四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：1.2动量 同步练习（含解析）

1.2动量
1．一颗子弹沿水平方向射向一个木块，第一次木块被固定在水平地面上，第二次木块静止放在光滑的水平面上，两次子弹都能射穿木块而继续飞行．这两次相比较（ ）
A．第一次子弹的动量变化较大 B．第二次子弹的动量变化较大
C．两次子弹的动量变化相等 D．无法比较两次子弹的动量变化大小
2．如图所示，甲球从O点以水平速度v1飞出，落在水平地面上的A点。乙球从O点以水平速度v2飞出，落在水平地面上的B点，反弹后恰好也落在A点。两球质量均为m。若乙球落在B点时的速度大小为，与地面的夹角为，且与地面发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，下列说法错误的是（　　）
A．乙球在B点受到的冲量大小为
B．抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能
C．OA两点的水平距离与OB两点的水平距离之比是3：1
D．由O点到A点，甲、乙两球运动时间之比是1：1
3．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．＋mg B．－mg
C．＋mg D．－mg
4．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mA>mB.最初人和车都处于静止状态．现在，两人同时由静止开始相向而行，A和B对地面的速度大小相等，则车 (　　)
A．向左运动
B．左右往返运动
C．向右运动
D．静止不动
5．如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t。对于这一过程，下列判断正确的是（　　）
A．斜面对物体的弹力的冲量为零
B．物体受到的重力的冲量大小为
C．物体受到的合力的冲量大小为零
D．物体动量的变化量大小为
6．下列对几种物理现象的解释中，正确的是（　　）
A．在易碎物品周围垫上松软材料，目的是为了减小物品受到的冲量
B．人从高处跳下触地时通常要下蹲，目的是为了减小动量的变化量
C．在推车时推不动是因为推力的冲量为零
D．动量相同的两个物体经过相等时间停下来，说明它们受到的合力相同
7．如图所示，水平面上 A、B 两物体间用线系住，将一根弹簧挤紧，A、B 两物体质量之比为2：1，它们与水平面间的动摩擦因数之比为 1：2。现将线烧断，A、B 物体从静止被 弹开过程中，则下列判断正确的是（　　）
A．A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒
B．A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒
C．A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒
D．A、B 和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能不守恒
8．沫蝉是一种身长只有6mm左右小昆虫。研究表明，沫蝉起跳时可以在1ms时间释放出储存在后腿肌肉里的能量，最高跳跃到80cm的高处，若g取10m/s2，沫蝉起跳时需承受的力约为重力的（　　）
A．20倍 B．100倍 C．400倍 D．800倍
9．如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将质量为m的球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上。已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，球落在底线上时速度方向的偏角为α。下列判断正确的是（　　）
A．
B．球的速度
C．球从抛出至落地过程重力的冲量等于
D．球从击出至落地所用时间为
10．如下四个图描述的是竖直上抛物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线．若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．一个质量为m，带电量为q的油滴从空中自由下落时间后，进入水平放置的带电极板间，再经过时间速度为零；则电场力是重力的_________倍。
12．如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3:1,A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生碰撞，AB两球的质量之比为__________，AB碰撞前、后两球总动能之比为_______________
13．图示是验证动量守恒的实验示意图，已知小球a的质量为ma，小球b的质量为mb，且，A、B、C均为某小球的着地点，OA、OB、OC的长度分别为x1、x2、x3，不计空气阻力。
(1)下列说法正确的是____；
A．小球a每次应从同一位置由静止释放
B．斜槽末端应保持水平
C．必须测量斜槽末端到水平地面的高度H
(2)___点是小球a单独以水平速度平抛落地的着地点，___点是碰撞后小球a落地的着地点。（均选填图中的“A”、“B”或“C”）
(3)验证a、b两小球在碰撞前后总动量守恒的关系式为______。
14．质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，若规定竖直向下为正方向，不计空气阻力。（g=10m/s2）
(1)求小球与地面碰撞前后的动量变化；
(2)若小球与地面的作用时间为0.2s，求小球受到地面的平均作用力及从小球接触地面到反弹到最高点的过程中，重力的冲量。
15．如图所示，已知水平面上的P点右侧光滑，左侧与滑块间的动摩擦因数为μ。质量分别为m1和m2的两个滑块在水平面上P点的右侧分别以速度v1、v2向右运动，由于v1>v2而发生碰撞(碰撞前后两滑块的速度均在一条直线上。二者碰后m1继续向右运动，m2被右侧的墙以原速率弹回，再次与m1相碰，碰后m2恰好停止，而m1最终停在Q点。测得PQ间的距离为L。求第一次碰后滑块m1的速度。
参考答案
1．B
【解析】
子弹在同一块木块中穿行过程中受到的阻力大小是相等的，因此子弹的加速度大小是不变的．当木块被固定时，子弹在木块中运动的位移等于木块的宽度，而木块静止放在光滑的水平面上时，子弹在木块中运动的过程中，木块也要运动，则子弹在木块中运动的位移大于木块的宽度（对地面参考系而言），因此第二次子弹在木块中运动的时间较长，因此子弹受到的阻力的冲量较大，它的动量变化也较大．故选B．
2．D
【解析】
A．乙球落在B点时的速度大小为v3，与地面的夹角为60°，故竖直方向的分量
反弹后竖直方向的分量为
水平方向速度不变，故冲量大小为
故A正确，不符合题意；
B．抛出时甲的初速度大于乙的初速度，故甲的初动能大于乙的初动能，而两者重力势能相等，故抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能，故B正确，不符合题意；
CD．设OA间的竖直高度为h。由O点到A点，甲球运动时间为．乙球运动时间是甲球的3倍；乙球先做平抛运动，再做斜上抛运动，根据对称性可知，从B到A的水平位移等于从O到B的水平位移的2倍，所以甲球由O点到A点的水平位移是乙球由O点到B点水平位移的3倍，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
3．A
【解析】
在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有，即在产生拉力瞬间速度为，之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得：有，联立解得
【点睛】
本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向
4．A
【解析】
两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零，两人与大小相等的速度相向运动，A的质量大于B的质量，则A的动量大于B的动量，AB的总动量方向与A的动量方向相同，即向右，要保证系统动量守恒，系统总动量为零，则小车应向左运动，故A正确，BCD错误．
5．D
【解析】
A．根据冲量的公式可知，斜面对物体的弹力的冲量大小
I=Nt=mgcosθ?t
弹力的冲量不为零，故A错误；
B．物体所受重力的冲量大小为
IG=mg?t
故B错误；
CD．物体受到的合力的冲量大小为mgtsinθ，由动量定理得动量的变化量大小
△p=I合=mgsinθ?t
故C错误，D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．在易碎物品周围垫上松软材料，是为了在动量变化相同的情况下增加作用时间，从而减小物品受到的冲力，选项A错误；
B．人从高处跳下触地时通常要下蹲，是为了在动量变化相同的情况下增加作用时间，从而减小人受到地面的冲力，选项B错误；
C．在推车时推不动是因为推力小于最大静摩擦力，但是推力的冲量不为零，选项C错误；
D．根据可知，动量相同的两个物体经过相等时间停下来，说明它们受到的合力相同，选项D正确。
故选D。
7．B
【解析】
A、B被弹开后，根据可知，两物体所受的摩擦力大小相等，方向相反，则A、B 和弹簧组成的系统所受的合力为零，系统动量守恒；因有摩擦力做功，则系统的机械能不守恒。
故选B。
8．C
【解析】
根据动量定理
沫蝉上升的过程中，根据位移与速度的的关系
代入数据，可知
C正确，ABD错误。
故选C。
9．C
【解析】
A．由题意可知，球位移的偏向角正切为
由平抛运动的推论可知
选项A错误；
BD．球从击出至落地所用时间为
球的速度
选项BD错误；
C．球从抛出至落地过程重力的冲量等于
选项C正确。
故选C。
10．CD
【解析】
根据动量定理得
mgt=△P
mg是定值，方向向下；
是个定值，重力的方向向下。
故选CD。
11．
【解析】
[1]对全过程运用动量定理得
解得电场力为
所以电场力是重力的。
12．4：1 9：5
【解析】
因两球刚好不发生碰撞，说明AB碰撞后速率大小相同，规定向左为正方向，由动量守恒定律可知，而，解得； 碰撞前后总动能之比为；
13．AB B A
【解析】
(1)[1]A．为保证入射球每次与被碰球相碰时速度相等，入射球a每次应从同一位置由静止释放，故A正确；
B．为保证小球离开轨道后做平抛运动，斜槽末端应保持切线水平；
C．由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，着地点离O点的距离就表示了速度的大小，所以不需要测量斜槽末端到水平地面的高度H，故C错误。
故选AB。
(2)[2][3]为防止碰撞后入射球a反弹，入射球a的质量应大于被碰球b的质量，两球从轨道的同一位置离开轨道做平抛运动，B点是小球a单独以水平速度平抛落地的着地点，A点是碰撞后小球a落地的着地点。
(3)[4]如果碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得
mava=mava′+mbvb′
两边同时乘以时间t
mavat=mava′t+mbvb′t
则如果动量守恒，则满足
14．（1）；（2），
【解析】
（1）取竖直向下方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为
（2）由动量定理，选向下为正方向
解得
小球接触地面后反弹到最高点的过程中时间
解得
因此总时间为
则重力的冲量
解得
15．
【解析】
根据动量守恒定律有
第二次碰撞，由动量守恒定律
过P点向左运动过程中，由动能定理得
联立求得