人教版物理选修3-5 16.2动量和动量定理跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版物理选修3-5 16.2动量和动量定理跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 352.6KB | ||
| 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 | 2020-05-08 22:42:58 | ||
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文档简介
人教版物理选修3-5 16.2动量和动量定理跟踪训练
一、单项选择题（下列题目选型中只有一个选项是满足题意的）
1．关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ）
A．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
B．物体的动能若不变，则动量一定不变
C．动量变化量的方向一定和动量的方向相同
D．动量越大的物体，其惯性也越大
2．关于冲量的概念，以下说法正确的是（ ）
A．作用在两个物体上的力大小不同，但这两个物体所受的冲量可能相同
B．作用在物体上的力很大，物体所受的冲量一定很大
C．作用在物体上的力作用时间很短，物体所受的冲量一定很小
D．只要力的作用时间与力的大小的乘积相等，物体所受的冲量就相同
3．2016年11月9日，在“天宫二号”测出指令长景海鹏的质量。景海鹏受到恒定作用力从静止开始运动，经时间时，测速仪测出他运动的速率为，则景海鹏的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．用水平力拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，时刻撤去拉力，物体做匀减速直线运动，到时刻停止．其速度—时间图象如图所示 ，且α>β，若拉力F做的功为，冲量大小为;物体克服摩擦阻力做的功为，冲量大小为.则下列选项正确的是
A．>；> B．<；>
C．<；< D．＝；=
5．原来静止的物体受合力作用时间为，合力随时间的变化情况如图所示，则（ ）
A．时间内物体的动量变化量与时间内物体的动量变化量相等
B．时间内物体的平均速率与时间内物体的平均速率不相等
C．时物体的速度为零，外力在时间内对物体的冲量为零
D．时间内物体的位移为零，外力对物体做的功为零
6．质量为1 kg的物体做直线运动，其速度—时间图象如图所示，则物体在前10 s内和后10 s内所受合外力的冲量分别是( )
A．10 N·s，10 N·s
B．10 N·s，－10 N·s
C．0，10 N·s
D．0，－10 N·s
7．甲、乙两物体分别在恒力F1和F2的作用下沿同一直线运动，它们的动量随时间的变化关系如图所示，设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则下列F、Ⅰ的关系正确的是（ ）
A．F1＜F2，Ⅰ1＜Ⅰ2 B．F1＞F2，Ⅰ1＞Ⅰ2
C．F1＞F2，Ⅰ1＝Ⅰ2 D．F1＝F2，Ⅰ1＝Ⅰ2
二、多项选择题
8．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（ ）
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
9．质量为的物体，静止在倾角为的斜面上，作用时间为，下列说法正确的是（ ）
A．重力的冲量大小是
B．支持力的冲量大小是
C．合力的冲量大小为零
D．重力的冲量的方向竖直向下
10．如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回，速度大小变为45 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1260 N
B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C．球棒对垒球做的功为126J
D．球棒对垒球做的功为36J
三、综合计算题
11．如图所示，在倾角的斜面上，有一质量为的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数，求物体下滑的时间内，物体所受各力的冲量和合外力的冲量。（取,，）
12．质量为m=0.2kg的小球竖直向下以v1=6m/s的速度落至水平地面，再以v2=4m/s的速度反向弹回，小球与地面的作用时间t=0.2s，取竖直向上为正方向，（取g=10m/s2）．求
（1）小球与地面碰撞前后的动量变化？
（2）小球受到地面的平均作用力是多大？
13．高压水枪喷口半径为，射出的水流速度为，水平地打在竖直煤壁上后速度变为零。设水的密度为，求高速水流对煤壁冲击力的大小。
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的喷口持续以速度竖直向上喷出；玩具底部为平板面积略大于；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，重力加速度大小为求：
(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．
人教版物理选修3-5 16.2动量和动量定理跟踪训练
参考答案
1．A
【解析】
A．动量和速度都是矢量，由物体的动量可知运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向，故A正确。
B．物体的动能若不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可以改变，因此动量可以改变，故B错误。
C．动量变化量的方向与动量的方向不一定相同，故C错误。
D．质量是惯性大小的唯一量度，而物体的动量，动量大小取决于质量与速度大小的乘积，因此动量大的物体惯性不一定大，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
A．由冲量的定义式可知，作用在两个物体上的力大小不同，时间不等时，这两个物体所受的冲量可能相同，A正确。
B．作用在物体上的力很大，若力作用时间很短，则物体所受的冲量不一定大，B错误。
C．作用在物体上的力作用时间很短，若力很大，则冲量不一定很小，C错误。
D．冲量是矢量，冲量的方向由力的方向决定，力的作用时间与力的大小的乘积相等，但若力的方向不同，则冲量不同，D错误。
故选A。
3．B
【解析】
由题意和动量定理得：，所以，选项B正确。
A. 与计算结果不相符，故A不符合题意；
B. 与计算结果相符，故B符合题意；
C. 与计算结果不相符，故C不符合题意；
D. 与计算结果不相符，故D不符合题意。
4．D
【解析】
从t=0到t=t2时间内，由动能定理：W1?W2=0
得：W1=W2
从t=0到t=t2时间内，由动量定理：I1?I2=0
得：I1=I2
故D正确，ABC错误
故选D．
5．C
【解析】
A．由题图可知，与时间内合力方向不同，动量变化量不相等，选项A错误。
BC．时，物体速度最大，由动量定理可得，
时物体速度为零，与时间内物体平均速率相等，选项B错误，C正确。
D．时间内物体先加速后减速，位移不为零，动能变化量为零，合力对物体做的功为零，选项D错误。
故选C。
6．D
【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．
7．C
【解析】
由图象可知，甲乙两物体动量变化量的大小相等，根据动量定理知，冲量的大小相等，即I1＝I2，根据I＝Ft知，冲量的大小相等，作用时间长的力较小，可知F1＞F2．故C正确，ABD错误。
8．CD
【解析】由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，故选项A错；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项B错；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对。
9．BCD
【解析】
AD.重力的冲量为，方向与重力的方向相同，竖直向下，故A错，D正确；
B.支持力的冲量大小为，故B正确；
C.时间t内，物体静止，合力为零，故合力的冲量为零，C正确。
10．AC
【解析】
A、B、根据动量定理：F?t=mv2-mv1，，故A正确，B错误．C、D、根据动能定理：，故C正确，D错误．故选AC．
11．重力的冲量；支持力的冲量；摩擦力的冲量 合外力的冲量
【解析】
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力及摩擦力的作用；支持力：
摩擦力：
故重力的冲量：
支持力的冲量；
摩擦力的冲量：
物体受到的合力：
；
故合外力的冲量：
。
12．（1）2kg?m/s，方向竖直向上；（2）12N．
【解析】
（1）取竖直向上为正方向，碰撞地面前小球的动量
碰撞地面后小球的动量
小球与地面碰撞前后的动量变化 方向竖直向上
（2）小球与地面碰撞，小球受到重力G和地面对小球的作用力F，
由动量定理
得小球受到地面的平均作用力是F=12N
13．
【解析】
选取一段水柱为研究对象，m表示时间内的水柱质量，如图所示，在时间内水运动的距离为，取长的水柱为研究对象，水柱的横截面积为S，，其体积为，则水柱质量为
这些水在时间内与煤壁作用，由动量定理：
以水流的方向为正方向，得
所以
14．(1) (2)
【解析】
（i）设时间内，从喷口喷出的水的体积为，质量为，则
①
②
由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为
③
（ii）设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为．对于时间内喷出的水，有能量守恒得
④
在高度处，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
⑤
设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有
⑥
由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得
⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
⑧
一、单项选择题（下列题目选型中只有一个选项是满足题意的）
1．关于物体的动量，下列说法中正确的是（ ）
A．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
B．物体的动能若不变，则动量一定不变
C．动量变化量的方向一定和动量的方向相同
D．动量越大的物体，其惯性也越大
2．关于冲量的概念，以下说法正确的是（ ）
A．作用在两个物体上的力大小不同，但这两个物体所受的冲量可能相同
B．作用在物体上的力很大，物体所受的冲量一定很大
C．作用在物体上的力作用时间很短，物体所受的冲量一定很小
D．只要力的作用时间与力的大小的乘积相等，物体所受的冲量就相同
3．2016年11月9日，在“天宫二号”测出指令长景海鹏的质量。景海鹏受到恒定作用力从静止开始运动，经时间时，测速仪测出他运动的速率为，则景海鹏的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．用水平力拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，时刻撤去拉力，物体做匀减速直线运动，到时刻停止．其速度—时间图象如图所示 ，且α>β，若拉力F做的功为，冲量大小为;物体克服摩擦阻力做的功为，冲量大小为.则下列选项正确的是
A．>；> B．<；>
C．<；< D．＝；=
5．原来静止的物体受合力作用时间为，合力随时间的变化情况如图所示，则（ ）
A．时间内物体的动量变化量与时间内物体的动量变化量相等
B．时间内物体的平均速率与时间内物体的平均速率不相等
C．时物体的速度为零，外力在时间内对物体的冲量为零
D．时间内物体的位移为零，外力对物体做的功为零
6．质量为1 kg的物体做直线运动，其速度—时间图象如图所示，则物体在前10 s内和后10 s内所受合外力的冲量分别是( )
A．10 N·s，10 N·s
B．10 N·s，－10 N·s
C．0，10 N·s
D．0，－10 N·s
7．甲、乙两物体分别在恒力F1和F2的作用下沿同一直线运动，它们的动量随时间的变化关系如图所示，设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则下列F、Ⅰ的关系正确的是（ ）
A．F1＜F2，Ⅰ1＜Ⅰ2 B．F1＞F2，Ⅰ1＞Ⅰ2
C．F1＞F2，Ⅰ1＝Ⅰ2 D．F1＝F2，Ⅰ1＝Ⅰ2
二、多项选择题
8．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（ ）
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
9．质量为的物体，静止在倾角为的斜面上，作用时间为，下列说法正确的是（ ）
A．重力的冲量大小是
B．支持力的冲量大小是
C．合力的冲量大小为零
D．重力的冲量的方向竖直向下
10．如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回，速度大小变为45 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1260 N
B．球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C．球棒对垒球做的功为126J
D．球棒对垒球做的功为36J
三、综合计算题
11．如图所示，在倾角的斜面上，有一质量为的物体沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数，求物体下滑的时间内，物体所受各力的冲量和合外力的冲量。（取,，）
12．质量为m=0.2kg的小球竖直向下以v1=6m/s的速度落至水平地面，再以v2=4m/s的速度反向弹回，小球与地面的作用时间t=0.2s，取竖直向上为正方向，（取g=10m/s2）．求
（1）小球与地面碰撞前后的动量变化？
（2）小球受到地面的平均作用力是多大？
13．高压水枪喷口半径为，射出的水流速度为，水平地打在竖直煤壁上后速度变为零。设水的密度为，求高速水流对煤壁冲击力的大小。
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的喷口持续以速度竖直向上喷出；玩具底部为平板面积略大于；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，重力加速度大小为求：
(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．
人教版物理选修3-5 16.2动量和动量定理跟踪训练
参考答案
1．A
【解析】
A．动量和速度都是矢量，由物体的动量可知运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向，故A正确。
B．物体的动能若不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可以改变，因此动量可以改变，故B错误。
C．动量变化量的方向与动量的方向不一定相同，故C错误。
D．质量是惯性大小的唯一量度，而物体的动量，动量大小取决于质量与速度大小的乘积，因此动量大的物体惯性不一定大，故D错误。
故选A。
2．A
【解析】
A．由冲量的定义式可知，作用在两个物体上的力大小不同，时间不等时，这两个物体所受的冲量可能相同，A正确。
B．作用在物体上的力很大，若力作用时间很短，则物体所受的冲量不一定大，B错误。
C．作用在物体上的力作用时间很短，若力很大，则冲量不一定很小，C错误。
D．冲量是矢量，冲量的方向由力的方向决定，力的作用时间与力的大小的乘积相等，但若力的方向不同，则冲量不同，D错误。
故选A。
3．B
【解析】
由题意和动量定理得：，所以，选项B正确。
A. 与计算结果不相符，故A不符合题意；
B. 与计算结果相符，故B符合题意；
C. 与计算结果不相符，故C不符合题意；
D. 与计算结果不相符，故D不符合题意。
4．D
【解析】
从t=0到t=t2时间内，由动能定理：W1?W2=0
得：W1=W2
从t=0到t=t2时间内，由动量定理：I1?I2=0
得：I1=I2
故D正确，ABC错误
故选D．
5．C
【解析】
A．由题图可知，与时间内合力方向不同，动量变化量不相等，选项A错误。
BC．时，物体速度最大，由动量定理可得，
时物体速度为零，与时间内物体平均速率相等，选项B错误，C正确。
D．时间内物体先加速后减速，位移不为零，动能变化量为零，合力对物体做的功为零，选项D错误。
故选C。
6．D
【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．
7．C
【解析】
由图象可知，甲乙两物体动量变化量的大小相等，根据动量定理知，冲量的大小相等，即I1＝I2，根据I＝Ft知，冲量的大小相等，作用时间长的力较小，可知F1＞F2．故C正确，ABD错误。
8．CD
【解析】由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，故选项A错；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项B错；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对。
9．BCD
【解析】
AD.重力的冲量为，方向与重力的方向相同，竖直向下，故A错，D正确；
B.支持力的冲量大小为，故B正确；
C.时间t内，物体静止，合力为零，故合力的冲量为零，C正确。
10．AC
【解析】
A、B、根据动量定理：F?t=mv2-mv1，，故A正确，B错误．C、D、根据动能定理：，故C正确，D错误．故选AC．
11．重力的冲量；支持力的冲量；摩擦力的冲量 合外力的冲量
【解析】
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力及摩擦力的作用；支持力：
摩擦力：
故重力的冲量：
支持力的冲量；
摩擦力的冲量：
物体受到的合力：
；
故合外力的冲量：
。
12．（1）2kg?m/s，方向竖直向上；（2）12N．
【解析】
（1）取竖直向上为正方向，碰撞地面前小球的动量
碰撞地面后小球的动量
小球与地面碰撞前后的动量变化 方向竖直向上
（2）小球与地面碰撞，小球受到重力G和地面对小球的作用力F，
由动量定理
得小球受到地面的平均作用力是F=12N
13．
【解析】
选取一段水柱为研究对象，m表示时间内的水柱质量，如图所示，在时间内水运动的距离为，取长的水柱为研究对象，水柱的横截面积为S，，其体积为，则水柱质量为
这些水在时间内与煤壁作用，由动量定理：
以水流的方向为正方向，得
所以
14．(1) (2)
【解析】
（i）设时间内，从喷口喷出的水的体积为，质量为，则
①
②
由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为
③
（ii）设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为．对于时间内喷出的水，有能量守恒得
④
在高度处，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
⑤
设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有
⑥
由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得
⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
⑧