人教版选修3-5课后45分钟练习 16.2 动量和动量定理 课件+word含答案

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名称 人教版选修3-5课后45分钟练习 16.2 动量和动量定理 课件+word含答案
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-05-07 17:25:00

文档简介

第十六章 第2节 动量和动量定理
练能力、课后提升
一、选择题
1.下列说法正确的是(  )
A.质量一定的物体,若动量发生变化,则动能一定变化
B.质量一定的物体,若动能发生变化,则动量一定变化
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
解析:选B 质量一定的物体,若动量发生变化,则可能是速度大小变化,也可能是速度方向变化,因此动能不一定变化;若动能发生变化,则速度的大小一定发生变化,因此动量一定变化,A错误,B正确;做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,但速度的方向时刻在变化,因此物体的动能不变,但动量一定变化,C错误;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,D错误.
2.(2019·衡阳八中期末)质量为5 kg的物体,原来以v=5 m/s的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15 N·s的作用,物体的动量变为(  )
A.80 kg·m/s        B.160 kg·m/s
C.40 kg·m/s D.10 kg·m/s
解析:选C 以物体为研究对象,由动量定理得I=p-mv,则物体末动量p=I+mv=(15+5×5) kg·m/s=40 kg·m/s,C选项正确.
3.(2018·北京昌平区模拟)如图所示,小明在演示惯性现象时,将一杯水放在桌边,杯下压一张纸条.若缓慢拉动纸条,发现杯子会出现滑落;当他快速拉动纸条时,发现杯子并没有滑落.对于这个实验,下列说法正确的是(  )
A.缓慢拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较小
B.快速拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较大
C.为使杯子不滑落,杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些
D.为使杯子不滑落,杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些
解析:选D 在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中,杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力,大小相等,但快速拉动时,纸条与杯子作用时间短,此时摩擦力对杯子的冲量小,由I=Δp可知,杯子增加的动量较小,因此杯子没有滑落,缓慢拉动时,摩擦力对杯子的冲量大,杯子增加的动量大,杯子会出现滑落,故A、B错误;为使杯子不滑落,摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些,杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些,故C错误;杯子与桌面间的动摩擦因数较大时,杯子在桌面上做减速运动的加速度较大,则滑动的距离较小,杯子不容易滑落,故D正确.
4.(2018·南山中学检测)如图所示,质量为m的小滑块沿倾角为θ的粗糙斜面从底端向上滑动,经过时间t1速度减为零,然后又沿斜面下滑,经过时间t2回到斜面底端,则在整个运动过程中,重力的冲量大小为(重力加速度为g)(  )
A.mgsin θ(t1+t2) B.mgsin θ(t1-t2)
C.mg(t1+t2) D.0
解析:选C 由冲量的定义知,上滑过程中,重力的冲量I1=mgt1,方向竖直向下,下滑过程中,重力的冲量I2=mgt2,方向竖直向下,在整个运动过程中,重力的冲量大小为I=I1+I2=mg(t1+t2),故选项C正确.
5.(2018·全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(  )
A.10 N         B.102 N
C.103 N D.104 N
解析:选C 每层楼高约为3 m,则鸡蛋下落的总高度h=(25-1)×3 m=72 m,自由下落时间t1== s=3.8 s,与地面的碰撞时间约为t2=2 ms=0.002 s,全过程根据动量定理可得mg(t1+t2)-Ft2=0,解得冲击力F=950 N≈103 N,故选项C正确.
6.(2018·鲁迅中学期中)A、B两物体的质量之比mA∶mB=2∶1,它们以相同的初速度v0在摩擦阻力的作用下在水平面上做匀减速直线运动,直到停止.在此过程中,A、B两物体所受摩擦力的冲量之比IA∶IB与A、B两物体克服摩擦力做功之比WA∶WB分别为(  )
A.4∶1 2∶1 B.2∶1 4∶1
C.2∶1 2∶1  D.1∶2 1∶4
解析:选C 根据动量定理得,I合=0-mv0,因为合力的冲量等于摩擦力的冲量,A、B质量之比为2∶1,初速度相等,则摩擦力冲量之比为2∶1,根据动能定理知,-Wf=0-mv02,因为质量之比为2∶1,初速度相等,克服摩擦力做功之比为2∶1,故C正确.
7.(多选)如图所示,质量均为m的小球A、B在同一水平线上,当A球水平抛出的同时B球自由下落,运动到t=2 s时刻,两球的运动方向夹角为37°(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),不计空气阻力,则(  )
A.当t=2 s时,A球与B球重力的瞬时功率之比为5∶4
B.当t=2 s时,A球与B球重力的瞬时功率之比为1∶1
C.在0~2 s过程中,两球的动能改变不同
D.在0~2 s过程中,两球的动量改变相同
解析:选BD 因t=2 s时两球竖直方向速度相同为vy,重力的功率P=mgvy相同,故A错误,B正确;0~2 s过程中,下落高度相同,重力做功相同,两球的动能改变相同,故C错误;0~2 s过程中,重力的冲量相同,则两球的动量改变相同,故D正确.
8.质量m=0.5 kg的质点由静止开始做匀加速直线运动,动量p随位移x变化的关系式为p=2(各量均取国际单位),则此质点(  )
A.加速度为2 m/s2
B.前2 s内动量增加8 kg·m/s
C.在连续相等时间内,动量增量越来越大
D.在通过连续相等的位移时,动量增量可能相等
解析:选B 根据v2=2ax得,v=,则动量p=mv=m,可知p=0.5,解得质点的加速度为8 m/s2,故A错误;2 s内物体速度的变化量为Δv=at=16 m/s,则动量的变化量Δp=mΔv=8 kg·m/s,故B正确;因为相同时间内速度的变化量相同,则动量的增量一定相等,故C错误;因为相等位移内速度变化量不同,则动量的增加量不等,故D错误.
9.(多选)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时刻开始,受到如图所示的水平外力作用,下列说法正确的是(  )
A.第1 s末质点的速度大小为2 m/s
B.第2 s末质点的动量大小为6 kg·m/s
C.第1 s内与第2 s内质点动量增加量之比为1∶2
D.第1 s内与第2 s内质点动能增加量之比为4∶5
解析:选BD 质点由静止开始运动,由牛顿第二定律可得,0~1 s内质点的加速度大小为a1== m/s2=4 m/s2,1~2 s内质点的加速度大小为a2== m/s2=2 m/s2,则第1 s末质点的速度大小为v1=a1t1=4×1 m/s=4 m/s,选项A错误;第2 s末质点的速度大小为v2=v1+a2t2=(4+2×1) m/s=6 m/s,因此第2 s末质点的动量大小为p=mv2=1×6 kg·m/s=6 kg·m/s,选项B正确;第1 s内与第2 s内质点动量增加量之比为Δp1∶Δp2=(mv1-0)∶(mv2-mv1)=(1×4)∶(1×6-1×4)=2∶1,选项C错误;第1 s内与第2 s内质点动能增加量之比为ΔEk1∶ΔEk2=mv12-0∶mv22-mv12=×1×42∶×1×62-×1×42=4∶5,选项D正确.
10.一个质量为0.18 kg的垒球,以15 m/s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35 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s.下列说法正确的是(  )
A.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为900 N
C.球棒对垒球做的功为900 J
D.球棒对垒球做的功为110.25 J
解析:选B 取垒球飞向球棒的方向为正方向,根据动量定理有FΔt=mv2-mv1,解得F== N=-900 N,即球棒对垒球的平均作用力大小为900 N,选项A错误,B正确;根据动能定理可得球棒对垒球做的功为W=mv22-mv12=90 J,选项C、D错误.
二、非选择题
11.(2018·江苏卷)如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向向下.经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上.忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小.
解析:研究小球的受力情况,取向上为正方向,整个过程中,根据动量定理可知,
I-mgt=mv-(-mv)
解得小球所受弹簧弹力冲量的大小为I=2mv+mgt.
答案:2mv+mgt
12.如图所示,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球.
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度为10 m/s,方向仍向右(如图甲),求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的改变量;
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙),求这一过程中足球的动量改变量.
解析:(1)取向右为正方向,初、末动量分别为
p=mv=0.4×4 kg·m/s=1.6 kg·m/s,方向向右
p′=mv′=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右
动量的改变量为Δp=p′-p=2.4 kg·m/s,方向向右.
(2)取向右为正方向,初、末动量分别为
p1=mv1=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右
p2=mv2=0.4×(-3) kg·m/s=-1.2 kg·m/s,方向向左
动量的改变量为Δp′=p2-p1=-5.2 kg·m/s,方向向左.
答案:见解析
13.(1)如图甲所示,质量为m的物块在水平恒力F的作用下,经时间t从A点运动到B点,物块在A点的速度为v1,B点的速度为v2,物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ,试用牛顿第二定律和运动学规律推导此过程中动量定理的表达式,并说明表达式的物理意义;
(2)物块质量m=1 kg,静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为零,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ=0.2(g取10 m/s2),求:
①AB间的距离;
②水平力F在5 s时间内对物块的冲量.
解析:(1)分析物体受力,根据牛顿第二定律得F-μmg=ma,由运动学公式得物体的加速度a==,联立解得F-μmg=m,即(F-μmg)t=m(v2-v1),物理意义:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化.
(2)①分析物体返回A点的过程,物体做匀加速直线运动,受力为F=4 N,加速度为a=,运动时间为t2=2 s,根据运动学公式AB间的距离为x=at22,代入数据,解得x=4 m.
②5 s末物块的速度为v=at2,设向右为正方向,根据动量定理得I-μmgt1+μmgt2=-mv-0,代入数据解得I=-2 N·s,方向向左.
答案:(1)(F-μmg)t=m(v2-v1) 物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化
(2)①4 m ②2 N·s,方向向左
课件31张PPT。第2节 动量和动量定理固知识、要点梳理质量 速度 p=mv 千克·米/秒 kg·m/s 末动量 初动量 p′-p 作用时间 F(t′-t) 牛·秒 N·s 力的冲量 F(t′-t) I 练能力、课后提升点 击 进 入