2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 1.1动量和动量定理 课时练（word版含解析）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
1.1动量和动量定理课时练（解析版）
1．做匀速圆周运动的物体，下列物理量保持不变的是（　　）
A．动量 B．动能 C．合外力 D．加速度
2．如图所示，质量相同的两物体（可视为质点）处于同一高度，沿固定在地面上的光滑斜面下滑，自由下落，最后到达同一水平面，则上述运动过程中（　　）
A．重力对两物体做的功不同 B．重力对两物体的冲量相同
C．到达底端时两物体的动能相同 D．到达底端时重力对两物体的瞬时功率相同
3．高空坠物极易对行人造成伤害，若一枚的螺丝从一居民楼的18层窗外坠下，与地面的撞击时间约为，反弹高度可忽略。则该螺丝对地面产生的冲击力约为（　　）
A． B． C． D．
4．某物体在某一过程中的动量变化量为，则初、末两状态相比（　　）
A．该物体的动量一定减小 B．该物体的动量一定反向
C．该物体的动量可能增大 D．该物体的动量一定同向
5．一物体从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化如图所示，则该物体 （　　）
A．在1s末时运动方向发生改变
B．先做匀加速后做匀减速直线运动
C．1s~2s的平均速度大小大于3m/s
D．该物体在0~2s内受到合外力的冲量一定为4N·s
6．质量为m的物体静止在光滑水平面上。现在水平推力F作用下运动，推力随时间变化的规律如图所示。关于物体在0 – t1时间内的运动情况，描述正确的是（　　）
A．物体的速度先增大后减小
B．物体的速度一直增大
C．t1时物体速度大小为
D．该过程物体作匀变速运动
7．2021年3月1日，刑法修正案（十一）正式实施，高空抛物罪成为独立罪名，这对于有效防范和遏制高空抛物行为的发生，具有重要的警示意义。若一个100g的苹果从一高为45m的居民楼由静止坠下，与地面的撞击时间约为1.0×10-2s，则该苹果对地面产生的冲击力约为（g取10m/s2）（　　）
A．30N B． C．3×103N D．3×104N
8．相同杯子自同样高度落到地面或地毯时，落在地面上的杯子会破碎落在地毯上的杯子不会碎，关于该现象分析正确的是（　　）
A．落在地面上的杯子动量变化大
B．地面对杯子的力的冲量大
C．落在地毯上的杯子对地毯的冲量大
D．地毯与杯子作用时间长，作用力小些
9．来自路边高楼上的高空坠物常常会对行人造成伤害。设一个质量为20g的鸭蛋从16楼（离地高度约为45m）上由静止坠落，若鸭蛋与地面碰撞作用时间为3 × 10 - 3s，碰撞后鸭蛋碎裂，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则鸭蛋对地面的平均作用力约为其自身重力的（ ）
A．1000倍 B．3000倍 C．5000倍 D．10000倍
10．下列说法正确的是（　　）
A．机械能守恒时，物体只受重力和弹力作用
B．物体所受合力为零时，物体的机械能一定守恒
C．物体的动量变化越大，则它受到的合力就越大
D．物体的动量变化时，其动能不一定变化
11．如图所示，某学习小组用三个完全相同的小球A、B、C做如下的研究：A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿固定的光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动。三个小球从开始运动到落地前瞬间的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能的变化量相同 B．动量的变化量相同
C．重力的冲量相同 D．落地前瞬间重力的功率相等
12．质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上，随后以3m/s的速度反向弹回，若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为（ ）
A．10kg·m/s B． - 10kg·m/s
C．40kg·m/s D． - 40kg·m/s
13．如图所示，质量均为m=1kg的小物体A和B用轻绳连接，轻绳跨过倾角为30°的固定斜面顶端的定滑轮，滑轮左侧的轻绳方向与斜面方向平行，开始时用手托住A，B恰好位于斜面底端，A离地h=0.8 m。现静止释放A，在B沿斜面上滑的过程中，下列说法正确的是（已知A落地后不反弹，不计一切摩擦和空气阻力，g取10 m/s2）（　　）
A．物体A、B组成的系统机械能守恒
B．物体A落地前一瞬间的速度大小为4m/s
C．物体B的动量变化量的大小为2kgm/s
D．物体B沿斜面上滑的最大距离为1.2m
14．如图所示，是某学生练习用头颠球的示意图。足球由静止自由下落45cm被重新顶起，离开头部后沿着竖直方向上升的最大高度仍为45cm。足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度，不计空气阻力下列说法正确的是（　　）
A．头部对足球的平均作用力大小为28N
B．头部对足球的平均作用力大小为24N
C．头部对足球做的功为1.8J
D．头部对足球的冲量为2.4N·s
15．下列关于做匀速圆周运动的物体的说法正确的是（　　）
A．是匀变速曲线运动
B．动能保持不变，动量不断变化
C．在小于周期的一段时间内，合外力做功不为零
D．在小于周期的一段时间内，合外力的冲量不为零
16．如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度分别沿竖直向下和水平方向抛出，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（　　）
A．两个小球落地时，重力做功的瞬时功率相等
B．两个小球落地时的动量大小相等
C．从小球抛出到落地，两个小球动能增量相等
D．从小球抛出到落地，重力对两个小球的冲量大小相等
17．如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为、。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中，现将B竖直向上举高（未触及滑轮），然后由静止释放一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。，空气阻力不计求：
（1）物块B从释放到细绳刚绷直时的运动时间
（2）物块A上升的最大高度
18．质量的物体，在水平力的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间为，求：
（1）力在内对物体所做的功；
（2）力在内对物体所做的功的平均功率；
（3）内物体增加的动量大小。
19．“鸡蛋撞地球”挑战活动要求学生制作鸡蛋“保护器”装置，使鸡蛋在保护装置中从高处静止下落撞到地面而不破裂。某同学制作了如图所示的鸡蛋“保护器”装置，从高处静止下落到地面后瞬间速度减小为零，鸡蛋在保护器裝置中继续向下运动、用时静止而完好无损。已知鸡蛋在装置中运动过程受到恒定的作用力，且该装置含鸡蛋的总质量为，其中鸡蛋质量为，不计下落过程装置质量的变化，重力加速度为。求：
（1）装置落地前瞬间的速度；
（2）在下降过程，装置含鸡蛋所受阻力做的功；
（3）鸡蛋在向下运动过程，装置对鸡蛋的冲量。
20．质量为20g的小球，以20m/s水平速度与竖直墙壁碰撞后，仍以20m/s的水平速度反弹，在这个过程中，求：
（1）小球动量变化量；
（2）若小球和墙壁的作用时间为0.20s，则墙对小球的平均作用力的大小。
参考答案
1．B
【详解】
A．做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻变化，所以动量方向也发生变化。A错误；
B．做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，则动能不变。B正确；
C．做匀速圆周运动的物体，合外力方向时刻变化。C错误；
D．做匀速圆周运动的物体，加速度方向时刻变化。D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．重力做功只与高度有关，同质量的两物体从同一高度释放，重力做功相同。A错误；
B．重物从斜面下滑用时较长，所以重力的冲量较大。B错误；
C．根据机械能守恒，到达底端时两物体的动能相同。C正确；
D．到达地面时，两物体速度方向与重力方向夹角不同，根据瞬时功率公式得重力功率不同。D错误。
故选C。
3．B
【详解】
物体下落的过程为自由落体运动，则根据自由落体运动规律可知，一层楼的高度为左右，物体从18层窗户下落高度为
则由
得
根据动量定理
得
B正确
故选B。
4．C
【详解】
AC．物体的动量变化量为，说明动量的变化量与规定的正方向相反，但该物体的动量可能增大，也可能减小，故C正确，A错误；
BD．物体的动量变化与动量无关，物体的动量变化量为，表示动量的变化与规定的正方向相反，不表示物体的动量一定为负方向，或者一定为正方向，故BD错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．从图中看出物体先做加速度逐渐增大的加速运动，到1s时，加速度达到最大，此时运动方向没有发生改变，故A错误；
B．从图中看出物体先做加速度逐渐增大的加速运动，后做加速度逐渐减小的加速运动，故B错误；
C．根据图像可画出速度时间图像如图所示
假如1~2s做匀加速直线运动，则平均速度为
从图中可以看出实际的位移大于匀加速的位移，所以1s~2s的平均速度大小大于3m/s，故C正确；
D．缺少物体的质量m，无法计算冲量大小，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
AB．由于推力的方向和运动方向始终一致，因此物体始终做加速运动，速度一直增大，A错误，B正确；
C．在图像中，图像与时间轴围成的面积等于冲量的大小，根据动量定理
可得t1时物体速度大小为，C错误；
D．由于整个过程中，推力的大小发生变化，因此物体作变加速运动，D错误。
故选B。
7．B
【详解】
由运动学公式
代入数据解得落地时速度为
苹果落地时收到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正方向，由动量定理得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知苹果对地面产生的冲击力约为。
故选B。
8．D
【详解】
ABC．玻璃杯从同一高度掉下，与水泥地和地毯上接触前瞬间速度相同，动量相同，与水泥地和地毯上作用后速度均变为零，玻璃杯动量的变化相同；由动量定理可知，玻璃杯受到合外力的冲量相同，泥地和地毯对杯子的冲量相同，杯子对地毯和泥地的冲量相同。故ABC错误；
D．地毯柔软，与杯子的作用时间较长，根据动量定理，作用力小，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
鸭蛋从45m高处落下着地时的速度大小
v = = 30m/s
根据动量定理
(F - mg)t = mv（取向上为正）
求得
≈ 1000
故选A。
10．D
【详解】
A．机械能守恒时，物体一定只有重力或弹力做功，但不一定只受重力和弹力，故A错误；
B．物体所受的合力为零时，机械能不一定守恒，如竖直匀速下落的物体，合力为零，动能不变，重力势能减小，机械能减小，机械能不守恒，故B错误；
C．由可知，物体的动量变化越大，变化时间不确定，它受到的合力不一定大，故C错误；
D．物体的动量发生变化，可能是速度大小不变，方向变化，则其动能不变化，故D正确。
故选D。
11．A
【详解】
A．由于小球A、B、C三个小球从开始运动到落地前瞬间的过程中都只有重力做功，则根据动能定理可知，三个小球的动能的变化量相同，A正确；
B．A、B两物体到达底端时的速度大小相等而方向不同，物体速度不同，动量不相同，所以动量变化也不相同，B错误；
C．A、B两物体到达底端时的速度大小相等，但
aA = g，aB = gsinθ
则A、B两物体的重力的冲量不相同，C错误；
D．A做自由落体运动，C做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，A、C落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时的功率P = mgvy相同，B做沿斜面下滑，下滑到斜面底端的速度跟A落地时的速度相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于A的功率，D错误。
故选A。
12．D
【详解】
由题知，取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为
p = - mv′ - mv = 5 × ( - 3 - 5)kgm/s = - 40kgm/s
故选D。
13．D
【详解】
A．静止释放A，在B沿斜面上滑的过程中，A落地前物体A、B组成的系统机械能守恒，A落地后不反弹，则A的机械能发生变化，所以物体A、B组成的系统机械能不守恒，A错误；
B．设物体A落地前一瞬间的速度为 ，根据机械能守恒
解得
B错误；
C．静止释放A，在B沿斜面上滑的过程中，最终B升到最高点速度为零，则物体B的动量变化量的大小为零，C错误；
D．物体A落地，B物体的机械能守恒，设在斜面上滑的最大距离为L，则
解得
所以物体B沿斜面上滑的最大距离为
D正确。
故选D。
14．A
【详解】
AB．由自由落体位移公式可得
解得落至头部的速度大小为
同理可知，离开头部的速度大小也为3m/s，在与头部相互作用的过程中，以向上为正方向，由动量定理可得
解得
A正确，B错误；
C．由于头部对足球的力的作用点在竖直方向的位移为零，故做功为零，C错误；
D．头部对足球的冲量为
D错误。
故选A。
15．BD
【详解】
A．匀速圆周运动的加速度（向心加速度）方向始终指向圆心，故匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，A错误；
B．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故动能（标量）保持不变，动量（矢量）不断变化，B正确；
C．由于动能保持不变，故在小于周期的一段时间内，合外力做功为零，C错误；
D．由于在小于周期的一段时间内，动量发生变化，由动量定理可知，合外力的冲量不为零，D正确。
故选BD。
16．BC
【详解】
AD．竖直下抛的小球由运动学公式可得
平运动的小球竖直方向做自由落体运动，可得
对比两个式子可得
可得两小球不是同时落地，由冲量的定义式
可知重力对两个小球的冲量大小不相等，故AD错误；
BC．两小球在运动过程中都只有重力做功，且高度相等，所以由动能定理得
得动能的增加量相等，落地速度
可得落地时速度大小相等，由动量表达式
可得动量的大小相等，故BC正确。
故选BC。
17．（1）；（2）
【详解】
（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有
解得
（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为，有
细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，由动量定理对A有
对B有
绳子绷直瞬间，A、B获得的速度大小为
细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有
解得初始时B离地面的高度
18．（1）W＝54J；（2）P=18W；（3）
【详解】
（1）对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、恒力F三个力的作用，合外力为F，根据牛顿第二定律可得物体的加速度为
a==2m/s2
则物体在3s内的位移为
x==9m
所以力F做的功为
W＝Fs＝6×9J＝54J
（2）力F在3s内的平均功率为
P==18W
（3）物体在第3s末的速度为
v＝at＝2×3m/s＝6m/s
内物体增加的动量大小为
19．(1)6m/s；(2) 9.84J；(3)
【详解】
(1)根据题意可知装置落地前瞬间与鸡蛋的速度相同且为v，根据运动学公式
代入数据解得
(2)以装置含鸡蛋为研究对象且质量为M，根据动能定理有
代入数据解得
(3)以鸡蛋为研究对象，向上为正方向，根据动量定理
代入数据解得
20．（1）；（2）4N
【详解】
（1）取小球原速度方向为正方向，则
“－”号表示与原速度方向相反。
（2）对小球与墙壁作用过程由动量定理得
－Ft=
代入数据解得
F=4N