海绵垫，其作用是（ ） A．延长人体与海绵垫的接触时间，使人受到的冲力增大 B．减少人体与海绵垫的接触时间，使人受到的冲力增大 C．延长人体与海绵垫的接触时间，使人受到的冲力减小 D．减少人体与海绵垫的接触时间，使人受到的冲力减小 13.某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160 g的该种型号手机从距离地面1.25 m高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上，保护器撞击地面的时间为0.5 s，不计空气阻力，g＝10 m/s2，试求： (1)手机落地前瞬间的速度大小； (2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小； (3)地面对手机的平均作用力大小。 14.某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g。求： (1)喷泉单位时间内喷出的水的质量； (2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。 培养学生解决物理问题能力，应用动量定理解决流体问题。提升学生解决综合问题的素质。
作业展示与评估
1.展示要求：借助于多媒体投影展示物理情景促进学生发散思维和对实际情景的理解。 2.教师评估：
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1.2动量定理课时作业详解答案
1.【答案】B
【详解】根据冲量的定义式可知，李玲受到重力的冲量大小为
I = mgt，方向竖直向下
故选B。
2.【答案】D
【详解】A．忽略空气阻力，箭在空中飞行时只受到重力作用，故 A错误；
B．箭所受重力方向竖直向下，箭在空中飞行的轨迹是一条向下弯曲的抛物线，故B错误；
C．箭运动的加速度为重力加速度，所以箭在空中飞行时做匀变速曲线运动，故C错误；
D．重力为恒力，由冲量定义式可知，重力冲量方向与重力方向始终相同，故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【详解】AC．平板车将货物匀速运送到斜坡上，速度不变，动量不变，根据动量定理可知所受合外力的冲量为零，A错误，C正确；
B．平板车将货物匀速运送到斜坡上，平板车与货物组成的系统动能不变，重力势能增加，则机械能增加，B错误；
D．同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上，推力不为零，位移不为零，则所受推力做功不为零，D错误。
故选C。
4.【答案】C
【详解】碓在重力作用下向下运动，由动能定理可得
碓与谷物作用过程，由动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可得每次碓对谷物的平均作用力约为400N。
故选C。
5.【答案】D
【详解】竖直方向向上为正方向，由动量定理
水平方向
乒乓球与球拍接触时间极短，则重力的冲量可忽略不计，则解得
故选D。
6.【答案】A
【详解】根据动量定理可得
解得
故选A。
7.【答案】A
【详解】守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得
可得
当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，可减小动量的变化率，即减小球对手的平均作用力，故A正确，BCD错误。
故选A。
8.【答案】 D
解析 轮船在发生碰撞的过程中，由动量定理FΔt＝Δp知，在动量变化量Δp相同即所受冲量I＝FΔt相同的情况下，外侧悬挂了很多旧轮胎，延长了碰撞的作用时间Δt，使得碰撞中轮船受到的冲击力F减小，从而减轻对轮船的破坏，故D正确，A、B、C错误。
9.【答案】 A
解析 根据动量定理可得Ft＝mv－0，机械臂的作用力相同，作用时间相同，钢球的质量较小，则钢球获得较大的初速度，位移相同，所以初速度较大的钢球运动的时间较短，故A正确。
10.【答案】A
【详解】对于时间内吹出的空气，根据动量定理
其中
代入数据解得
故选A。
11.【答案】B
【详解】A．由于匀速行驶，所以除雪车前进时受到的阻力为
由于不知除雪车牵引力的功率，故不能求阻力，A错误；
B．以热空气为研究对象，根据动量定理，有
解得，反冲力的大小为
B正确；
C．由于知道铲雪车的热值，所以根据条件可以求出铲雪车的热功率
除雪车进行除雪作业时消耗的功率等于热功率与车匀速行驶牵引力的功率之和，牵引力功率未知，故不能求除雪车进行除雪作业时消耗的功率，C错误；
D．除雪车进行除雪作业时单位时间消耗的燃油质量等于发热消耗的燃油质量与车前进消耗的燃油质量之和，根据已知条件，不能求出，D错误。
故选B。
12.【答案】C
【详解】人在和地面接触时，人的速度减为零，以向上为正，由动量定理可得
I=ΔP
所以
(F-mg)t=0- m(-v)
而放置厚海绵垫可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力。
故选C。
13.【答案】 (1)5 m/s (2)0.8 N·s (3)3.2 N
(1)手机下落过程可看作自由落体运动，有v2＝2gh
则其落地前瞬间速度为
v＝＝ m/s＝5 m/s。
(2)解法一：手机从开始掉落到落地前的过程做自由落体运动，有h＝gt2
则此过程手机运动的时间为
t＝＝ s＝0.5 s
根据I＝Ft，得该过程中重力的冲量大小为
I＝mgt＝0.16×10×0.5 N·s＝0.8 N·s。
解法二：手机从开始掉落到落地前的过程，由动量定理有I＝mv－0
代入数据得I＝0.16×5 N·s＝0.8 N·s。
(3)取竖直向下为正方向，保护器撞击地面的过程，对手机，由动量定理得(mg－)t′＝0－mv
则地面对手机的平均作用力大小为
＝mg＋＝0.16×10 N＋ N＝3.2 N。
14.【答案】 (1)ρv0S (2)－
解析 (1)设Δt时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则：
Δm＝ρΔV①
ΔV＝v0SΔt②
由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为＝ρv0S③
(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v。对于Δt时间内喷出的水，由机械能守恒定律得
(Δm)v2＋(Δm)gh＝(Δm)v④
在h高度处，Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大小为
Δp＝(Δm)v⑤
设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有FΔt＋ΔmgΔt＝Δp⑥
因为ΔmgΔt＝ρv0Sg(Δt)2含Δt的二次项，所以与FΔt相比，ΔmgΔt可忽略。
由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件和牛顿第三定律得F＝Mg⑦
联立③④⑤⑥⑦式得h＝－。
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