2020高中物理 第1章 动量守恒定律 第2节 动量和动量定理练习（含解析）-5

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE11-学必求其心得，业必贵于专精动量和动量定理基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．关于动量的概念，下列说法正确的是（A）A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向B．物体的加速度不变，其动量也一定不变C．物体的动能不变，其动量也一定不变D．物体的动量越大，其惯性也越大解析：动量具有瞬时性，任一时刻物体的动量方向，即为该时刻的速度方向，选项A正确。加速度不变，则物体速度的变化率恒定，而运动的速度均匀变化，故其动量也均匀变化，选项B错误。物体的动能不变，则物体速度的大小不变,方向不确定，故其动量也一定不变是错误的，选项C错误.惯性由物体质量决定,物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，选项D错误。故选A。2．运动员向球踢了一脚（如图)，踢球时的力F＝100N，球在地面上滚动了t＝10s停下来，则运动员对球的冲量为（D）A．1000N·s B．500N·sC．零 D．无法确定解析：滚动了t＝10s是地面摩擦力对足球的作用时间.不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量.3．质量为1kg的物体做直线运动,其速度图象如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是(D)A．10N·s,10N·s B．10N·s，－10N·sC．0,10N·s D．0，－10N·s解析:由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故正确答案为D.4．（2019·河南省洛阳市高二下学期期中）一个笔帽竖立于放在水平桌面的纸条上,将纸条从笔帽下抽出时，如果缓慢拉动纸条笔帽必倒；若快速拉纸条,笔帽可能不倒，以下说法中正确的是(BC）A．缓慢拉动纸条时，笔帽受到的冲量小B．缓慢拉动纸条时，笔帽的动量变化大C．快速拉动纸条时，笔帽受到的冲量小D．快速拉动纸条时，纸条对笔帽水平作用力大解析：抽动纸条时，笔帽受到的是滑动摩擦力，故不论快抽还是慢抽，笔帽受到的摩擦力均相等；故D错误；在快速抽动时，纸条与笔帽作用时间短，则摩擦力产生的冲量要小，动量变化小，故B、C正确A错误.5．古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是(CD)A．1m/s B．1.5m/sC．2m/s D．2。5m/s解析:根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击后速度为零，根据动量定理有Ft＝mv，所以v＝eq\f(Ft,m)＝eq\f（mgt,m）＝gt＝10×0。2m/s＝2m/s。故选CD.二、非选择题6．在水平力F＝30N的作用下,质量m＝5kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2,若F作用6s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10m/s2)答案：12s解析：用动量定理求解,研究全过程。选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状态的物体速度都等于零.取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得(F－μmg)t1＋（－μmg)t2＝0解得t2＝eq\f(F－μmg，μmg)t1＝eq\f（30－0。2×5×10，0.2×5×10)×6s＝12s。7．一个质量为m＝0.4kg的足球以10m/s的速度水平飞向球门。守门员跃起用双拳将足球以12m/s的速度反方向击出,守门员触球时间约为0。1s,问足球受到的平均作用力为多大?方向如何？答案：88N，方向与原来速度方向相反解析:选定足球原运动方向为正方向。根据动量定理eq\x\to（F)·Δt＝p′－p，这里eq\x\to（F）为足球在水平方向受到的平均作用力，Δt为击球的时间，p′为击球后足球的动量，p为足球原来的动量。设足球的质量为m，击球先、后的速度分别为v和v′，于是可得到eq\x\to(F）＝eq\f（p′－p,t）＝eq\f（mv′－mv,t）＝eq\f（mv′－v，t）＝eq\f（0。4×－12－10,0。1）N＝－88N。可见，足球受到的平均作用力为88N,方向与原来速度方向相反.能力提升一、选择题（1～4题为单选题，5题为多选题）1．质量相同的子弹、橡皮泥和钢球以相同的水平速度射向竖直墙壁，结果子弹穿墙而过,橡皮泥粘在墙上，钢球被弹回。不计空气阻力，关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法正确的是(A）A．子弹对墙的冲量最小B．橡皮泥对墙的冲量最小C．钢球对墙的冲量最小D．子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等解析:由于子弹、橡皮泥和钢球的质量相等、初速度相等，则它们动量的变化量：ΔP＝mv－mv0，子弹穿墙而过，末速度的方向为正；橡皮泥粘在墙上，末速度等于0；钢球被以原速率反向弹回，末速度等于－v0，可知子弹的动量变化量最小,钢球的动量变化量最大。由动量定理：I＝ΔP，所以子弹受到的冲量最小，钢球受到的冲量最大。由牛顿第三定律可知，子弹对墙的冲量最小，钢球对墙的冲量最大.故选A。2．如图所示，一铁块压着一纸条放在光滑水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为(B）A．仍在P点 B．在P点左边C．在P点右边不远处 D．在P点右边原水平位移的两倍处解析：以v或2v抽纸条时，纸条给铁块的摩擦力不变,以2v抽纸条时，纸条对铁块的作用时间短，对铁块的冲量小,铁块获得的速度小，根据平抛知识可知它的水平射程短，所以落点在P点的左边。3．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动）。此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(A）A．eq\f(m\r（2gh),t)＋mg B．eq\f(m\r(2gh),t）－mgC．eq\f(m\r（gh），t)＋mg D．eq\f（m\r（gh），t）－mg解析：对人与安全带作用的过程应用动量定理，则有（F－mg)t＝0－(－meq\r(2gh）)，解得F＝eq\f(m\r（2gh），t)＋mg，故A正确。4．（2019·天津一中高二下学期模块检测)物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，如图（a）所示,A的质量为m,B的质量为M，当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v,这时物体B的下落速度大小为u，如图(b）所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为(D)A．mv B．MuC．mv＋Mu D．mv＋mu解析:对B由动量定理得：Mgt＝Mu－0，对A由动量定理得，设弹簧冲量为I：I－mgt＝mv－0，联立解得:I＝mv＋mu，ABC错误,D正确。5．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是(BCD）A．0～4s内物体的位移为零 B．0～4s内拉力对物体做功为零C．4s末物体的动量为零 D．0～4s内拉力对物体的冲量为零解析：由图象可知物体在4s内先做匀加速后做匀减速运动,4s末的速度为零,位移一直增大，A错；前2s拉力做正功，后2s拉力做负功，且两段时间做功代数和为零，故B正确；4s末的速度为零，故动量为零，故C正确；根据动量定理，0～4秒内动量的变化量为零,所以拉力对物体的冲量为零,故D正确，故选B、C、D。二、非选择题6．(2019·广州大学附中高二下学期期末)一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车来相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0。5m，据测算两车相撞前速度约为30m/s。则：（1）试求车祸中车内质量约为60kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s,求这时人体受到的平均冲力为多大？答案：(1）5。4×104N(2)1。8×103N解析：（1）两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5m。设运动的时间为t,根据s＝eq\f（v0，2）t，得t＝eq\f（2s,v0）＝eq\f(1，30）s。根据动量定理F·t＝Δp＝mv0，得F＝eq\f（mv0,t）＝eq\f(60×30,\f（1,30)）N＝5。4×104N。（2）若人系有安全带，则F′＝eq\f（mv0，t′）＝eq\f（60×30,1)N＝1。8×103N.7．2010年1月4日，828米高的全球最高楼——哈里发大楼（此前称为“迪拜塔”)举行了落成启用典礼，如图所示。风速曾是修建的关键，一旦风速超过每秒70米，就必须停止施工,假设风速以v＝70m/s的速度推进，空气的密度ρ＝1。