（全國通用版）2018-2019高中物理 第十六章 動量守恒定律 第2節(jié) 動量和動量定理課時作業(yè) 新人教版選修3-5.doc

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第十六章　第二節(jié)　 動量和動量定理 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(河南省信陽市2016～2017學(xué)年高二下學(xué)期期中)物體的動量變化量的大小為5kgm/s，這說明(　D　) A．物體的動量在減小 B．物體的動量在增大 C．物體的動量大小一定變化 D．物體的動量大小可能不變 解析：物體的動量變化量的大小為5kgm/s，動量是矢量，動量變化的方向與初動量可能同向、可能反向、也可能不在同一條直線上，故物體的動量的大小可能增加、可能減小，也可能不變，故D正確，A、B、C錯誤。故選D。 2．(山西省懷仁縣八中2016～2017學(xué)年高二下學(xué)期期中)運(yùn)動員向球踢了一腳(如圖)，踢球時的力F＝100N，球在地面上滾動了t＝10s停下來，則運(yùn)動員對球的沖量為(　D　) A．1000Ns B．500Ns C．零 D．無法確定 解析：滾動了t＝10s是地面摩擦力對足球的作用時間。不是踢球的力的作用時間，由于不能確定人作用在球上的時間，所以無法確定運(yùn)動員對球的沖量。 3．質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動，其速度圖象如圖所示。則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是(　D　) A．10Ns,10Ns B．10Ns，－10Ns C．0,10Ns D．0，－10Ns 解析：由圖象可知，在前10s內(nèi)初、末狀態(tài)的動量相同，p1＝p2＝5kgm/s，由動量定理知I1＝0；在后10s內(nèi)末狀態(tài)的動量p3＝－5kgm/s，由動量定理得I2＝p3－p2＝－10Ns，故正確答案為D。 4．古時有“守株待兔”的寓言，設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力時即可致死。若兔子與樹樁發(fā)生碰撞，作用時間為0.2s，則被撞死的兔子的奔跑的速度可能是(　CD　) A．1m/s B．1.5m/s C．2m/s D．2.5m/s 解析：根據(jù)題意建立模型，設(shè)兔子與樹樁的撞擊力為F，兔子撞擊后速度為零，根據(jù)動量定理有Ft＝mv，所以v＝＝＝gt＝100.2m/s＝2m/s。 5．(河南省安陽市三十六中2016～2017學(xué)年高二期中)從同一高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在軟泥的地上不易碎。這是因?yàn)?　CD　) A．掉在水泥地上，玻璃杯的動量大 B．掉在水泥地上，玻璃杯的動量變化大 C．掉在水泥地上的玻璃杯動量改變快，掉在軟泥地上的玻璃杯動量改變慢 D．掉在水泥地上，玻璃杯受到的沖量和掉在軟泥地上一樣大，但與水泥地的作用時間短，因而受到水泥地的作用力大 解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和軟泥地上時的速度相同，動量相同，故選項(xiàng)A錯誤；最后速度減為零，動量變化量相同，故選項(xiàng)B錯誤；由動量定理可知落在水泥地上作用時間短，受到的作用力大，故選項(xiàng)C、D正確。 二、非選擇題 6．在水平力F＝30N的作用下，質(zhì)量m＝5kg的物體由靜止開始沿水平面運(yùn)動。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，若F作用6s后撤去，撤去F后物體還能向前運(yùn)動多長時間才停止？(g取10m/s2) 答案：12s 解析：用動量定理求解，研究全過程。選物體作為研究對象，研究整個運(yùn)動過程，這個過程的始、終狀態(tài)的物體速度都等于零。 取水平力F的方向?yàn)檎较?，根?jù)動量定理得 (F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0 解得t2＝t1＝6s＝12s。 7．一個質(zhì)量為m＝0.4kg的足球以10m/s的速度水平飛向球門。守門員躍起用雙拳將足球以12m/s的速度反方向擊出，守門員觸球時間約為0.1s，問足球受到的平均作用力為多大？方向如何？ 答案：88N，方向與原來速度方向相反 解析：選定足球原運(yùn)動方向?yàn)檎较?。根?jù)動量定理Δt＝p′－p，這里為足球在水平方向受到的平均作用力，Δt為擊球的時間，p′為擊球后足球的動量，p為足球原來的動量。設(shè)足球的質(zhì)量為m，擊球先、后的速度分別為v和v′，于是可得到＝＝＝＝N＝－88N。 可見，足球受到的平均作用力為88N，方向與原來速度方向相反。 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4～5題為多選題) 1．(山東省濟(jì)寧市2017～2018學(xué)年高三上學(xué)期期末)質(zhì)量相同的子彈、橡皮泥和鋼球以相同的水平速度射向豎直墻壁，結(jié)果子彈穿墻而過，橡皮泥粘在墻上，鋼球被彈回。不計空氣阻力，關(guān)于它們對墻的水平?jīng)_量的大小，下列說法正確的是(　A　) A．子彈對墻的沖量最小 B．橡皮泥對墻的沖量最小 C．鋼球?qū)Φ臎_量最小 D．子彈、橡皮泥和鋼球?qū)Φ臎_量大小相等 解析：由于子彈、橡皮泥和鋼球的質(zhì)量相等、初速度相等，則它們動量的變化量：ΔP＝mv－mv0，子彈穿墻而過，末速度的方向?yàn)檎?；橡皮泥粘在墻上，末速度等?；鋼球被以原速率反向彈回，末速度等于－v0, 可知子彈的動量變化量最小，鋼球的動量變化量最大。由動量定理：I＝ΔP，所以子彈受到的沖量最小，鋼球受到的沖量最大。由牛頓第三定律可知，子彈對墻的沖量最小，鋼球?qū)Φ臎_量最大。故選A。 2．如圖所示，一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上，當(dāng)以速度v抽出紙條后，鐵塊掉在地上的P點(diǎn)，若以2v速度抽出紙條，則鐵塊落地點(diǎn)為(　B　) A．仍在P點(diǎn) B．在P點(diǎn)左邊 C．在P點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處 D．在P點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處 解析：以v或2v抽紙條時，紙條給鐵塊的摩擦力不變，以2v抽紙條時，紙條對鐵塊的作用時間短，對鐵塊的沖量小，鐵塊獲得的速度小，根據(jù)平拋知識可知它的水平射程短，所以落點(diǎn)在P點(diǎn)的左邊。 3．(山東濰坊市2016～2017學(xué)年高三模擬)高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動)。此后經(jīng)歷時間t安全帶達(dá)到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(　A　) A．＋mg B．－mg C．＋mg D．－mg 解析：對人與安全帶作用的過程應(yīng)用動量定理，則有(F－mg)t＝0－m，解得F＝＋mg，故A正確。 4．(河北省衡水中學(xué)2016～2017學(xué)年高二下學(xué)期期中) “蹦極”是勇敢者的運(yùn)動，如圖所示為蹦極運(yùn)動過程的示意圖。某人身系彈性繩自高空p點(diǎn)自由下落，其中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置，c是人所能到達(dá)的最低點(diǎn)，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置。若不計空氣阻力，則下列說法正確的是(　AC　) A．人和彈性繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．從a至c的過程中重力的沖量大小大于彈性繩的沖量大小 C．從p至c的過程中重力所做的功等于人克服彈力所做的功 D．從a至c的過程中人的動量一直減小 解析：人下落過程只有重力和彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A、C正確；由(mg－)Δt＝0－mva 得Δt＞mgΔt，故B錯誤；a至c過程中人的動量是先增大后減小，D錯誤。 5．靜止在光滑水平面上的物體，受到水平拉力F的作用，拉力F隨時間t變化的圖象如圖所示，則下列說法中正確的是(　BCD　) A．0～4s內(nèi)物體的位移為零 B．0～4s內(nèi)拉力對物體做功為零 C．4s末物體的動量為零 D．0～4s內(nèi)拉力對物體的沖量為零 解析：由圖象可知物體在4s內(nèi)先做勻加速后做勻減速運(yùn)動，4s末的速度為零，位移一直增大，A錯；前2s拉力做正功，后2s拉力做負(fù)功，且兩段時間做功代數(shù)和為零，故B正確；4s末的速度為零，故動量為零，故C正確；根據(jù)動量定理，0～4秒內(nèi)動量的變化量為零，所以拉力對物體的沖量為零，故D正確，故選B、C、D。 二、非選擇題 6．2017年10月在長深高速公路上，一輛轎車強(qiáng)行超車時，與另一輛迎面駛來的轎車來相撞，兩車相撞后，兩車車身因相互擠壓，皆縮短了0.5m，據(jù)測算兩車相撞前速度約為30m/s。則： (1)試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量為約60kg的人受到的平均沖力是多大？ (2)若此人系有安全帶，安全帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s，求這時人體受到的平均沖力為多大？ 答案：(1)5.4104N　(2)1.8103N 解析：(1)兩車相撞時認(rèn)為人與車一起做勻減速運(yùn)動直到停止，位移為0.5m。設(shè)運(yùn)動的時間為t，根據(jù)s＝t， 得t＝＝s。 根據(jù)動量定理Ft＝Δp＝mv0， 得F＝＝N＝5.4104N。 (2)若人系有安全帶，則F′＝＝N＝1.8103N。 7．2010年1月4日，828米高的全球最高樓——哈里發(fā)大樓(此前稱為“迪拜塔”)舉行了落成啟用典禮，如圖所示。風(fēng)速曾是修建的關(guān)鍵，一旦風(fēng)速超過每秒70米，就必須停止施工，假設(shè)風(fēng)速以v＝70m/s的速度推進(jìn)，空氣的密度ρ＝1.3kg/m3，建筑工人的高度h＝1.7m，平均寬度d＝25cm，風(fēng)遇到建筑工人后的速度可認(rèn)為是零，由此估算大風(fēng)對建筑工人的沖擊力為多少？ 答案：2 707N 解析：1s內(nèi)，撞擊建筑工人的大風(fēng)的質(zhì)量為： m＝ρSvt 知S＝hd 又因?yàn)榇箫L(fēng)末速度為零，水平方向只受建筑工人對風(fēng)的阻力作用 所以：Ft＝mv 綜合以上三式并代入數(shù)據(jù)可得：F＝ρv2hd＝2 707N 即大風(fēng)對建筑工人的沖擊力2 707N。