山东省东营市胜利第三十九中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：1.1动量定理 同步练习（含解析）

1.1动量定理
1．如图所示是一颗质量m=50g的子弹射过一张扑克牌的照片，子弹完全穿过一张扑克牌所需的时间t1约为s，子弹的真实长度为2.0cm。若子弹经时间s射入墙壁，则子弹射入墙壁时，其对墙壁的平均作用力约为（　　）
A．N B．N
C．N D．N
2．2019年9月18日凌晨4时52分，国航CA818航班从华盛顿杜勒斯国际机场起飞后疑似发生鸟击，于凌晨5时54分返航并安全降落，鸟撞飞机是导致空难的重要因素之一，被称为“飞机杀手”。假设在某次空难中，鸟的质量为0.6kg，飞行的速度为3m/s，迎面撞上速度为720km/h的飞机，对飞机的撞击力达到1.6×106N，则鸟撞飞机的作用时间大约为：（ ）
A．1.5×10-5s B．1.5×10-4s C．7.6×10-6s D．7.6×10-5s
3．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于（　 ）
A．人跳在沙坑的动量的变化率比跳在水泥地上的大
B．人跳在沙坑的动量的变化率比跳在水泥地上的小
C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小
D．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的大
4．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
5．“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事，它出自《韩非子》，原文为：宋人有耕田者。田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，翼复得兔。兔不可复得，而身为宋国笑。假设一只兔子质量为2kg，受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动，经过1.2s速度大小达到9m/s后匀速奔跑，撞树后被水平弹回，反弹速度大小为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.05s，重力加速度g=10m/s2.下列说法确的是（　　）
A．加速过程中兔子的加速度为180m/s2
B．加速过程中地面对兔子的平均作用力大小为20N
C．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320N
D．撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400N
6．一串质量为50g的钥匙从橱柜上1.8m高的位置由静止开始下落，掉在水平地板上，钥匙与地板作用的时间为0.05s，且不反弹。重力加速度，此过程中钥匙对地板的平均作用力的大小为（　　）
A．5N B．5.5N C．6N D．6.5N
7．高楼坠物极其危险，新闻中曾多次报道由于高楼坠物造成的人员伤亡案例。假设一质量为 m 的物体由 h 处自由下落，物体落地时与地面相互作用的时间为t，重力加速度用 g 表示，忽略一切阻力。则物体与地面产生的作用力的平均值应为（　　）
A． B． C．D．
8．如图所示，在小车内固定一光滑的斜面体，倾角为，一轻绳的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端拴一个质量为m的物块A，绳与斜面平行。整个系统由静止开始向右匀加速运动。物块A恰好不脱离斜面，则向右加速运动时间为t的过程中（ ）
A．小车速度的变化量
B．物块重力所做的功和重力的冲量均为零
C．拉力冲量大小
D．拉力做功
9．滑板运动是一项富有挑战性的运动项目。如图所示，某滑板运动员从水平轨道的A点以初速度v0冲上一个固定的、光滑的1/4圆弧轨道，接着从圆弧轨道顶点B腾空而起到达空中C点，然后又从C点安全落回B点，此后又经A点进入水平粗糙轨道，滑到D点停下来。不计空气阻力，则以下说法正确的是
A．从B到C与从C到B的过程中，滑板运动员所受重力的冲量相等
B．从A到B和从B到A的两个过程中，滑板运动员所受弹力的冲量之和为0
C．滑板运动员从A点冲上圆弧轨道到返回A点所受重力的冲量大小等于2mv0
D．整个过程中滑板运动员所受合力的总冲量的大小为mv0
10．恒力F作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F对物体的冲量大小为零 B．拉力F对物体的冲量大小为Ft
C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ D．合力对物体的冲量大小为零
11．质量为5kg的物体运动速度为3m/s，则其动量为____________；如果一个物体所受合力为5N，则5s的动量变化为___________。
12．质量为5kg的物体运动速度为2m/s，则其动量为____________；如果一个物体所受合力为4N，则5s的动量变化为___________。
13．质量为1.0kg的小球，以20m/s的速度落到一软垫上，被弹离软垫时的速度大小为10m/s，小球与软垫接触的时间为0.5s，则软垫对小球平均作用力的大小为____________N。
14．台风“山竹”强台风级在广东登陆，登陆时中心附近最大风力达v=162km/h，空气的密度ρ=1.3kg/m3，当这登陆的台风正对吹向一块长10m、宽4m的玻璃幕墙时，假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零，求台风对玻璃幕墙的冲击力F的大小.
15．水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水平水柱冲击煤层，如下图，设水柱直径为d＝30cm，水速v＝50m/s，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力。（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3结果保留三位有效数字）
参考答案
1．B
【解析】
根据照片上子弹与扑克牌的比例得扑克牌的宽度大约是8cm，子弹的速度
与墙作用过程由动量定理
-F?t=0-mv
受墙的作用力为
由牛顿第三定律可在对墙的作用力约为5×104N
则B正确，ACD错误；
故选B。
2．D
【解析】
设鸟与飞机碰撞时间为t，由动量定理有：
解得：
选项D正确，ABC错误。
故选D。
3．B
【解析】
CD．人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初动量是一定的，落地后静止，末动量一定，人的动量变化是一定的，由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化，所以两种情况下人受到的冲量相等，选项CD错误：
AB．落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，时间越长则动量的变化率越小，故选项B正确、A错误。
故选B。
4．B
【解析】
AB．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。
C．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，但动量时刻在变化，C错误。
D．一个力对物体有了冲量，则物体的速度可能只有方向改变，如匀速圆周运动，此时该力对物体不做功，D错误。
故选B。
5．D
【解析】
A．兔子经过1.2s速度由零达到9m/s，根据加速度公式可知
a==7.5m/s2
故A错误。
B．加速过程中，地面对兔子的平均作用力大小为f，根据动量定理可知，
ft=mv-0
代入数据解得
f=15N
故B错误。
CD．撞树过程中，撞树前的动量大小：
P=mv=2×9kg?m/s=18kg?m/s
以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量：
P′=mv′=2×（-1）=-2kg?m/s
兔子撞树过程动量变化量：
△P=P′-P=-2kg?m/s-18kg?m/s=-20kg?m/s
由动量定理得：
Ft=△P=-20N?s
则兔子受到平均作用力大小为
F=400N
故C错误，D正确。
故选D。
6．D
【解析】
钥匙自由落体到地面的速度为
解得
取向上的方向为正方向，根据冲量等于动量的变化量可得
解得
故选D。
7．A
【解析】
对下落的物体，由机械能守恒定律得
则物体落地时的速度为
物体与地面相互作用后的速度变为零，取向下的方向为正，由动量定理得
解得
A正确，BCD错误。
故选A。
8．AD
【解析】
对物块A进行受力分析可知，物块A受拉力T和重力G，根据力的合成得
?
解得
?
A．小车的加速度为
则小车速度的变化量为
故A正确；
B．由于重力的方向与位移方向垂直，故重力做功为零，但冲量 ，不是0，故B错误；
C．拉力的冲量
故C错误；
D．重力做功为0，则拉力的功
而
解得
故D正确；
故选AD。
9．AD
【解析】
A．根据对称性可知，从B到C与从C到B的运动时间相同，所以滑板运动员所受重力的冲量相等，故A正确；
B．从A到B和从B到A的两个过程中，弹力不为0，运动时间不为0，所以滑板运动员所受弹力的冲量之和不为0，故B错误；
C．从A点到返回A点的过程中机械能守恒，因此速度大小相等方向相反，根据动量定理可知，滑板运动员从A点冲上圆弧轨道到返回A点所受重力和弹力的合冲量大小等于2mv0，故C错误；
D．根据动量定理可知，整个过程中滑板运动员所受合力的总冲量的大小为动量的变化量mv0，故D正确。
故选AD。
10．BD
【解析】
ABC．拉力F对物体的冲量
故AC错误，B正确；
D．由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，说明物体仍然处于平衡状态，受到的合外力为0，所以合力对物体的冲量大小为零，故D正确。
故选BD。
11．15kg?m/s 25 kg?m/s
【解析】
[1]．质量为5kg的物体运动速度为3m/s，则其动量为
[2]．根据动量定理，如果一个物体所受合力为5N，则5s的动量变化为
12．
【解析】
[1]根据p=mv可知
[2]根据动量定理可得知5s的动量变化为
13．70
【解析】
规定向上为正方向，根据动量定理知
（F-mg）t=mv2-mv1
代入数据解得
。
14．105300N
【解析】
设经过时间t，空气的质量为，根据动量定理得：，联立解得：
15．
【解析】
取时间内的水为研究对象，设水柱对煤层的平均冲击力为F，以初速度方向为正方向，根据动量定理有
其中
代入数据解得