山东省章丘中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：1.1动量定理 课时作业（含解析）

1.1动量定理
1．质量为0.5 kg的物体，运动速度为3 m/s，它在一个变力作用下速度变为7 m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为(　　)
A．5 kg·m/s，方向与原运动方向相反
B．5 kg·m/s，方向与原运动方向相同
C．2 kg·m/s，方向与原运动方向相反
D．2 kg·m/s，方向与原运动方向相同
2．高空坠物极其危险。设想一枚质量为50g的鸡蛋从某人头部正上方45m高的楼上由静止落下，鸡蛋与人头部的作用时间为4.5×10－4s。则头部受到的平均冲击力约为
A．3×102N B．3×103N C．3×104N D．3×105N
3．在物体运动过程中，下列说法不正确的有（　　）
A．动量不变的运动，一定是匀速运动
B．动量大小不变的运动，可能是变速运动
C．若某一个力对物体做功为零，则这个力对该物体的冲量也一定为零
D．如果在任何相等时间内物体所受的冲量相同（不为零），那么该物体一定做匀变速运动
4．从同一高度将两个质量相等的物体，一个自由落下，一个以某一水平速度抛出，当它们落至同一水平面的过程中（空气阻力不计）（　　）
A．动量变化量大小不同，方向相同
B．动量变化量大小相同，方向不同
C．动量变化量大小、方向都不相同
D．动量变化量大小、方向都相同
5．相同的玻璃杯从同一高度落下，分别掉在水泥地和草地上。则（ ）
A．玻璃杯刚要落在水泥地上时的动量大于刚要落在草地上时的动量
B．玻璃杯落在水泥地上动量的变化量大于落在草地上动量的变化量
C．玻璃杯落在水泥地上动量的变化率大于落在草地上动量的变化率
D．玻璃杯落在水泥地上受到的冲量大于落在草地上受到的冲量
6．一个质量为0.1kg的小球从20m高处落下，与地面碰撞后反弹，上升的最大高度为12.8m，小球从开始下落到上升到最高点所用时间为4s，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则小球对地面的平均作用力大小为
A．8N B．10N C．12N D．15N
7．灌浆机可以将涂料以速度v持续喷在墙壁上，涂料打在墙壁上后完全附着在墙壁上。涂料的密度为，墙壁上涂料厚度每秒增加u，不计涂料重力的作用，则喷涂料对墙产生的压强为（　　）
A． B． C． D．
8．下列关于动量和冲量的说法正确的是（　　）
A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大
B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量可能不改变
C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量变化的方向
D．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快
9．如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，那么这个物体的运动（　　）
A．可能是平抛运动 B．可能是匀速圆周运动
C．可能是匀变速曲线运动 D．可能是匀变速直线运动
10．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．第1s末的速度为1.5m/s
B．第1s内的冲量I为3Ns
C．前2s内的平均功率为4.5W
D．第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9：4
11．质量为2kg的小球从水平放置的弹簧网上方某高度处自由下落，刚与弹簧网接触瞬间的速率为v1＝5m/s，被弹簧网反弹后，刚离开弹簧网时的速率为v2＝3m/s，接触网的过程中，小球动量变化的大小为_________kg·m/s，小球与弹簧网的接触时间为，重力加速度为g＝10m/s2。弹簧网对小球的平均弹力大小为________N。
12．物体的质量m＝4kg，在与水平方向成37°角，大小为F＝40 N的拉力作用下，由静止开始在光滑水平面上运动，重力加速度为g＝10m/s2。则物体在开始运动2s时间内，拉力F对物体的冲量大小为_______N·s，地面对物体的支持力的冲量大小为________N·s，物体动量变化量大小为_______kg·m/s。
13．一垒球手水平挥动球棒，迎面打击一以速度5 m/s水平飞来的垒球，垒球随后在离打击点水平距离为30 m的垒球场上落地．设垒球质量为0.18 kg，打击点离地面高度为2.2 m，球棒与垒球的作用时间为0.010 s，重力加速度为9.9 m/s2，求球棒对垒球的平均作用力的大小．
14．人民公园里有一个斜面大滑梯，一位小同学从斜面的顶端A由静止开始滑下，经B到C，如图所示，其运动可视为匀变速直线运动．已知斜面大滑梯的竖直高度h=3.75m，斜面的倾角为37°，这位同学的质量m=30kg，他与大滑梯斜面间的动摩擦因数为μ=0.5。不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6。求：
(1)这位同学下滑过程中的加速度大小；
(2)他滑到滑梯底端C时的速度大小；
(3)他从滑梯的顶端滑到底端过程中重力的冲量。
15．某节目中，“气功师”平躺在水平地面上，其腹部上平放着一块大石板，助手用铁锤猛击大石板，石板裂开而“气功师”没有受伤．现用下述模型分析探究：
设大石板质量M=80 kg，铁锤质量m=5 kg；铁锤从h1=1.8 m高处由静止落下，打在石板上反弹，当反弹达到最大高度h2=0.05 m时被拿开；铁锤与石板的作用时间t1=0.01 s；由于缓冲，石板与“气功师”腹部的作用时间t2=0.5 s．取重力加速度g=10 m/s2．求：铁锤敲击大石板的过程中，
（1）铁锤受到的冲量大小；
（2）大石板对铁锤的平均作用力大小；
（3）大石板对人的平均作用力大小．
参考答案
1．A
【解析】
以原来的方向为正方向，由定义式
Δp=mv′－mv
得
Δp=（-7×0.5－3×0.5） kg·m/s=-5 kg·m/s，
负号表示Δp的方向与原运动方向相反．
2．B
【解析】
鸡蛋先做自由落体，根据动能定理求出速度；然后发生碰撞，根据动量定理列式求解平均作用力。
【详解】
由2gh=v2可得：；鸡蛋质量：m=50g=0.05kg；设向下为正方向，对碰撞过程由动量定理可得：（mg-F）t=0-mv；代入数据得：F=-3300N；负号说明鸡蛋受到的冲击力向上；根据牛顿第三定律可知，头部受到的平均冲击力约为3000N，故B正确，ACD错误。故选B。
【点睛】
本题考查动量定理及自由落体的运动规律，要注意动量定理中的方向性，在解题时要先明确正方向。
3．C
【解析】
本题考查动量和冲量的概念。
【详解】
A．动量不变，则物体速度大小和方向变不变，是匀速运动，A正确，不符合题意；
B．动量大小不变，速度方向可能改变，可能是变速运动，B正确，不符合题意；
C．力是否做功还与物体位移以及力和位移的夹角有关，而力的冲量只与时间有关，不做功的力只要在一段时间内存在冲量就不为零，故C错误，符合题意；
D．如果在任何相等时间内物体所受的冲量相同（不为零），则其受恒力作用，做匀变速运动，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．D
【解析】
本题考察对动量定理的理解。
【详解】
同意高度物体做自由落体运动和平抛运动时间相等，根据动量定理
动量变化量大小、方向都相同。故ABC错误，D正确。
故选D。
5．C
【解析】玻璃杯落地前是自由落体运动，末速度一定；玻璃杯两次与地面碰撞过程，初动量相同，末动量为零，故两次的动量变化量相同，故A B错误；玻璃杯两次与地面碰撞过程，初动量相同，末动量为零，两次的动量变化量相同，但在水泥地上碰撞过程时间短，故动量的变化快，即动量的变化率大，故C正确；玻璃杯两次与地面碰撞过程，初动量相同，末动量为零，两次的动量变化量相同，根据动量定理，玻璃杯落在水泥地上受到的冲量等于落在草地上受到的冲量，故D错误；故选C。
点睛：此题关键是要搞清：末动量、动量的变化、动量的变化率以及地面的冲量等概念，知道它们之间存在的关系.
6．B
【解析】
本题考查动量定理的应用。
【详解】
ABCD.小球下落的时间
小球反弹后上升的时间
因此小球与地面作用的时间为
从小球下落到上升到最高点，设向上为正方向，根据动量定理
解得：
FN=10N
故B正确ACD错误。
故选B。
7．A
【解析】
在涂料持续飞向墙壁并不断附着在墙壁上的过程中，涂料小颗粒的速度从v变为0，其动量的变化缘于墙壁对它的冲量，于是以时间内喷到墙壁上面积为、质量为的涂料为分析对象，墙壁对它的作用力为F，涂料增加的厚度为h。由动量定理知
又
联立可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【解析】
A．根据动量定理可知，物体所受合外力冲量越大，它的动量变化也越大，选项A错误；
B．根据动量定理可知，物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定改变，选项B错误；
C．由动量定理，物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向，选项C错误；
D．根据可知，物体所受合外力越大，它的动量变化就越快，选项D正确。
故选D。
9．ACD
【解析】
如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，由
可知，物体受到的力是恒力。受到恒力作用的运动，加速度恒定，故任何相等的时间内，物体受到的冲量相等，动量变化量相等，物体做匀变速运动；平抛运动，匀变速曲线运动，匀变速直线运动均为匀变速运动；物体做匀速圆周运动，所受合外力方向不断变化，合力为变力，不是匀变速运动，故ACD正确，B错误。
故选ACD。
10．BD
【解析】
A．第1s末质点的速度
v1＝t1＝×1m/s＝3m/s
故A错误；
B．第1s末质点的冲量
I＝F1×t1=3Ns
故B正确；
CD．第1s末的瞬时功率
P1＝F1v1＝9W
第2s末的速度为
第2s末的瞬时功率
P2＝F2v2＝4W
则第1s末与第2s末外力的瞬时功率之比为9：4，前2s内外力的平均功率
P＝＝W＝4W
故C错误，D正确。
故选BD。
11．16 36
【解析】
小球动量变化的大小为：，根据动量定理有：，解得：。
12．80Ns 32Ns 64kgm/s
【解析】
物体在开始运动2s时间内，拉力F对物体的冲量大小为：；地面对物体的支持力的冲量大小为：；根据动量定理有：，即。
13．900N
【解析】
垒球被击后做平抛运动，由平抛运动的公式即可求出球被击后的速度，然后对球棒击球的过程运用动量定理列方程求解作用力．
由题意可知，垒球被击后做平抛运动，竖直方向：
所以：
水平方向：
x=vt
所以球被击后的速度：
选取球被击出后的速度方向为正方向，则：
v0=-5m/s
设平均作用力为F，则：
Ft0=mv-mv0
代入数据得：
F=900N
14．(1)；(2)；(3)，方向竖直向下
【解析】
(1)对小同学受力分析如图所示
由牛顿第二定律有
由几何关系得
代入数据解得加速度
(2)斜面长度为
又因为有
代入数据解得他滑到滑梯底端的速度
(3)设从滑梯的顶端滑到底端过程中经历时间为t，重力的冲量为I，有
代入数据解得
且I的方向竖直向下。
15．（1）35 N·s（2）3550N（3）871N
【解析】
（1）由机械能守恒定律，解得，
则铁锤打击石板时的速度，
铁锤反弹时的速度；
对铁锤，由动量定理得，解得
（2）对铁锤，由冲量定义得，解得
（3）对石板，由动量定理得，解得；
由牛顿第三定律得，大石板对人的平均作用力大小．