21动量和冲量　动量定理.docx

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1、21 ,动量和冲量动量定理1.（2021 北京丰台区期末练习）如图1所示，摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设 施之一。摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动，将某一座舱及其乘客组成的系 统作为研究对象，下列说法正确的是（）图1A.转动过程中，系统的机械能守恒B.转动过程中，系统的动量守恒C.从最高点转动到最低点，合力做功为零D.从最高点转动到最低点，合力的冲量为零答案C解析 转动过程中，系统的动能不变，但是重力势能在变化，所以机械能不守恒， A错误；转动过程中，系统的速度大小不变，但是方向在变化，由于动量是矢量， 方向与速度方向一致，所以动量大小不变，但是方向在变，所以动量不守恒，B 错误；根据动能

2、定理，系统从最高点到最低点，动能不变，所以合力做功为零， C正确；系统在最高点和最低点速度的方向不相同，大小相等，则动量大小相等， 方向不相同，所以动量的变化量不等于零，根据动量定理，合力的冲量不为零， D错误。2.（2021 江西吉安市大联考）质量为2 kg的物体静止放在光滑水平面上，。5 s内 给它施加一个2 N水平拉力，58 s内给它施加一个一4 N水平拉力。以向右为 正方向，则第8 s末物体的动量为（）A.22 kg m/sB. 22 kg-m/sC.2 kg-m/sD. -2 kg m/s答案D 解析 根据/=8可得，05 s内拉力的冲量/i = 10NS 58s内拉力的冲量 = -

3、I2N-s,则合外力冲量/=/i+/2=-2N$根据动量定理，物体获得的动量=-2 kg m/s,选项D正确。3.（多选）（2021安徽、河南、山西3月学术能力诊断）有一个质量为2 kg的小车在 平面直角坐标系中运动，在x方向的v-t图像和 y 方向的x-t图像分别如图2 甲、乙所示，下列说法正确的是（）A.小车做匀变速曲线运动B.2 s内小车所受的合外力的冲量为6 N-sC.2 s内合外力对小车做的功为48 JD.0时刻小车的动量为8 kg m/s答案AC解析 由。一，图可知，物体在x方向上做初速度为4 m/s的匀加速直线运动，而 在y方向上，物体做速度为3 m/s的匀速运动，故物体做匀变速

4、曲线运动，A正 确；速度一时间图像斜率代表加速度，物体的加速度为2 m/s2,由牛顿第二定律 可知，其合力/=匐=4 N, 2 s内小车所受的合外力的冲量为/=/7=8 N.s,故B 4 + 8错误；2 s内合外力对小车做的功为W=Er=4XuX2 J=48 J,故C正确；0 时刻小车的动量为=60=2乂黄耳学kg m/s= 10 kg-m/s,故D错误。4.（2021 湖北十一校3月第二次联考）高楼坠物极其危险，被称为“悬在城市上空 的剑”。若一枚质量为50 g的鸡蛋，从27层楼的窗户自由落下，与地面撞击时 间约为0.001 s。不计空气阻力，则鸡蛋对地面的平均作用力约为（）A.3 000

5、NB.2 000 NC.1 000 N D.500 N答案B 解析 每层楼高约为3m,鸡蛋下落的总高度为/? = （27-l）X3m = 78m,由自由 落体运动规律，有。2=2g/?,鸡蛋落地时的速度为域= 39.5 m/s,与地面的 碰撞时间约为12=0.001 s,取竖直向下为正方向，根据动量定理可得（火一“也二。 nw,解得尸=1 975 N,根据牛顿第三定律知，鸡蛋对地面的平均作用力约为2000 N,故选项B正确。5.(2021月广东学业水平选择考适应性测试,5)如图3所示,学生练习用头颠球。某一次足球由静止自由下落80 cm,被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高 度仍为8() c

6、m。已知足球与头部的作用时间为().1 s,足球的质量为().4 kg,重力 加速度g取lOmH,不计空气阻力，下列说法正确的是( )图3A.头部对足球的平均作用力为足球重力的10倍B.足球下落到与头部刚接触时动量大小为3.2 kg. m/sC.足球与头部作用过程中动量变化量大小为3.2 kg- m/sD.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2 N-s 答案C解析 足球自由落体80cm时的速度为。I,所用时间为力，有m=4m/s, 力=楞=0.4,反弹后做竖直上抛运动，而上升的最大高度也为80 cm,根据 运动的对称性可知上抛的初速度。2=ui=4 m/s,上升的时间/

7、2=A = ().4s,对足球与人接触的过程，取向上为正，由动量定理有(Fzg)Af=/2 (一 皿)= ，解得产=36 N, Ap=3.2 kg m/s,即头部对足球的平均作用力为36 N,而足球的重 力为4N,则头部对足球的平均作用力是重力的9倍，此过程的动量变化量大小 为=3.2 kg,m/s,故A错误，C正确；足球下落刚与头接触时的动量为pi=wi = 1.6 kgm/s,故B错误；足球运动的全过程，所受重力的冲量为/g=吆(+/ + /2)= 3.6N$ 故 D 错误。6.(2021 海南省第一次模拟)蹦极是一项刺激的户外休闲活动，足以使蹦极者在空 中体验几秒钟的“自由落体”，蹦极者

8、站在高塔顶端，将一端固定的弹性长绳绑在 踝关节处。然后双臂伸开，双腿并拢，头朝下跳离高塔，设弹性绳的原长为L, 蹦极者下落第一个与过程动量的增加量为Api,下落第五个上过程动量的增加量为 JJAp2,把蹦极者视为质点，蹦极者离开塔顶时的速度为零，不计空气阻力，则般等 于（）A.lB.1C.5D.小+ 2答案D解析 蹦极者下落第一个与过程，根据匀变速运动规律得浮= 2g，解得5 = 此过程蹦极者的动量的增加量为W尸叭陈同理可得，下落四个上过程的末动量为=户?，下落五个/过程的末动量p,=nvlgL,则p2=pp7.（2021 北京东城区期末）某市在冬季常见最大风力为9级（风速约20 m/s到24

9、 m/s）o如图4所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为S,单位面积所能承受的最大 压力为凡设空气密度为p，空气吹到卷帘门上速度立刻减为零，则此卷帘门能 承受的垂直方向最大风速。等于（）图4图4答案A解析 设/时间内吹到卷帘门上的空气质量为相，则有,根据动量定理有一a=020=0pS/,得。=1而故选项A正确。8.（多选）某手机带有屏幕保护器，保护装置设置在屏幕的四个角落，由弹性塑料、 聚合物及超薄金属片组成，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知手 机掉落，屏幕保护器会自动弹出，并完全吸收手机撞击地面的能量，避免手机屏 幕直接接触地面而损坏。已知该手机设计质量约为160 g,从高1.5 m处

10、自由掉落， 不计空气阻力，重力加速度g取lOmd,则以下分析正确的是（）A.手机落地的速度约为4.5 m/sB.保护器弹出的时间应小于0.55 sC.手机落地时重力的功率约为7.5 WD.若保护器吸收撞击力的时间为0.05 s,则地面对手机的平均作用力约为I9.2N 答案BD解析 手机做自由落体运动，落地时速度福=2X 10义1.5 m/s25.5 m/s, 故A错误；保护器弹出的时间应小于落地时间，自由落体的时间，=秒= /n x 1 5二s0.55 s,所以保护器弹出的时间应小于0.55 s,故B正确；根据P=加取得功率P=0.16X 10X5.5 W = 8.8 W,故C错误；取竖直向下为正方向，由 、田,口 mu ,动量定理（mg）f=0一机0,得量=7+吆= .下 N+0.16X0N=19.2N, 故D正确。