2018-2019学年高二物理人教版选修3-5试题：第16章 第2节

第十六章　第二节
基础夯实
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．(河南省信阳市2016～2017学年高二下学期期中)物体的动量变化量的大小为5kg·m/s，这说明 (　D　)
A．物体的动量在减小
B．物体的动量在增大
C．物体的动量大小一定变化
D．物体的动量大小可能不变
解析：物体的动量变化量的大小为5kg·m/s，动量是矢量，动量变化的方向与初动量可能同向、可能反向、也可能不在同一条直线上，故物体的动量的大小可能增加、可能减小，也可能不变，故D正确，A、B、C错误。故选D。
2．(山西省怀仁县八中2016～2017学年高二下学期期中)运动员向球踢了一脚(如图)，踢球时的力F＝100N，球在地面上滚动了t＝10s停下来，则运动员对球的冲量为 (　D　)
/
A．1000N·s B．500N·s
C．零 D．无法确定
解析：滚动了t＝10s是地面摩擦力对足球的作用时间。不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量。
3.质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是 (　D　)
/
A．10N·s,10N·s
B．10N·s，－10N·s
C．0,10N·s
D．0，－10N·s
解析：由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故正确答案为D。
4．古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是 (　CD　)
/
A．1m/s B．1.5m/s
C．2m/s D．2.5m/s
解析：根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击后速度为零，根据动量定理有Ft＝mv，所以v＝＝＝gt＝10×0.2m/s＝2m/s。
5．(河南省安阳市三十六中2016～2017学年高二期中)从同一高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在软泥的地上不易碎。这是因为 (　CD　)
A．掉在水泥地上，玻璃杯的动量大
B．掉在水泥地上，玻璃杯的动量变化大
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在软泥地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上，玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大，但与水泥地的作用时间短，因而受到水泥地的作用力大
解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和软泥地上时的速度相同，动量相同，故选项A错误；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项B错误；由动量定理可知落在水泥地上作用时间短，受到的作用力大，故选项C、D正确。
二、非选择题
6．在水平力F＝30N的作用下，质量m＝5kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10m/s2)
答案：12s
解析：用动量定理求解，研究全过程。选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零。
取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得
(F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0
解得t2＝t1＝×6s＝12s。
7.一个质量为m＝0.4kg的足球以10m/s的速度水平飞向球门。守门员跃起用双拳将足球以12m/s的速度反方向击出，守门员触球时间约为0.1s，问足球受到的平均作用力为多大？方向如何？
/
答案：88N，方向与原来速度方向相反
解析：选定足球原运动方向为正方向。根据动量定理·Δt＝p′－p，这里为足球在水平方向受到的平均作用力，Δt为击球的时间，p′为击球后足球的动量，p为足球原来的动量。设足球的质量为m，击球先、后的速度分别为v和v′，于是可得到＝＝＝＝N＝－88N。
可见，足球受到的平均作用力为88N，方向与原来速度方向相反。
/ 能力提升 /
一、选择题(1～3题为单选题，4～5题为多选题)
1．(云南玉溪一中2015～2016学年高二下学期期中)如图所示，两个质量相同的物体从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止滑下，到达斜面底端的过程中，两物体相同的物理量为 (　D　)
/
A．重力的冲量 B．弹力的冲量
C．合外力的冲量 D．动量改变量的大小
解析：由机械能守恒定律知两物体滑到斜面底端时速度的大小相等，故选项D正确；速度的方向不同，故C错误；由动量的定义式I＝F·Δt知A，B错误。故选D。
2．如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为 (　B　)
/
A．仍在P点
B．在P点左边
C．在P点右边不远处
D．在P点右边原水平位移的两倍处
解析：以v或2v抽纸条时，纸条给铁块的摩擦力不变，以2v抽纸条时，纸条对铁块的作用时间短，对铁块的冲量小，铁块获得的速度小，根据平抛知识可知它的水平射程短，所以落点在P点的左边。
3．(山东潍坊市2016～2017学年高三模拟)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对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)。此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该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 (　A　)
A．＋mg B．－mg
C．＋mg D．－mg
解析：对人与安全带作用的过程应用动量定理，则有(F－mg)t＝0－m，解得F＝＋mg，故A正确。
4．(河北省衡水中学2016～2017学年高二下学期期中)“蹦极”是勇敢者的运动，如图所示为蹦极运动过程的示意图。某人身系弹性绳自高空p点自由下落，其中a点是弹性绳的原长位置，c是人所能到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。若不计空气阻力，则下列说法正确的是 (　AC　)
/
A．人和弹性绳组成的系统机械能守恒
B．从a至c的过程中重力的冲量大小大于弹性绳的冲量大小
C．从p至c的过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功
D．从a至c的过程中人的动量一直减小
解析：人下落过程只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，A、C正确；由(mg－)·Δt＝0－mva
得Δt＞mgΔt，故B错误；a至c过程中人的动量是先增大后减小，D错误。
5．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是 (　BCD　)
/
A．0～4s内物体的位移为零
B．0～4s内拉力对物体做功为零
C．4s末物体的动量为零
D．0～4s内拉力对物体的冲量为零
解析：由图象可知物体在4s内先做匀加速后做匀减速运动，4s末的速度为零，位移一直增大，A错；前2s拉力做正功，后2s拉力做负功，且两段时间做功代数和为零，故B正确；4s末的速度为零，故动量为零，故C正确；根据动量定理，0～4秒内动量的变化量为零，所以拉力对物体的冲量为零，故D正确，故选B、C、D。
二、非选择题
6．2017年10月在长深高速公路上，一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车来相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前速度约为30m/s。则：
(1)试求车祸中车内质量为约60kg的人受到的平均冲力是多大？
(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？
答案：(1)5.4×104N　(2)1.8×103N
解析：(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5m。设运动的时间为t，根据s＝t，
得t＝＝s。
根据动量定理Ft＝Δp＝mv0，
得F＝＝N＝5.4×104N。
(2)若人系有安全带，则F′＝＝N＝1.8×103N。
7.2010年1月4日，828米高的全球最高楼——哈里发大楼(此前称为“迪拜塔”)举行了落成启用典礼，如图所示。风速曾是修建的关键，一旦风速超过每秒70米，就必须停止施工，假设风速以v＝70m/s的速度推进，空气的密度ρ＝1.3kg/m3，建筑工人的高度h＝1.7m，平均宽度d＝25cm，风遇到建筑工人后的速度可认为是零，由此估算大风对建筑工人的冲击力为多少？
/
答案：2 707N
解析：1s内，撞击建筑工人的大风的质量为：
m＝ρSvt
知S＝hd
又因为大风末速度为零，水平方向只受建筑工人对风的阻力作用
所以：Ft＝mv
综合以上三式并代入数据可得：F＝ρv2hd＝2 707N
即大风对建筑工人的冲击力2 707N。