惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：1.2动量 动量守恒定律 课时练（含解析）

1.2动量动量守恒定律
1．吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。若两岁的妞妞质量约为12kg，从十楼坠落，下落高度为28.8m，吴菊萍的手臂与妞妞的接触时间约为0.1s，已知重力加速度g=10m/s2，则她受到的冲击力约为
A．3000N B．2880N C．1440N D．3220N
2．以下说法正确的是（　　）
A．合外力对物体做功为0，则该物体动量一定不变 B．合外力对物体冲量为0，则该物体动能一定不变
C．做变速运动的物体，动能一定变化 D．做变速运动的物体，动量可能不变
3．如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块，滑块的一侧是一个圆弧形凹槽OAB，凹槽半径为R，A点切线水平。另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上凹槽，整个过程中凹槽不会侧翻，重力加速度大小为g，不计摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．球和滑块组成的系统水平方向动量守恒
B．当时，小球恰能到达B点
C．小球在滑块上运动的过程中，滑块的动能先增大后减小
D．如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上
4．2017年7月，哈市香坊区一名独自在家的6岁女童从约20m高的阳台不小心坠下，危急关头，路过此地的肖奇老师迎步上前，用自己的臂膀和身躯去接坠落的孩子，挽救了女童的生命，被称为“最美男教师”、“眼镜侠”。假设肖奇老师接女童的时间约为0.1s，女童的质量大约25kg，则肖奇老师两只手臂受到的冲击力一共大约是（　　）
A．50N B．5×102N C．5×103N D．5×104N
5．如图所示，光滑的铁丝做成的圆环固定在竖直平面内，一中心有孔的小球穿在铁丝上，由于受到轻微扰动，小球从最高点向下滑动，则在小球从最高点A滑到最低点B的过程中（　　）
A．铁丝对小球的作用力一直增大
B．铁丝对小球的作用力做功为零
C．铁丝对小球的作用力的冲量为零
D．重力对小球做功的功率一直增大
6．在“让鸡蛋飞”的比赛中，选手们尝试用各种材料包裹鸡蛋后让鸡蛋从同一高处无初速度落下，鸡蛋不碎的队伍获胜，鸡蛋运动过程中不计空气阻力，用材料包裹鸡蛋的目的是（　　）
A．减小鸡蛋落地时的动量 B．减小鸡蛋与地面接触过程中的动量变化量
C．延长鸡蛋与地面接触的时间 D．缩短鸡蛋与地面接触的时间
7．如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端与竖直墙壁接触，现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S，气体密度为，气体往外喷出的速度为，则气体刚喷出时钢瓶顶端对竖直墙的作用力大小是（ ）
A． B． C． D．
8．甲乙两个质量均为1kg的物块，在光滑的水平面上分别受到一个水平力作用，由静止开始加速，甲物块所受的力F随时间t的变化关系和乙物块所受的力T随位移x的变化关系如图所示，当水平力分别按各自的规律从0增大到10N的过程中，下列说法正确的是( )
A．当水平力均为10N时，甲和乙的动量均为10kgm/s
B．甲所受力F对物块的冲量为10Ns，乙所受力T对物块所做的功为10J
C．甲在此过程中的位移为10m
D．当水平力均为10N时，甲的动能为50J，乙的动量为
9．如图所示，可看作质点的物体从固定光滑斜面的顶端a以某初速度水平抛出，落在斜面底端b，运动时间为t，重力的冲量大小为I1，合外力做功为W1，若物体从a点由静止释放，沿斜面下滑，物体经过时间2t到达b，重力的冲量大小为I2，合外力做功为W2，不计空气阻力。下列判断正确的是（　　）
A．
B．
C．斜面与水平面的夹角为
D．物体水平抛出到达b点时速度方向与水平方向夹角为
10．如图所示，一小车静止在光滑水平面上，甲、乙两人分别站在左右两侧，整个系统原来静止，当两人同时相向走动时小车向左运动，下列说法正确的是（　　）
A．若甲乙质量相等，甲的速率一定大于乙的速率
B．若甲乙质量相等，甲的速率一定小于乙的速率
C．若乙的速率大，乙的质量一定大于甲的质量
D．若乙的速率大，乙的质量一定小于甲的质量
11．一个物体的质量是2 kg，沿竖直方向下落，以8 m/s的速度碰到水泥地面上，随后又以6m/s的速度被反弹回，若取竖直向上为正方向，则小球与地面相碰前的动量是_______kg·m/s，相碰后的动量是_______kg·m/s，小球的动量变化是_______kg·m/s．
12．起跳摸高是学生常进行的一项活动。某中学生质量80 kg，在一次摸高测试中，他跳起刚离地时的速度大小v＝3 m/s，离地后手指摸到的高度为2.55 m。 设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.2 s。不计空气阻力(g取10 m/ s2)。则上跳过程中他对地面平均压力的大小______________。
13．如图所示，将两条完全相同的磁铁（磁性极强）分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，方向水平向右，乙车速度大小为2m/s，方向水平向左，两车在同一直线上，当乙车的速度为零时，甲车速度为________m/s，方向________．
14．正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为V，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系．
15．有一个质量为0.5kg的弹性小球从的高度落到水平地板上，每一次弹起的速度大小总等于落地前速度大小的0.6倍，且每次球与地板接触时间相等，均为0.2s，空气阻力不计，重力加速度g取，求：
（1）球第一次与地板碰撞，地板对球的平均冲力为多少？
（2）球第一次和第二次与地板碰撞所受的冲量的大小之比是多少？
参考答案
1．A
【解析】
对妞妞下降过程有
得
规定向上为正向，由动量定理得
代入数据求得
A． 3000N与分析相符，故A正确；
B． 2880N与分析不符，故B错误；
C． 1440N与分析不符，故C错误；
D． 3220N与分析不符，故D错误；
故选：A。
2．B
【解析】
A．合外力对物体做功为0，物体动能不变，速度方向可能改变，它的动量可能要改变，故A错误；
B．由动量定理可知，合外力对物体冲量为0，则物体的动量不变，即物体的速度不变，所以物体的动能一定不变，故B正确；
C．做变速运动的物体，动能不一定变化，如匀速圆周运动的速度大小不变，动能不变，故C错误；
D．做变速运动的物体，速度一定变化，则物体的动量一定变化，故D错误。
故选B。
3．A
【解析】
A．由于小球与滑块在水平方向上不受外力作用，所以球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，故A正确；
B．当小球刚好到达B点时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，以小球的初速度方向为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律得
机械能守恒定律得
联立解得
所以当时，小球不能到达B点，故B错误；
C．小球在圆弧上运动的过程中，小球对滑块M的压力一直对滑块做正功，所以滑块动能一直增加，故C错误；
D．小球离开四分之一圆弧轨道时，在水平方向上与滑块M的速度相同，则球将从滑块的左侧离开滑块后返回时仍然回到滑块M上，不可能从滑块的左侧离开滑块，故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
由可知，女童落到肖奇老师手上的速度大小约为
由动量定理得
则有
解得
故选C。
5．B
【解析】
A．对小球进行受力分析，小球受到重力和铁丝的支持力，重力竖直向下，支持力垂直于切面向上，小球做圆周运动，重力与支持力的合力提供向心力，在运动过程中，有一瞬间重力的分量恰好提供全部的向心力，则此时铁丝对小球的支持力为零，故A错误.
BC．铁丝对小球的作用力方向与小球运动方向总是垂直，所以对小球的功为零，但冲量Ft不为零，故B正确，C错误。
D．小球下滑过程中速率增大，速度在竖直方向的分量先增大后减小，所以重力对小球做功的功率也是先增大后减小，故D错误.
6．C
【解析】
A．鸡蛋从同一高处无初速度落下，到达地面时的速度相同，则此时的动量也相同，故A错误；
B．鸡蛋落地时的速度相同，最后速度都变为0，则鸡蛋与地面接触过程中动量变化相同，故B错误；
CD．用材料包裹鸡蛋可使鸡蛋与地面接触到速度为0的时间变长，从而使鸡蛋受到的冲力减小，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
对喷出气体分析，设喷出时间为，则喷出气体质量为，由动量定理，有
其中F为瓶子对喷出气体的作用力，可解得
根据牛顿第三定律，喷出气体对瓶子作用力大小为F，再对瓶子分析，由平衡条件和牛顿第三定律求得钢瓶顶端对竖直墙壁的作用力大小也是F，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．BD
【解析】
由甲图可知，图线与t轴围成的面积表示冲量，则当水平力为F=10N时，冲量为，根据动理定理，得此时甲的动量为，则此时甲的速度为，则甲的动能为，因F是变力，故无法求出甲运动的位移；由乙图可知，图线与x轴围成的面积表示拉力T做的功，则当水平力T=10N时， 则拉力T做的功为，根据动能定理有：，解得：，此时乙的动量为，故AC错误，BD正确；故选BD.
9．ABC
【解析】
A．由冲量定义式可知，两次重力相同，则冲量之比等于时间之比，即为
故A正确；
B．物体两种状态从a到b，都只有重力做功，物体下落高度一致，故合外力做功相等，即
故B正确；
C．物体平抛落到b点的过程，运动时间为t，则斜面高度，物体沿斜面下滑，设斜面与水平面的夹角为θ，受重力、支持力作用，合外力为
运动时间为2t，则位移为
加速度为
则有
即
则有
解得
得
故C正确；
D．物体平抛落到b点的过程，水平位移为，竖直位移为，则有
那么，物体在b点的水平速度为v0，竖直速度为gt，所以，物体水平抛出到达b点时速度方向与水平方向夹角为
故D错误。
故选ABC。
10．AD
【解析】
甲乙两人及小车组成的系统不受外力，系统动量守恒，设向右为正方向，根据动量守恒定律得
即
可见甲的动量大于乙的动量
AB．若甲乙质量相等，甲的速率一定大于乙的速率，故A正确，B错误；
CD．由于甲的动量大于乙的动量，若乙的速率大，乙的质量一定小于甲的质量，故C错误，D正确。
故选AD。
11． -16 kg·m/s 12 kg·m/s 28 kg·m/s
【解析】小球与地面碰撞前的速度竖直向上，大小为8m/s，故，碰后动量，动量变化量为
12．2000
【解析】由动量定理：（F-mg）t=mv-0　
即：F=+mg
将数据代入上式可得：F=2000?N　
根据牛顿第三定律可知：人对地面的平均压力为：F′=F=2000?N．　
13．1 水平向右
【解析】
设向右为正方向，根据动量守恒定律得，解得=1m/s,方向向右．
14．
【解析】
一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为
其内的粒子在时间内有1/6与器壁S发生碰撞，碰壁粒子总数为
时间内粒子给器壁的冲量为
面积为S的器壁受到粒子压力为
器壁单位面积所受粒子压力为
15．（1）21N（2）5：3
【解析】
(1)球第一次与地板碰撞前的瞬时速度大小为
碰撞后的速度大小为
选竖直向上为正方向，由动量定理有
解得
(2)球第二次与地板碰撞前的瞬时速度的大小和第二次碰撞后的瞬时速度的大小的关系为
设两次碰撞过程中地板对球的冲量分别为、，选竖直向上为正方向，
由动量定理有
.
解得