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 同步训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
1.1动量和动量定理同步训练（解析版）
1．下列解释正确的是（　　）
A．易碎物品运输时要用柔软材料包装，这样做是为了减小物品的动量
B．消防员进行翻越障碍物训练时，落地总要屈腿，这样可以减少人的动量变化量
C．运动员在跳高时，要落到沙坑里或海绵上，是为了延长着地过程的作用时间减小作用力
D．从同一高度落下的玻璃杯，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
2．如图所示，水平面上固定有倾角分别为和的两个高度均为的光滑斜面，。将质量分别为和的两个小物块（均可视为质点）从两斜面的顶点由静止滑下，。下列说法正确的是（　　）
A．两个小物块滑到斜面底端时的速度大小相等
B．两个小物块滑到斜面底端时受到的重力的功率相等
C．两个小物块滑到斜面底端时的动能相等
D．两个小物块滑到斜面底端时的动量大小相等
3．如图所示，质量为m、速率为的小球沿光滑水平面向左运动，与墙壁发生碰撞后，以的速率沿水平方向向右运动，则碰撞过程中小球的动量变化量大小为（　　）
A． B． C． D．0
4．一物体在水平恒力的作用下沿水平面运动，在时刻撤去力，其图像如图所示，已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，若力做的功为，则物体运动过程中的最大动量为（　　）
A． B． C． D．
5．高空坠物极易对行人造成伤害。若一个的鸡蛋从一居民楼的层坠下，与地面的碰撞时间约为，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，一弹簧正好处于自然长度，另一质量为小球自点（刚好与弹簧相接触，但无作用力）由静止开始往下运动，某时刻速度的大小为，方向向下。经时间，小球的速度方向变为向上，大小仍为。忽略空气阻力，重力加速度为，则在该运动过程中小球所受弹簧弹力的冲量（　　）
A．大小为，方向向上 B．大小为，方向向下
C．大小为，方向向上 D．大小为，方向向下
7．2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，中国首次着陆火星任务取得圆满成功。“天问一号”着陆器在动力减速阶段80s内速度从95m/s降到6m/s以下，已知着陆器总质量约为，火星表面的重力加速度为，则在该过程中，喷射的燃料对着陆器的平均作用力约为（ ）
A． B．
C． D．
8．2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步。太空探测器常装配离子发动机，其基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出，从而为探测器提供推力，若某探测器质量为，离子以速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，流量为（单位为），则探测器获得的平均推力大小为（　　）
A． B． C． D．
9．如图甲所示，质量为弹性小球从地面上方某一高度由静止开始下落，地面的风洞提供竖直向上的风力，小球与地面碰撞的时间忽略不计，弹起后上升到某一高度，规定竖直向下为正方向，此过程的图像如图乙所示，碰撞前的速度的大小大于碰撞后的速度的大小，下降、上升的时间分别为、，地面对小球的弹力远大于重力与风力，空气对小球的阻力忽略不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A．下降过程重力的功一定大于上升过程小球克服重力的功
B．整个过程，重力的冲量
C．小球的速度为时，图像斜率为，则此时的风力大小为
D．小球与地面碰撞过程，动量变化量的大小
10．如图所示，一个质量为0.05kg的网球，以30m/s的水平速度飞向球拍，被球拍打击后反向水平飞回，速度大小变为50m/s，设球拍与网球的作用时间为0.01s。下列说法正确的是（　　）
A．网球的动量变化了1kg?m/s
B．球拍对网球的平均作用力大小为100N
C．网球的机械能变化了85J
D．球拍对网球做的功为40J
11．空气阻力是空气对前进中的物体形成的一种反向作用力，其大小与物体速度有关。质量m=1kg的物体由静止开始下落，其所受阻力（v是物体下落速度），经过1s物体达到最大速度，重力加速度g=10m/s2。则0～1s内物体的位移大小为（　　）
A．1m B．1.6m C．1.8m D．2.0m
12．如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以80km/h的速度撞向刚性壁障，汽车速度瞬间减为0。同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（　　）
A．安全气囊减少了碰撞过程中模型人的受力时间
B．安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量
C．安全气囊减小了碰撞过程中模型人的动能变化量
D．不论安全气囊是否弹出、碰撞过程中模型人的动量变化量不变
13．一质量为的质点从静止开始沿某一方向做匀变速直线运动，它的动量随位移变化的关系式为，则此质点（　　）
A．加速度为
B．内受到的冲量为
C．在相同时间内，动量的增量一定相等
D．通过相同的距离，动量的增量也可能相等
14．如图所示，质量为M的小车在光滑的水平面上以速度v0向右匀速运动，一质量为m的小球（m<A．0 B．v0 C． D．
15．如图所示，某运动员练习射箭时，站在同一位置先后水平射出两只相同的箭，射中箭靶上同一竖直线上两点，A箭与竖直方向的夹角为，B箭与竖直方向的夹角为。已知箭飞行时，箭头的指向与箭的运动方向相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两箭的初速度大小之比为
B．A、B两箭运动的时间之比为1：3
C．A、B两箭下落的高度之比为1：3
D．A、B两箭动量的增量之比为
16．一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为。假设地面对篮球的作用力为恒力，作用时间为；重力加速度大小取，不计空气阻力。求：
（1）篮球触地前后的动量变化量的大小；
（2）地面对篮球的冲量。
17．2021年5月9日，云南大理发生森林火灾，现有一灭火直升机执行灭火任务，直升机需到水源区取水运至火场灭火，水桶质量为m0，桶中水的质量为m，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）如图甲所示，取水过程吊绳拉力恒为T，经过时间t将水桶以速度v提出水面，求此过程中浮力的冲量大小；
（2）如图乙所示，直升机沿水平方向匀加速飞往火场机载显示器显示加速度大小恒为a，求运水过程中吊绳的拉力大小；
（3）如图丙所示，直升机到达火场后对某一火情点施定点灭火，直升机悬停在火情点正上方，保持升力不变打开水桶阀门，水迅速落下，当水下落高度为H时，飞机上升了h，求直升机的升力大小。
18．质量为1 kg的物体在倾角为30°的光滑斜面顶端由静止释放，斜面高5 m，求物体从斜面顶端滑到底端的过程中重力的冲量为多少？物体的动量变化量为多少？（g取10 m/s2）
19．一个铁球，从静止状态由10 m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s，该铁球的质量为336 g，求：
（1）从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？
（2）从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？
（3）泥潭对小球的平均作用力为多少？（保留两位小数，g取10 m/s2）
20．人们常说“滴水能穿石”。一瀑布落差为h=20m，水流量为Q=0.20m3/s，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零（落在石头上的水立即流走，石头对水作用时不考虑水的重力，g取10m/s2）。求水对石头的冲击力的大小。
参考答案
1．C
【详解】
A．由
可知，动量变化相等时，时间越长，力F越小，因此易碎品运输时要用柔软材料包装，是为了延长作用时间以减小作用力，故A错误；
B．消防员进行翻越障碍物训练时，落地时的速度一定，则人的动量变化一定，屈腿是延长时间，可以减小人所受到的平均冲击力，故B错误；
C．跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间，减小运动员所受到的平均冲力F，故C正确；
D．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，则动量的变化快，根据动量定理知，相互作用力大，掉在草地上的杯子动量变化慢，相互作用力小，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．物体在斜面上下滑过程，由动能定理得
解得
两个小物块滑到斜面底端时的速度大小相等，A正确；
B．设任一斜面的倾角为θ，物体滑到斜面底端时重力所做功的功率
，速度大小相同，，两个小物块滑到斜面底端时受到的重力的功率不相等，B错误；
C．物体在斜面上下滑过程，由动能定理得
质量不同，动能不同，C错误；
D．根据
质量不同，速度大小相同，所以两个小物块滑到斜面底端时的动量大小不相等，D错误。
故选A。
3．A
【详解】
向右为正方形，根据
碰撞过程中小球的动量变化量大小。
故选A。
4．B
【详解】
整个过程中由动能定理
其中
解得
F=3μmg
则最大动量
故选B。
5．B
【详解】
7层楼高度大约20m，根据
可得鸡蛋落地时的速度
根据动量定理
可得鸡蛋对地面产生的冲击力约为
故选B。
6．C
【详解】
规定向上为正方向，根据动量定理得
解得
方向向上；
故选C。
7．B
【详解】
根据动量定理有
( - F + mg)t = mv′ - mv（取“天问一号”速度的方向为正）
代入数据有
F = - 3.39 × 103N
故选B。
8．A
【详解】
在时间内喷出的离子质量
根据动量定理有
解得
故选A。
9．C
【详解】
A．由于上升和下降过程中风力大小不确定，则物体下落的高度和反弹上升的高度大小不确定，无法比较下降过程重力的功和上升过程小球克服重力的功的大小，故A错误；
B．整个过程，重力的冲量为
故B错误；
C．小球的速度为时，由牛顿第二定律得
解得
故C正确；
D．小球与地面碰撞过程，动量变化量为
大小为。故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．网球的动量变化了
选项A错误；
B．根据动量定理
解得球拍对网球的平均作用力大小为
选项B错误；
CD．网球的机械能变化了
即球拍对网球做的功为40J ，选项C错误，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
物体达到最大速度时，有
mg=f=5v
解得
v=2m/s
根据动量定理可得
联立解得
x=1.6m
故选B。
12．D
【详解】
A．安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间。A错误；
B．根据动量定理，安全气囊没有改变碰撞过程中模型人受到的冲量。B错误；
C．安全气囊没有改变碰撞过程中模型人的动能变化量。C错误；
D．不论安全气囊是否弹出、碰撞过程中模型人的动量变化量不变。D正确。
故选D。
13．ABC
【详解】
A．根据题意可知
，
解得
根据动量随位移变化的关系式可得
故A正确；
B．由于质点做匀变速直线运动，根据牛顿第二定律可知
故B正确；
CD．由于质点做匀变速直线运动，加速度恒定，合力恒定。根据动量定理可知，在相同时间内，动量的增量一定相等。由于通过相同的距离所用的时间不相等，所以动量的增量不相等。故C正确，故D错误。
故选ABC。
14．BD
【详解】
该题需要分以下两种情况进行分析：
①小球离开小车之前已经与小车达到共同速度v，则水平方向上动量守恒，有：
Mv0=（M+m）v
由于M?m，所以
v=v0
②若小球离开小车之前始终未与小车达到共同速度，则对小球应用动量定理，水平方向上有：
Fμt=mv′
小球反弹后上升的高度为h，则反弹的速度为v，以向上为正方向，竖直方向上有：
FNt=m?v-m（-v）=
又??
Fμ=μFN
解得

故选BD。
15．AC
【详解】
C．设水平位移大小为x，作出两箭射中靶子的速度方向的反向延长线，交于同一点，根据平抛运动规律可知，该点位于水平分位移的中点，则
联立解得
故C正确；
B．由
得A、B两箭运动的时间之比为
故B错误；
A．由
得A、B两箭的初速度大小之比为
故A正确；
D．由动量定理
得A、B两箭动量的增量之比为
故D错误。
故选AC。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）设篮球触地前后速度分别为和，由机械能守恒定律得
则
竖直向下
则
竖直向上
解得
（2）取向上为正方向，由动量定理得
解得
地面对篮球的冲量方向竖直向上
17．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）设向上为正方向，根据动量定理
则浮力的冲量大小
（2）吊绳的拉力
（3）设直升机的质量为M，直升机悬停时，升力F，则
当水下落高度为H时
飞机上升了h
飞机上升时，根据牛顿第二定律
由以上解得
18．20 N·s，方向竖直向下；10 kg·m/s，方向沿斜面方向向下
【详解】
物体受重力mg和支持力FN的作用，设物体到达斜面底端的速度为v，对物体由动能定理有
解得
物体的动量变化量为
Δp＝mv－0＝10 kg·m/s，方向沿斜面方向向下
物体运动的时间为
由冲量定义可知，重力冲量为
IG＝mgt＝20 N·s，方向竖直向下
19．（1）4.75 N·s；（2）6.10 N·s；（3）15.25 N
【详解】
（1）小球自由下落10 m所用的时间是
重力的冲量
方向竖直向下；
（2）设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得
泥潭的阻力F对小球的冲量
方向竖直向上；
（3）由
得
20．4×103N
【详解】
水在下落过程中，根据动能定理得
可求得水下落20m时的速度
设极短时间t内落至石头上的水的质量为m，则
m=Qtρ
设石头对水的平均作用力为F，根据动量定理得
Ft=mv
联立并代入数据得
F=4×103N
由牛顿第三定律得水对石头的冲击力大小为
F′=F=4×103N