四川省通江县永安中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：1.2动量 课时作业（含解析）

1.2动量
1．如图所示，A、B两物体质量分别为mA=5kg和mB=4kg，与水平地面之间的动摩擦因数分别为μA=0.4和μB=0.5，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上.现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。下列判断正确的是（
）
A．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成的系统动量不守恒
B．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统的机械能守恒
C．在两物体被弹开的过程中，A、B两物体的机械能一直增大
D．两物体一定同时停在地面上
2．在一次跳高比赛中，质量为m=40kg的小华从高h=1.25m处无初速自由下落到一个松软的垫子上，若从小华接触垫子到重心下降至最低点经历了t=0.5s，g取10m/s2，则在这段时间内软垫对小华的平均冲力大小为（　　）
A．400N
B．800N
C．1200N
D．1600N
3．啄木鸟觅食时，啄木鸟的头部摆动很快，啄木的速度达到每秒十五到十六次。研究发现，啄木鸟的头部很特殊：大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡。下面哪个物理规律可以很好地解释啄木鸟不会得脑震荡（　　）
A．动能定理
B．动量定理
C．机械能守恒定律
D．动量守恒定律
4．一个物理量的单位可以根据基本单位和物理公式导出，下面单位均用国际单位制的符号表示，它们对应的物理量是标量的是（　　）
A．kg·m/s2
B．kg·m/s
C．C
D．N·s
5．一物体竖直向上抛出，从开始抛出到落回抛出点所经历的时间是
t，上升的最大高度是
H，
所受空气阻力大小恒为
F，则在时间
t内（　　）
A．物体机械能的减小量等于
FH
B．物体所受重力的冲量为零
C．物体动量的改变量小于抛出时的动量
D．上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小
6．如图所示为小明玩蹦床的情景，其中A位置表示床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，对于小明从最高点下落到最低点的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．床面从A位置下降到B位置的过程中，小明的动能不断变小
B．床面在B位置时，小明所受合外力为零
C．小明接触床面前处于失重状态，接触床面后处于超重状态
D．小明从最高点运动到将床面压至B位置的过程中，重力对他的冲量与床面对他的冲量大小相等
7．某同学在练习投篮，篮球第一次击中篮板上的a点，第二次击中a点正上方的b点，若两次篮球抛出点的位置相同，且都是垂直击中篮板，不计空气阻力，与第一次相比，第二次（
）
A．篮球击中篮板时，速度较大
B．在篮球从投出到击中篮板的过程中，所用时间较多
C．在篮球从投出到击中篮板的过程中，速度变化率较大
D．在投出过程中，手对篮球的冲量一定较大
8．质量m=1kg的物体在水平拉力F作用下沿水平面做直线运动，t=2s时撤去力F，物体速度时间图像如下，下列说法不正确的是
A．前2s内与后4s内摩擦力的平均功率相同，两段的平均速度不同
B．F:f=3:1
C．全程合外力的功与合外力的冲量均为0
D．4s时克服摩擦力做功的功率为12.5W
9．猫从高处落下不会受伤，这与猫有发达的平衡系统和完善的机体保护机制有关。当猫从高处落下时，即使是四脚朝天，它们也能迅速地转过身来调整姿态。这样，猫在接近地面的时候，通常都可以保证四肢着地，而猫脚趾上厚实的脂肪质肉垫又能有效地减轻了震动对各脏器的损伤。下列关于猫与地面接触的过程说法正确的是（　　）
A．厚实的脂肪质肉垫能减小猫与地面接触过程自身动量变化量的大小
B．猫与地面接触过程自身动量变化量是一定的
C．厚实的脂肪质肉垫能减小了地面对猫的的作用力
D．厚实的脂肪质肉垫能减小猫与地面接触过程合外力冲量的大小
10．游乐园中的“蹦极”项目是先将游客提升至几十米高处，然后释放，释放的开始阶段，游客做自由落体运动，则（　　）
A．在刚释放的瞬间，游客的速度和加速度均为零
B．在刚释放的瞬间，游客的速度为零，加速度不为零
C．释放的开始阶段，游客减小的重力势能与该阶段重力的冲量的二次方成正比
D．释放的开始阶段，游客减小的重力势能与该阶段增加的动量成正比
11．质量是40kg的铁锤从5m高处自由落下，打在水泥桩上，与水泥桩撞击的时间是0.05s。撞击时不考虑反弹。重力加速度g=10m/s2（不计空气阻力）撞击时，桩对铁锤的平均冲击力的大小是___N.
12．甲、乙两人站在水平的冰面上（不计摩擦），在水平方向传递一个球，从静止开始，甲把球传给乙，乙接球后又把球传给甲．假设两个人的质量都是M，球的质量为，每次抛球速度大小均为．当甲抛球101次后球被乙接住，此时两人的速度大小之比等于________．
13．一质量为1kg的小球从0.8m高的地方自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到下陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球冲量的大小为________．(g取10m/s2，不计空气阻力)
14．某同学利用图甲所示装置验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：
Ⅰ．沿实验桌左右移动垫块，直至接通交流电源后，轻推小车A，与小车相连的纸带上打出一系列分布均匀的点迹（相邻两点间的间距相等），断开电源；
Ⅱ．将小车B（未画出，与小车A完全相同）静置于长木板上的P处，并将适量砝码放在小车B中；
Ⅲ．接通电源，沿木板方向向下轻推一下小车A，使小车获得一初速度，两车碰撞后粘在一起，打点计时器打出一系列的点迹，如图乙所示；
Ⅳ．用天平测得小车A的质量为195g，小车B与钩码的总质量为240g。
(1)在步骤Ⅰ中，要求纸带上打出的点迹分布均匀的原因是___________________。
(2)已知打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，则碰撞前瞬间系统的总动量p1=_______（结果保留三位有效数字），碰撞后瞬间系统的总动量p2=_______（结果保留三位有效数字）；若在实验误差允许的范围内，满足_________，则系统动量守恒得到验证。
15．如图所示，在光滑水平面上，有一质量M=3kg的薄板，板上有质量m=1kg的物块，两者以v0=4m/s的初速度朝相反方向运动．薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向，求
①当物块的速度为3m/s时，薄板的速度是多少？
②物块最后的速度是多少？
参考答案
1．D
【解析】
A．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，A物体所受的滑动摩擦力方向水平向右，大小为
B物体所受的滑动摩擦力方向水平向左，大小为
两物体组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，A错误；
B．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统克服摩擦力做功，机械能减小，B错误；
C．在两物体被弹开的过程中，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体的机械能先增大后减小，C错误；
D．弹簧对两物体的弹力大小相等，且两个物体同时离开弹簧，因此弹簧对两个物体的冲量大小相等为I，设物体A、B停止的时间为、
，根据动量定理
由于
因此
D正确。
故选D。
2．B
【解析】
小华刚接触到垫子的瞬间的速度
从小华接触垫子到重心下降至最低点过程中，取向上为正方向。由动量定理得
解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
3．B
【解析】
“骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡”说明啄木鸟大脑和头骨作用有缓冲，使用大脑受力变小，所以可以用动量定理来解释。
A．动能定理，与上述分析结论不相符，故A错误；
B．动量定理，与上述分析结论相符，故B正确；
C．机械能守恒定律，与上述分析结论不相符，故C错误；
D．动量守恒定律，与上述分析结论不相符，故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
A．对应的物理公式为
其中是矢量，因此A不符合题意，故A错误；
B．对应的物理公式为
其中动量p是矢量，因此B不符合题意，故B错误；
C．是电荷量的单位库伦，而电荷量属于标量，因此C符合题意，故C正确；
D．对应的物理公式为
其中冲量是矢量，因此D不符合题意，故D错误。
故选C。
5．D
【解析】
本题考查动量与冲量的概念。
【详解】
A．根据机械能意义，阻力做的功即为机械能减少量。上升和下降时阻力各做功FH，物体机械能的减小量等于2
FH。故A错误；
B．重力冲量，故B错误；
C．记物体初速度为，末速度为，则初动量为，动量改变量为，因初速度向上，末速度向下，物体动量的改变量大于抛出时的动量，故C错误；
D．两段运动位移相同，在顶点速度为零。上升时加速度大于重力加速度，下降时加速度小于重力加速度，根据公式，故下降时时间更长。阻力大小不变，上升过程中空气阻力对物体的冲量比下降过程中的冲量小，故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．刚接触床面时，弹力小于重力，合力向下，继续向下加速，动能变大，故A错误；
B．
床面在B位置时，速度为零，弹力大于重力，合力向上，故B错误；
C．小明接触床面前处于失重状态，刚接触床面到弹力与重力大小相等之前，弹力小于重力，合力向下，仍然处于失重状态，故C错误；
D．小明在最高点和B点的速度都为零，根据动量定理可知，小明从最高点运动到将床面压至B位置的过程中，重力对他的冲量与床面对他的冲量大小相等，故D正确。
故选D。
7．B
【解析】
A．篮球在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较长，第二次运动水平分速度较小，故篮球击中篮板时，第二次运动速度较小，故A错误；
B．将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，第二次运动过程中的高度较高，所以运动时间较长，故B正确；
C．速度变化率为加速度，在篮球从投出到击中篮板的过程中，篮球受到的合力为重力，加速度都为重力加速度，故C错误；
D．根据动量定理
第二次运动水平分速度较小，但第二次运动竖直分速度较大，无法判断两次运动篮球出手时初速度的大小，故无法判断两次在投出过程中，手对篮球的冲量，故D错误。
故选B。
8．A
【解析】
A．前2s内与后4s内平均速度都是5m/s，因此摩擦力的平均功率相同，平均速度相同，A不正确；
B．图像的斜率表示加速度，由图像可知，在前2s内，加速度大小为
a1=5m/s2
后4s内加速度大小
a2=2.5m/s2
根据牛顿第二定律
整理可得
，
因此
B正确；
C．由于整个过程中动能变化为零，根据动能定理，合外力做的功等于零；整个过程中动量的变化为零，根据动量定理，合外力的冲量为零，C正确；
D．由图像可知，4s时物体的速度为5m/s，此时克服摩擦做功的功率
D正确。
故不正确的选A。
9．BC
【解析】
AB．当猫从高处落下时，由可知，猫刚接触地面时的速度一定，与地面接触后速度最后为0，由可知，猫与地面接触过程自身动量变化量是一定的，故A错误，B正确；
C．厚实的脂肪质肉垫可使猫与地面接触过程的时间变长，由于动量变化一定，由动量定理可知，厚实的脂肪质肉垫能减小了地面对猫的的作用力，故C正确；
D．由动量定理可知，合外力冲量等于动量的变化量，故D错误。
故选BC。
10．BC
【解析】
AB．在刚释放的瞬间，游客的初速度为零，但是仍然有重力作用，所以游客的加速度不为零，A错误，B正确；
CD．
I=mgt，W=mgh，，
即
，
C正确，D错误。
故选BC。
11．F=8400N
【解析】
对铁锤的自由下落过程，应用动能定理得：，解得：铁锤撞击地面前的速度
以向下为正，对铁锤撞击地面过程，应用动量定理得：
解得：桩对铁锤的平均冲击力的大小
12．
【解析】
把甲、乙两人和小球看做一个系统，则该系统动量守恒且总动量等于零，则可得：
，可得．
13．6N·m
【解析】
：
由机械能守恒可得:
;
计算得出:
;
规定向下为正方向由动量定理可以知道:
解得：
（负号表示方向向上）
综上所述本题答案是：
14．为了保证小车所受合力为零
0.930
0.927
p1=p2
【解析】
(1)[1]．在步骤Ⅰ中，当点迹分布均匀时小车匀速运动，则要求纸带上打出的点迹分布均匀的原因是为了保证小车所受合力为零；
(2)[2]．碰前小车的速度
则碰撞前瞬间系统的总动量
[3]．碰后两车的速度
则碰撞后瞬间系统的总动量
[4]．若在实验误差允许的范围内，满足p1=p2，则系统动量守恒得到验证。
15．①m/s．②
2m/s
【解析】
①由于地面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得
代入数据解得
方向水平向右；
②在摩擦力作用下物块和薄板最后达到共同速度，设共同运动速度大小为v，由动量守恒定律得
代入数据解得
方向水平向右。