1.2动量定理练习（word版含答案）.docx

人教版（2019）选择性必修一 1.2动量定理一、单选题1 ,将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取10m/s2,以下判断正确的是（）A.小球从被抛出至到达最高点受到的冲量大小为10N-SB.小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为零C.小球从被抛出至落回出发点受到的冲量大小为10N-SD.小球从被抛出至落回出发点动量的变化量大小为10N-S2.如图所示的摩天轮是人们喜爱的游乐设施，可以从高处欣赏城市及自然风光。一质 量为80kg的人乘坐该摩天轮，若该摩天轮的直径约为125m,运行一周约需30min, 以下说法正确的是（）A.摩天轮的线速度大小约为0.40m/sB.摩天轮的向心加速度大小约为7.6xl（T4 mzs2C.随轿厢转一周过程中，人的机械能守恒 D.随轿厢转一周，人的重力的冲量为零3. 一质量为2kg的物块在合外力产的作用下从静止开始沿直线运动。尸随时间，变化的图线如图所示，则（）fF/N2；1- 1I01'11>1 ：2 3：4 t/s-1J:A. U2s时物块的速率为lm/sB. Z=2s时物块的速率为4m/sC. /=3s时物块的速率为1.5m/sD. u3s时物块的速率为lm/s4.质量为2kg的弹性小球以5m/s的速度垂直砸向地面，然后以同样大小的速度反弹v = gt = 3m/s重力的冲量I = mgt = 1.5N-S方向竖直向下，故B正确；C.由动量定理，自由下落阶段动量变化率等于重力的冲量，等于L5N.s=L5kg.m/s,故C 错误；D.由于小钢球在空中只运动了 0.3s,所以Is末是静止状态，其动量为零，故D错误。 故选Bo8. C【详解】设飞行器对水的作用力为尸，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的作用力的大小也等于 对飞行器，根据平衡条件有F = Mg设水喷出时的速度为也 在时间，内喷出的水的质量为Am = pV = 2pSvt又有7i d28 =4对喷出的水应用动量定理有Ft =联立代入数据解得v«7.6m/s故ABD错误C正确。故选C。9. B【详解】 由图片估算子弹与扑克牌的长度比例为1： 4,则扑克牌的长度大约为8cm,子弹的速度答案第4页，共12页子弹与墙作用过程受墙的作用力为凡 由动量定理F Ni =耶解得厂 O-mv -0.05x1000 _ T _ in4 KTF =N = -5xl0 Nt l0-3由牛顿第三定律可在对墙的作用力约为5x1()4n。故B正确。故选B。10. C【详解】以物体为研究对象，以物体的初速度方向为正方向，由动量定理得I = p-mv则物体末动量p = / + mv - 15N-s + 5kg x 5m/s = 40kg m/s故选Co11. c【详解】AB.第Is内F=20N第2、 3s内F = -lON物体先加速、后减速，在3s内的冲量为Z = 20xlN-s-l0x2N-s = 0根据动量定理1 = N)前3s内，动量的变化量为零，在第3s末速度为零，又因为物体速度方向未发生改变，所以物体的位移不为零，故AB错误；C.由于初速度和末速度都为零，因此动能变化量也为零，故C正确；D.但物体的重力势能是否改变不能判断，因此物体的机械能是否改变不能确定，故D错答案第5页，共12页、口厌。故选C。12. B子弹在A中运动时，A、B 一起向前运动，具有相同的运动速度，对整体应用动量定理可 避开A、B间的未知作用力，可以求解A、B分开时的速度，分开后再对B单独应用动量 定理可求得子弹穿出后B的速度。【详解】子弹在A中穿过时，以A、B为研究对象，规定向右为正方向，根据动量定理可得A =（仍+加2）匕解得町+ m2之后A的速度保持力不变，子弹进入木块B后，以B为研究对象，根据动量定理可得ft2 - m2v2 - m2Vj解得岭+区mx + m2 m2故选Bo13. D【详解】AB.拉力/对物体的冲量大小为巾，选项AB错误；C.由平衡可知，摩擦力为f=FcosO则摩擦力对物体的冲量大小为/尸 FtcosO选项C错误；D.因物体匀速运动，则合外力为零，则合外力对物体的冲量大小为零，选项D正确。答案第6页，共12页故选Do 14. C【详解】A.任子威和武大靖受到的推力大小相等反向相反，但是质量不同因此加速度大小不同，A 错误；B.任子威对武大靖的冲量与武大靖对任子威的冲量大小相等，方向相反，B错误；C.根据动量定理，动量的变化量等于冲量，任子威和武大靖的动量变化量的方向相反， 所以任子威和武大靖的动量变化量一定不相同，c正确；D.因为推力做功，任子威和武大靖组成的系统机械能一定增加，D错误。故选Co15. C【详解】25层高约为70m,瓷砖碎片近似自由落体v2 = 2 gh由动量定理有(F-mg)t = mv解得F = 2x103N由牛第三定律可知瓷砖碎片对地面产生的冲击力F =2x103N故选C。16. -2mv -2mv【详解】1.以初速方向为正，当物体转过的角度为时，速度变为7,则此过程中物体动量的变 化A/? = m(-v) - mv = -2mv ；答案第7页，共12页2.匀速圆周运动物体，合外力等于向心力；据动量定理可得，向心力的冲量I =邸=-2mv .点睛：动量是矢量，计算动量变化时应遵循平行四边形定则.417.2.25W 一5【详解】1 01s,物体的加速度解得位移外力做的功1S末速度12s,物体的加速度解得位移外力做的功。2s内外力的平均功率F、= maxax - 2m/s2叱=4 .再=2JV1 = a/ = 2m/sF2 = ma2a2 = Im/si 2x2 = 2.5m2%=2.5JP = W+%=2.25WA +/2答案第8页，共12页根据动能定理W = AEk可得第1s内与第2s内质点动能增加量之比A昂 J = 4% W2 518. mgt或产或形西诏或【详解】根据动量定理得，合力的冲量等于动量的变化量，所以在这段时间内物体动量变化量的大小为p = mgt又因为物体做平抛运动，在竖直方向上则有712h=-gt可得2gt = t所以有a2mh= mgt =t末位置的动量为机乙 初位置的动量为 2%,根据三角形定则，知动量的变化量的大小为= mvy = myjv2 - v1 = m12gh19. 14007700【详解】川根据科二2"得，运动员落地时的速度为v =个2gh=J 2 x 10 x 5mzs= 1 Om/s规定向上为正方向，根据动量定理得（F； - mg） tj=O - mv代入数据有答案第9页，共12页(F/ - 700) xl=0- 70x ( - 10)解得F7=1400N.落在沙坑中，根据动量定理得(/2 - mg) ?2=0 - mv代入数据有(F2 - 700) x0.1=0 - 70x ( - 10)解得F2=7700N.20. 巡塔2 N qS【详解】直升机悬停时受到的升力设螺旋桨作用于空气后空气的速度为也很短的时间加内螺旋桨推动空气的质量Nm=pSvNt对于机的空气，有由动量定理有F'Nt=bmv设发动机的功率为P,由动能定理有联立解得21. (1) 480N-S； (2) 1920Jo【详解】答案第10页，共12页(1)在滑雪者滑到坡道底端的过程中mg sin 0 - /.img cos 0 = ma解得a = 4m/s2到达底端速度v2 = 2aL滑雪者所受合力的冲量/ = mv-0 = 480N-s(2)滑雪者滑行时间与空载相比电动机多消耗的电能等于克服摩擦力做功E = jumg %，cos 0 = 1920J22. 0.25N【详解】设雨滴受到支持面的平均作用力为凡 设在。时间内有质量为Am的雨水的速度由v=10m/s减为零，不计雨滴的重力，以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理F = 0 = (/) = mv AmvF =Ar设水杯横截面积为S,对水杯里的雨水，在加时间内水面上升则有Am = pSbhFpSvt压强为Fp-pv=1x103x10x I"1。N/m2=0.25N/m2t10x6023. (1) 0.03N； (2)见解析；(3) lxlO9N答案第11页，共12页【详解】（1）撞击前，水滴的速度为心则v2 = 2gh解v = 10m/s撞击过程，对水滴由动量定理-FA/ = 0mv解得F = 0.03N根据牛顿第三定律，水滴对石板的作用力也为0.03N（2）考虑空气阻力时，由于空气阻力与雨滴速度的平方成正比，设雨滴半径为一，收尾速度为v,贝1J43 I 27lrg = kvm二卜力g，3w V 3k实际观察中发现雨滴半径很小，收尾速度外也不大，由图像可知，从高20m的楼檐与高 2000m的云层底部由静止落下的水滴，末速度都约为12m/s,根据动量定理，水滴对石板 的作用力大小没有明显差异（3）设水流的横截面积为S,单位面积上的力为F，,水的密度为心 v =1000m/s,在时 间加内，由动量定理-F SA/ = 0-pSv AZv解得F = pv代入数据得，单位面积上的作用力大小为1X109N答案第12页，共12页回来，与地面接触时间。= 0s,关于小球与地面的碰撞过程中，下列说法正确的是A.小球动量的变化量为0B.小球的加速度为0C.小球所受合外力的冲量大小为20NsD.地面对小球的冲量大小为20Ns5.汽车安全性能是汽车品质的重要指标。当汽车以50km/h左右的速度撞向刚性壁障 时，撞击使汽车的速度瞬间变到0,壁障对汽车产生了极大的冲击力。“轰”的一声巨响 之后，载着模拟司乘人员的崭新轿车眨眼间被撞得短了一大截，安全气囊打开，将司 乘人员分隔在驾驶前台和座椅之间。下列说法正确的是（）A.碰撞实验中，汽车受到的冲击力只和汽车速度有关B.碰撞实验中，汽车受到的冲击力只与汽车质量有关C.碰撞实验中，安全气囊的作用是减少司乘人员的动量改变量D.碰撞实验中，安全气囊的作用是通过增加作用时间来减少司乘人员受到的冲击力6 .汽车正在走进千家万户，在给人们的出行带来方便的同时也带来了安全隐患，为此 人们设计、安装了安全带。假定乘客质量为70kg,汽车车速为90km/h,从踩下刹车 到完全停止需要的时间为5s,不计入与座椅间的摩擦，安全带对乘客的作用力大小约A. 450NB. 400NC. 350ND. 300N7 .质量m= 0.5kg可以视为质点的钢球，从离地高为/z = 0.45m的位置静止释放，不考虑空气阻力的影响，钢球自由下落且着地后不反弹，取重力加速度g = 10m/s2。在钢球静止释放后，下列说法正确的是（_qA.合外力冲量的方向始终是竖直向上8 .钢球在自由下落过程重力冲量的大小/ = L5N.sC.钢球在自由下落过程动量变化量大小= 2.25kgm/sD.钢球释放Is末其动量大小是 =5kgm/s9 .运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180。后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90kg,两个喷嘴的直径均为10 cm,重力加速度g取lOm冷,水的密度"=L0xl（）3kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为（）A. 2.7 m/sB. 5.4 m/sC. 7.6 m/sD. 10.8 m/s10 如图是一颗质量约为羽=50g子弹射穿一副扑克牌的照片，子弹完全穿过一副扑克牌的时间/约L0xl（）.4s,子弹的真实长度为2.0cm,子弹接着经时间。=10-3 s进入墙壁，试估算子弹对墙壁的作用力约为（）A. 5xl03NB. 5x104NC. 5x105ND. 5x106N10 .质量为5kg的物体，原来以 厂5m/s的速度做匀速直线运动，现受到跟运动方向相同的的冲量15Ns的作用，物体的动量变为（）A. 80kgm/sB. 160kg-m/sC. 40kg-m/sD. 10kg.m/s11 .如图所示为作用在某物体上的合外力随时间变化的关系，若物体开始时是静止的，则前3s内（2010O-1014-20A.物体的位移为0B.物体的动量改变量为40 kg.m/sC.物体的动能变化量为0D.物体的机械能改变量为012 .如图所示，在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A、B,质量分别为 mi、m2,今有一子弹水平穿过两木块，设子弹穿过木块A、B的时间分别为小 木 块对子弹的阻力恒为力则子弹穿过两木块后，木块A、B的速度大小分别为（）n A BA A fhB 抵+ kmx m, + m2 m, + m2+ m2 m2 fix /&+，2）/（%+，2）/&+，2）C. 1 D.mx + m2+ m213 .如图所示，一个物体在与水平方向成。角的拉力尸的作用下匀速前进了时间K则 （ ）A.拉力尸对物体的冲量大小为Ficos。B.拉力对物体的冲量大小为Ftsin3C.摩擦力对物体的冲量大小为色sin。D.合外力对物体的冲量大小为零14 . 2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，由任子威、曲春雨、范可新、 武大靖、张雨婷组成的中国队以2分37秒348的成绩夺冠。在交接区域，“交棒”的任 子威猛推“接棒”的武大靖一把，使武大靖向前快速冲出。在此过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，下列说法正确的是（）A.任子威和武大靖的加速度相同B.任子威对武大靖的冲量与武大靖对任子威的冲量相同C.任子威和武大靖的动量变化量一定不相同D.任子威和武大靖组成的系统机械能一定守恒15 .高空坠物极易对行人造成伤害。若一个100g的瓷砖碎片从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms,则该瓷砖碎片对地面产生的冲击力约为（）A. 20NB. 2x102NC. 2xl03ND. 2xlO4N二、填空题16 .质量为根的物体以速度u做匀速圆周运动.当物体转过的角度为乃的过程中其动 量的变化为，其向心力的冲量为.17 . 一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从（=0时起，第1秒内受到2N的水平 外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用.则。2s内外力的平均功率是W,第1s内与第2s内质点动能增加量之比为 o18 .质量为机的物体以初速度开始做平抛运动，经过时间，下降的高度为m 速率 变为V,重力加速度为g,在这段时间内物体动量变化量的大小为19 .质量为根=70kg的撑杆运动员从=5.0m高处落到海绵垫上，经力二ls后停止， 则该运动员身体受到的平均冲力为 N,如果是落到普通沙坑中，经，2二0人停下，则沙坑对运动员的平均冲力为 N （取g=10m/s2）.三、解答题20 .直升机在抗灾救灾中有着重要作用。如图所示，若直升机总质量为加，直升机的 旋翼桨盘面积（桨叶旋转形成的圆面面积）为S,已知空气密度为，重力加速度为 go求此直升机悬停在空中时发动机的功率。21 .如图为某室内模拟滑雪机，机器的前后两个传动轴由电动机提供动力并带动雪毯 持续向上运动，使滑雪者获得真实的滑雪体验。已知坡道长L=8m,倾角为Q37。，雪 毯以速度uo=8m/s向上做匀速直线运动，一质量加=60kg （含装备）的滑雪者从坡道顶 端由静止滑下，滑雪者未做任何助力动作，滑雪板与雪毯间的动摩擦因数4=0.25,重 力加速度g=10m/s2, sin37o=0.6, 8537。=0.8.不计空气阻力，在滑雪者滑到坡道底端的 过程中，求：（1）滑雪者所受合力的冲量/;（2）与空载相比电动机多消耗的电能22 .雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象。为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面 积所承受的力，小玲同学将一圆柱形水杯置于院中，测得10分钟内杯中雨水上升了 15mm,查询得知，当时雨滴落地速度约为IOm/s,设雨滴撞击芭蕉叶面后无反弹，不 计雨滴重力，雨水的密度为lxlO3kg/m3,据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约 为多少？23 .成语“水滴石穿”说明高处落下的水滴对物体具有冲击力，可以做功。已知水的密 度p=L0xl()3kg/m3,重力加速度g取lOm*。(1)水滴从高/z=5m的屋檐滴下，撞击水平地面的石板(不考虑水的反弹)。设水滴 的质量加=3xlO-5kg,撞击时间AulxlO%,若不计空气阻力，求水滴对石板的平均作 用力大小。(2)若空气阻力与雨滴速度的平方成正比，结合实际观测资料，得到某一半径的雨滴 下落的速度u与其下落距离y之间的关系如图所示，请分析水滴分别从高20m的楼檐 与高2000m的云层底部由静止落下，对水平地面上石板的平均作用力是否有显著差 异，并说明理由。(3)水刀是一种高压水射流切割技术，通过加高水压，再经过线度小于毫米的宝石喷 嘴，形成可达1000m/s的超声速射流。水刀切割精度高，没有热损伤，不产生有害物 质。医用水刀的“刀片”是高速流动的生理盐水，厚度仅L3xl0-6m。不考虑水流的反 射，请估算水刀工作时单位面积上的作用力大小。参考答案:1. A【详解】A.选抛出到最高点为研究过程，取向上为正，运用动量定理有mgt = 0 mv代入数据求得小球受到的冲量为10N-S,故A正确；B.竖直上抛和自由落体互为逆过程，因此小球返回出发点时的速度大小为20m/s,选抛出到落回出发点为研究过程，取向上为正，动量的改变量有p = mv mv = - 20N*s故B错误；CD.由B项知，p=20Ns,结合动量定理有/= p=20Ns故CD错误。故选Ao2. B【详解】AB.根据匀速圆周运动的知识，摩天轮的线速度大小约为v = : m/s « 0.21m/sT 30x602兀 R 125x3.14,一向心加速度大小约为4x3.142xm/s2 «7.6x10 4m/s2故B正确，A错误；C.轿厢旋转一周过程中，人做匀速圆周运动，动能保持不变，但重力势能是先增大后减小，因此人的机械能不守恒，故C错误；D.重力的作用时间不为零，根据答案第1页，共12页 可知，人的重力的冲量不为零，教D错误。故选Bo3. C【详解】AB.对物块应用动量定理，02s内有耳a =代入数据，得Vj = 2m / s选项AB错误；CD.对物块应用动量定理，。3s内有用一 F2t2 = mv2代入数据，得v2 = 1.5m/s选项C正确，D错误。故选C。4. C【详解】AB.从砸向地面到最后原速反弹的过程中机械能守恒，以小球初速度方向为正方向，则小 球在撞地面过程中速度的变化量为Av = v2 - = (-5-5)m/s 二一10m/s小球动量的变化量为A/ = mAv = -20N - s则小球的加速度为Av0a =100m / s2t所以加速度不为。，故AB错误；CD.碰撞过程中小球受阻力和重力的作用，则由动量定理答案第2页，共12页G-/f =mAv = -20xlN-s其合外力冲量大小为20Ns；地面对小球的冲量为22Ns, C正确，D错误。故选C。5. D【详解】AB.根据可知冲击力与速度和质量及作用时间均有关，故AB错误；CD.安全气囊的作用是增大作用时间，减小冲击力，故C错误，D正确。故选Do6. C【详解】由题u=90km/h=25m/s,由动量定理得Ft = 0 mvF = 350N故选C。【详解】A.在钢球静止释放后到落体的过程可分为两个阶段，第一阶段是自由下落过程，只受重 力作用，合外力方向竖直向下；第二阶段是与地面接触的过程，合外力方向竖直向上，由 于合外力冲量方向即是合外力的方向，故A错误；B.钢球释放后做自由落体运动，只受到重力作用，在空中飞行的时间着地时的速度答案第3页，共12页