2023鲁科版新教材高中物理选择性必修第一册同步练习--第1节动量和动量定理.pdf

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1、第 1 章 动量及其守恒定律第1节 动量和动量定理基础过关练题组一动量的理解1 .关于动量，下列说法中正确的是（）A.做匀速圆周运动的物体,动量不变B.做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在变化C.物体的动量变化,动能也一定变化D.甲物体的动量p i=5 k g m/s,乙物体的动量P 2=-1 0 k g m/s,所以p i p22.（多选）下列关于动量的说法,正确的是（）A.质量大的物体,动量一定大B.质量和速率都相同的物体,动量一定相同C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变D.一个物体的运动状态改变,它的动量一定改变题组二动量的变化3 .（多选）关于动量的变化，下列说法正确的是（）A.

2、在直线运动中，物体的速度增大时,动量的增量A p的方向与运动方向相同B.在直线运动中,物体的速度减小时,动量的增量A p的方向与运动方向相反C.物体的速度大小不变时，动量的增量A p为零D.物体做平抛运动时,动量的增量一定不为零4 .（多选）质量为0.5 k g 的物体,运动速度大小为3 m/s,它在一个变力作用下,经过一段时间后速度大小变为7 m/s,则这段时间内动量的变化量可能为（）A.5 k g ,m/s,方向与初速度方向相反B.5 k g m/s,方向与初速度方向相同C.2 k g m/s,方向与初速度方向相反D.2 k g m/s,方向与初速度方向相同5.（20 20 河北衡水第十三

3、中学月考）将一质量为0.2 k g 的小球以20 m/s 的初速度斜向上抛出，不计空气阻力,当小球落到与抛出点等高处时，小球动量改变了 4 k g -m/s,则这一过程经历的时间为（g 取 1 0 m/s2）（）A.0.5 sB.2 sC.4 sD.8 s题组三冲量的理解与计算6.运动员向球踢了一脚（如图），踢球时的力F=1 0 0 N,球在地面上滚动了 t=1 0 s 停下来,则运动员对球的冲量为（）A.1 0 0 0 N s B.5 0 0 N sC.零 D.无法确定7.如图所示,一个物体在与水平方向成 0角的拉力F 作用下匀速前进了时间t,贝 I J （)A.拉力F 对物体的冲量大小为F

4、t c o s 0B.拉力F 对物体的冲量大小为Ft s i n 0C.摩擦力对物体的冲量大小为Ft s i n 9D.合外力对物体的冲量大小为零题组四动量定理及其简单应用8.（多选）下列关于物体动量和冲量的说法正确的是（）A.物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大B.物体所受合外力冲量不为零,它的动量一定要改变C.物体动量增量的方向,就是它所受合外力冲量的方向D.物体所受合外力越大,它的动量变化就越快9 .清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验，被誉为“中华第一撞”，从此,我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨，在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用认识正确的是（）

5、A.安全气囊的作用减小了驾驶员的动量变化B.安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量C.安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率D.安全气囊延长了撞击力的作用时间,从而使得动量变化更大1 0.（20 20 浙江舟山中学模拟）篮球运动深受同学们的喜爱。打篮球时某同学伸出双手接传来的篮球,双手随篮球迅速收缩至胸前，如图所示。下列说法正确的是（）A.手对篮球的作用力大于篮球对手的作用力B.手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对平衡力C.这样做的目的是减小篮球动量的变化量D.这样做的目的是减小篮球对手的冲击力1 1.（2 0 2 2 福建厦门六中月考）某质点的质量m=l k g,在 Oxy平面上运动。t=

6、0 时，质点位于y 轴上。它在x 轴方向上运动的v t图像如图甲所示，它在y 轴方向上运动的y-t 图像如图乙所示。求:0 1 s内，动量变化量的大小和方向。1 2.（2 0 2 1 山东枣庄薛城期中）如图所示，一高空作业的工人重为6 0 0 N,系一条长为L=5 m的安全带,若工人不慎跌落时,安全带的缓冲时间t=l s,g 取 1 0 m/s；求:（D从人跌落到安全带最长时重力对人的冲量。（2）从人跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力。4能力提升练题组一冲量与动力学、能量的结合1.2 0 2 1 新高考八省（市）1 月联考，河北卷,7 （多选）游乐场滑索项目的简化模型如图所示,索道A

7、B 段光滑,A点比B 点 高 1.2 5 m,与 A B 段平滑连接的B C 段粗糙,长4 m。质量为5 0 k g的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1 m的 D点停下。设滑块与B C 段的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向。g 取 1 0 m/s2下列说法正确的是（）A.缓冲墙对滑块的冲量为-5 0 N-sB.缓冲墙对滑块的冲量为-2 5 0 N sC.缓冲墙对滑块做的功为T 2 5 JD.缓冲墙对滑块做的功为-2 5 0 J2.2 0 2 1 新高考八省（市）1 月联考,广东卷,5 如图所示,学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落8 0

8、c m,被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为8 0 c m。已知足球与头部的作用时间为0.1 s,足球的质量为 0.4 k g,重力加速度g 取 1 0 m/s2,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为足球重力的1 0 倍B.足球下落到与头部刚接触时动量大小为3.2 k g-m/sC.足球与头部作用过程中动量变化量大小为3.2 k g-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题组二 动量定理在“流体类”问题中的应用3.太空中的尘埃对飞船的碰撞会阻碍飞船的飞行,质量为M 的飞船飞入太空尘埃密集区域时,需要开动引擎提供大小为F

9、的平均推力才能维持飞船以恒定速度v匀速飞行。已知尘埃与飞船碰撞后将完全黏附在飞船上,则在太空尘埃密集区域单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为（）A.B.M C.M D,v v v v4.（2 0 2 1 陕西咸阳一模）2 0 1 9 年 9号台风“利奇马”登陆浙江，对浙江多地造成了不同程度的破坏。台风登陆某地时风速为v,该地公园内有一棵大树,台风过境时这棵大树与台风正对接触面积为S,假设台风与这棵大树接触后风速变为0,已知空气密度为力，则台风对这棵大树的作用力大小为（）A.c p Sv2 B 4 S v C岑 吟5.（2 0 2 1 福建莆田二中期末）新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可

10、以将飞沫喷到十米之外。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达4 0 m/s,假设打一次喷嚏大约喷出5 X 1 0 5 n?的空气,用时约0.0 2so已知空气的密度为1.3 k g/m,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为（）A.0.1 3 N B.0.6 8 NC.2.6 N D.1 3 N题组三动量定理与图像问题的结合6.（2 0 2 0 河北张家口入学摸底）（多选）一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,F 随时间按正弦规律变化，如图所示,下列说法中正确的是（）A.第 2 s 末质点的动量为零B.第 4 s 末，质点回到出发点C.在 0 2 s 时间内，F的功率先增大后减小D.

11、在 3 s 时间内,F的冲量为07.（2 0 2 1 湖南郴州期末）一质量为2 k g 的物块在水平拉力F 的作用下,从静止开始在水平地面上做直线运动,物块与水平地面间的动摩擦因数U =0.5,物块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,拉力随时间变化的图线如图所示,重力加速度g取 1 0 m/s2,则（）20102：3；4 t/sA.t=l s 时物块的速度为1 0 m/sB.t=2 s 时物块的动量大小为4 0 k g m/sC.t=3 s 时物块的速度为零D.t=4 s 时物块的动量大小为-2 0 k g m/s题组四动量定理的综合应用8 .（多选）如图,物体P、Q 置于光滑水平面上,某时刻分别

12、在大小相同的水平恒力宿、B作用下，由静止开始运动,经时间t,P、Q发生的位移大小关系为XPXQ,则 t 时刻（）A.Fz 的功率比R的大 B.P的速度比Q 的大C.P的动能比Q 的大 D.P与 Q 的动量相等9 .（2 0 2 2 北京北师大附属实验学校月考）据统计,人在运动过程中,脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍。为探究这个问题,实验小组同学利用落锤冲击的方式进行了实验，即通过一定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况。重物与地面的形变很小,可忽略不计。重力加速度g 取 l Om/s 。下表为一次实验过程中的相关数据：重物（包括传感器）的质量m/k g重

13、物下落高度H/cm重物反弹高度h/cm最大冲击力F/N重物与地面接触时间t/s（1）请你选择所需数据，通过计算回答下列问题：a.重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小为多少？b.在重物与地面接触过程中,重物受到地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍？（2）如果人从某一确定高度由静止竖直跳下，为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力，可采取什么具体措施,请你提供一种可行的方法并说明理由。答案全解全析第1章 动量及其守恒定律第1节 动量和动量定理基础过关练1.B 动量是矢量，做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，故动量时刻在变化,A 错误;做匀变速直线运动的物体的速度大小时刻在变化,所以动

14、量一定在变化,B 正确;若物体的速度方向变化，但大小不变，则动量变化，而动能不变,C错误;动量的负号只表示方向，不参与大小的比较,故pKpz,D错误。2.C D 根据动量的定义,它是质量和速度的乘积,因此它由质量和速度共同决定,故A错;动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同，但方向不一定相同，故 B错;一个物体的速率改变,则它的动量大小就一定改变，故 C对;物体的运动状态改变，则它的速度一定发生了变化,它的动量也就发生了变化，故 D对。3.A B D 在直线运动中，当物体的速度增大时，其 末 态 动 量 P2大 于初态动量P i,由矢量的运算法则可知

15、P=P2-PDO,与物体运动方向相同，如图甲所示，所以A正确;在直线运动中，当物体速度减小时,pKpi,如图乙所示，P 与 0(或曲方向相反,B正确;当物体的速度大小不变时,其方向可能变化，也可能不变化,当速度方向不变化时，Ap=O,当速度方向变化时，ApWO,C错误；当物体做平抛运动时，速度的大小和方向都变化，即动量一定变化，P 一定不为零,如图丙所示,故D正确。P-_3-L Pl、P2 p P2甲 乙 丙4.A D 以 初 速 度 方 向 为 正 方 向，如 果 末 速 度 的 方 向 与 初 速 度 方 向 相 反，由A p=mv-m v 得 p=(-7X0.5-3X0.5)kg-m/s

16、=-5 kg m/s,负号表示A p 的方向与初速度方向相反，选项A正确,B错误;如果末速度方向与初速度方向相同，由 Apuniv-mv得 p=(7X0.5-3X0.5)kg m/s=2 k g m/s,方向与初速度方向相同,选项C错误,D正确。易错警示本题易漏选A,速度是矢量,速度大小变为7 m/s,其方向可能与原速度方向相同，可能与原速度方向相反，也可能与原速度方向不在一条直线上。若末速度与原速度方向相反，速度变化量大小为10 m/s5.B小球从抛出到落到与抛出点等高处时，由于小球在运动过程中只受一个重力，所以动量只在竖直方向发生变化，则 有 Ap=nMv,即 A v=-i-m/s=20

17、m/s,由此可知经历的时间为 t=s=2 s,故选B。T H u.zg io6.D 球滚动了 t=1 0 s是地面摩擦力对球的作用时间，不是踢球的力的作用时间，由于不能确定运动员踢球时的力的作用时间,所以无法确定运动员对球的冲量，故选D。易错警示本题易误选A项，由于对冲量意义的不理解,误将足球的运动时间当成力的作用时间。7.D 求冲量时，必须明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量。本题中，各力作用的时间都是一样的,拉力F对物体的冲量是F t,所 以 A、B错;物体受到的摩擦力Fr=F c o s 8,所以摩擦力对物体的冲量大小为F c o s0 t,C 错;物体做匀速运动,合外力为零,所以合外力对

18、物体的冲量大小为零,I）对。8.BCD由F t=A p 知,F t 越大，p 越大，但动量不一定大,A 错误,B 正确;物体所受合外力冲量与动量增量 p不仅大小相等,而且方向相同,C正确；由F 中知,物体所受合外力越大,它的动量变化就越快,D正确。9.C 在碰撞过程中，驾驶员的动量的变化量是一定的,而用安全气囊后延长了力的作用时间，根据动量定理F t=A p 可知,安全气囊减小了驾驶员受到的撞击力，即安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率,故选C 1 0.D 手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反，故 A、B 错误。先伸出两手迎接，手接触到球后,两手随球引

19、至胸前,这样可以增加球与手接触的时间，以球运动的方向为正方向,根据动量定理得-F t=0-m v,解得用题述接球方式接球与伸手接球后手未随球缩至胸前相比,球动量的变化量不变，作用时间变长,所以作用力减小,C错误,D正确。故选D 1 1 .答 案 2 k g m/s,沿 x 轴正方向解析 由图像可知,物体在x 轴方向做匀加速运动,且加速度&=*早m/s 1 2 m/s2在 y 轴方向做匀速运动,速度为%=4 二手 m/s=-6 m/s根据牛顿第二定律可知,质点受到的合力的方向沿x 轴正方向,且大小为F=m as=2 N根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,因此在0 1 s内，动量变化量的大

20、小为 p=F t=2 N ,1 s=2 k g ,m/s方向沿x 轴正方向。1 2 .答案 1 2 0 0 N s,方向竖直向下（2）1 2 0 0 N,方向竖直向下解 析（1）从工人下落至安全带伸直之前，有重力的冲量大小为WG(后解得t k+t)=l 200 N s方向竖直向下(2)在整个下落过程中,取向下为正方向，由动量定理得G(J 1 +t)-Ft=0解得F=i夕 立 1 200 N由牛顿第三定律知工人给安全带的平均冲力大小为F=F=1 200 N,方向竖直向下。能力提升练1.BC 滑 块 从 A 滑 到 C,由 动 能 定 理 有 mgh-umgXKWmM-O,解 得 v,=3 m/s

21、,碰 后 滑 到 D 的过程，有-u mgxcD=O-|mv|,得V2=-2 m/s,与墙碰撞过程应用动量定理(向右为正)有I=mv2-mvi=-250 N s,故 A错误,B正确。对 碰 撞 过 程 应 用 动 能 定 理 有 诏-m域=T25 J,故 C正确,D错误。2.C 由自由落体规律v2=2gh得球落到头顶的速度大小小=阿国2 x 10 x 80 x 10?m/s=4 m/s,离开头部后竖直上升的最大高度仍为80 cm,由竖直上抛运动规律可得球离开头部时的速度大小V2=4 m/s,取向上为正,由动量定理(F-mg)t=mv m(-vJ,代入数据可得F=36 N=9mg,选项A错误;足

22、球下落到与头部刚接触时动量大小p=mvi=O.4X4 kg m/s=l.6 kg m/s,选 项 B 错 误；足 球 与 头 部 作 用 过 程 中 动 量 变 化 量 p=mv2-m(-vi)=0.4X 4 kg,m/s-O.4X(-4)kg,m/s=3.2 kgm/s,选项 C 正确；小球从最高点下落至头顶，由自由落体的规律hgt?代入数据得自由落体下落时间t,=0.4 s,与头部作用时间t2=0.1 s,从头部上升到最高点所用时间 ts=O.4 s,总时间 t=ti+t2+ts=0.9 s,重力冲量 Ic=mgt=O.4X 10X0.9 N,s=3.6 N ,s,或者全过程由动量定理Ft

23、2-Ic=0得 Ic=Ft2=36X0.1 N s=3.6 N s,选项D错误。3.D设单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为mo以单位时间内黏附在飞船上的尘埃为研究对象,根据动量定理有Ft=mv-0,其中t=l s,可得:m=g故选D。4.A台风过境时这棵大树与台风正对接触,台风与大树接触前的动量为p=mv=Sv2t,台风与这棵大树接触后风速变为0,根据动量定理可得A p=Ft-Sv2t,则台风对这棵大树的作用力大小为F=4Sv2,故选A 5.A打一次喷嚏喷出的空气质量约为m=P V=L 3X5X ICT kg=6.5X10-5 kg。设打一次喷嚏喷出的空气受到人的平均作用力大小为F,根据动量定

24、理得FAt=mv,解得产 落N=o.13 N,根据牛顿第三定律可得人受到的平均反冲力大小为F=F=O.13 N,故 A正确,B、C、D错误。6.C D 由题图可知在02 s 内质点一直加速,2 s 末速度最大,然后减速，由对称性可知第4 s 末,质点速度为零,位移不为零,故A、B错误；由题图可知在0 2 s时间内，速度逐渐增大,F逐渐减小到0,所 以 F的功率先增大后减小,故C 正确，由对称性可知第1 s 末和第3 s 末的速度相等，由动量定理可知F 的冲量为I=m v 3-m v i=0,故 D正确。7.C 0 2 s内由牛顿第二定律得2 0 N-p m g=m a i,解得a I=5 m/

25、s2,所以在t=l s 时物块的速度为V i=5 X 1 m/s=5m/s,故A 错;在t=2 s 时物块的速度为V 2=5 X2 m/s=1 0 m/s,则t=2 s 时物块的动量大小为p2=2 X I O k g m/s=2 0k g m/s,故 B 错;2 3 s内由牛顿第二定律得T O N-u m g=m a2,解得a2=-1 0 m/s2,则 t=3 s时物块的速度v3=1 0m/s-1 0 X l m/s=O,故 C对;在3 s 时,速度变为零，由于在3 4 s内，力 F的大小与最大静摩擦力的大小相等，所以物块静止,故在4 s 时,物块速度为0,动量为0,故 D错。8.AD根据初速

26、度为0 的匀变速直线运动平均速度5 整v,可知，由于XPXQ,则 吃 故 P的末速度小于Q的末速度,所以F2的功率比R的大,A正确,B 错误;根据动能定理可知，合外力做的功等于物体动能的变化量,P、Q所受的合外力相等,且xP xQ)所以Q的动能大于P的动能,C 错误;根据动量定理可知,合外力的冲量等于物体动量的变化量,P、Q所受的合外力相等，作用时间相等,所以P与 Q的动量相等,D正确。9.答 案(l)a.9 0 m/s 2 b.6 (2)见解析解 析(l)a.设重物受到地面最大冲击力时加速度的大小为a,由 牛 顿 第 二 定 律 得 也m解得 a=9 0 m/s2b.重物与地面接触前瞬时的速度大小v i=2 g H=3 m/s重物离开地面瞬时的速度大小y/2gh=2 m/s设重物与地面接触过程，重物受到地面施加的平均作用力大小为F,取竖直向上为正方向，由动量定理得(F-mg)t=mv2-m(-vi)解得F=51 0 N则=6mg因此重物受到地面施加的平均作用力是重物所受重力的6 倍。(2)脚底触地后要同时下蹲，以延长与地面的作用时间来减小地面对人的冲击力。