山东省寿光中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：1.1动量定理 跟踪训练（含解析）

1.1动量定理
1．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慢，掉在草地上的玻璃杯动量改变快
D．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
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 m＝0.6 kg 的篮球从距地板 H＝0.8 m 高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度 h＝0.45 m，从释放到弹跳至 h 高处经历的时间 t＝1.1 s，忽略空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2，则篮球对地板的平均撞击力大小_________________N
12．一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s水平速度飞向球棒,被球棒打击后,反向飞回. 速度的大小为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.02s，球棒对垒球的平均作用力为_________N
13．民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图甲所示，图乙是其简化模型．若紧急出口下沿距地面的高度h=3.0m，气囊所构成的斜面长度L=5.0m．质量m=60kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端．已知旅客与斜面间的动摩擦因数μ=0.55，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑过程中可视为质点，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）旅客沿斜面下滑时的加速度大小；
（2）旅客滑到斜面底端时的速度大小；
（3）旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，斜面对旅客所施加的支持力的冲量大小．
14．如图所示为一个现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为h，当感知到地震时，质量为m的铜珠（初速度为零）离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为多少？
15．如图甲所示，物块P和Q（可视为质点）分别静止在水平地面上AB两点。现给P施加一水平力F，F随时间变化如图乙所示，3s末撤去力F，此时P运动到B点与Q发生弹性碰撞，已知P的质量为0.5kg，Q的质量为1kg，PQ与地面的动摩擦因数均为0.2最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，求：
(1)物块P何时开始运动；
(2)前3s内物块P所受摩擦力的冲量大小；
(3)Q运动的位移大小。
参考答案
1．D
【解析】
AB．杯子从同一高度落下，故到达地面时的速度一定相等，因此着地时动量相等。与地面接触后速度减小为零，因此动量的变化也相同，故AB错误；
CD．但由于在草地上，由于草地的缓冲使接触时间变长，即动量改变更慢，由
可知，杯子受到的作用力较小，因此杯子在水泥地上比在草地上更容易摔破，故C错误，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。
11．16.5N
【解析】
取向上为正方向：下落碰地板前的速度：，反弹的速度：，撞击瞬间，设碰撞时间，地板对篮球的支持力为F，有：根据动量定理：，解得：
12．630
【解析】
设原方向为正方向，根据动量定理：Ft=mv2-mv1得：，符号表示力的方向与初速度的方向相反；
13．（1）a=1.6m/s2；（2）v=4.0m/s；（3）1.2×103N·s
【解析】
（1）设旅客沿斜面下滑的加速度大小为a，
根据牛顿第二定律有
mgsinθ－μmgcosθ= ma
解得 a=1.6m/s2
（2）根据运动学公式v2=2aL 解得v=4.0 m/s
（3）设旅客下滑过程所用时间为t，则有
L=vt
支持力FN=mgcosθ，在整个下滑过程中支持力的冲量大小
I=mgcosθt
解得I=1.2×103N·s
14．
【解析】
铜珠做自由落体运动，落到蟾蜍口的速度为
以竖直向上为正方向，根据动量定理可知
得出
15．(1)；(2)；(3)
【解析】
(1)当水平力F等于物块P所受滑动摩擦力时，物块P开始运动
由图乙可得
联立解得
(2)依题得，第内摩擦力随的增大而增大，因此这段时间内摩擦力的冲量等于图像中与横轴围成的面积，即
后内静摩擦力变为滑动摩擦力，恒定不变，因此该时段内摩擦力的冲量为
代入数据解得
因此前内摩擦力的冲量为
联立解得
(3)依题得，因此后内的冲量等于图像中与横轴围成的面积，即
设P与Q碰前P的速度，碰后P、Q的速度分别为、，因此有
该过程动能守恒，因此有
由动能定理可得
解得Q运动的位移大小