【讲与练】高中物理人教版(2019)选择性必修1：1.2 动量定理课时1动量定理的基本应用提能作业习题

第一章2.课时1eq\f(基础巩固练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)1．关于冲量，下列说法正确的是(A)A．合力的冲量是物体动量变化的原因B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向与物体运动的方向相同解析：力作用一段时间便有了冲量，而合力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说合力的冲量使物体的动量发生了变化，选项A正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量，与物体处于什么状态无关，选项B错误；物体所受冲量I＝FΔt与物体动量的大小p＝mv无关，选项C错误；冲量是矢量，其方向与力的方向相同，与物体运动方向无关，D错误。2．如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条，发现杯子会滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落，对于这个实验，下列说法正确的是(D)A．缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小B．快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大C．为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些D．为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些解析：在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中，杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，但快速拉动时，纸条与杯子作用时间短，此时摩擦力对杯子的冲量小，由I＝Δp可知，杯子增加的动量较小，因此杯子没有滑落，缓慢拉动时纸条与杯子作用时间长，摩擦力对杯子的冲量大，杯子增加的动量大，杯子会滑落，故A、B错误；为使杯子不滑落，杯子与纸条间的摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些，选项C错误；杯子与桌面间的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，杯子不容易滑落，选项D正确。3．(2022·江苏省新沂市润新学校高三下学期3月第3次线上考试)地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年。如图所示，为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为h，当感知到地震时，质量为m的铜珠(初速度为零)离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为(A)A．eq\f(m\r(2gh),t)＋mg B．eq\f(m\r(2gh),t)C．eq\f(m\r(gh),t) D．eq\f(m\r(gh),t)－mg解析：铜珠做自由落体运动，落到蟾蜍口的速度为：v＝eq\r(2gh)，以竖直向上为正方向，根据动量定理可知：Ft－mgt＝0－(－mv)，解得：F＝eq\f(m\r(2gh),t)＋mg，故选项A正确。4．如图所示甲、乙两种情况中，人用相同大小的恒定拉力拉绳子，使人和船A均向右运动。经过相同的时间t，图甲中船A没有到岸，图乙中船A没有与船B相碰，则经过时间t(C)A．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小B．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大C．图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大D．以上三种情况都有可能解析：甲、乙两种情况下人对绳子的拉力相等，作用时间相同，由冲量的定义式I＝FΔt可知，两冲量大小相等，只有选项C正确。5．(多选)水平抛出的物体，不计空气阻力，则(ABC)A．在任何相等时间内，动量的变化都相同B．在任何时间内，动量变化的方向都在竖直方向C．在任何时间内，动量的变化率相同D．在任何时间内，动量的变化率不一定相同解析：水平抛出的物体，加速度恒定，做匀变速运动；在任何相等时间内，速度变化量Δv＝gt相同，所以动量变化量Δp＝mΔv相同，A正确；因为加速度方向竖直向下，所以速度变化量方向竖直向下，故动量变化量方向竖直向下，B正确；根据I＝mgΔt＝Δp，可得动量的变化率eq\f(Δp,Δt)＝mg，重力恒定，故动量变化率相同，C正确，D错误。6．(多选)人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，重力加速度g取10m/s2，下列分析正确的是(BD)A．手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48kg·m/sB．手机对眼睛的冲量大小约为0.48N·sC．手机对眼睛的冲量方向竖直向上D．手机对眼睛的作用力大小约为2.4N解析：根据自由落体得手机掉落到人眼睛位置时的速度为v＝eq\r(2gh)＝2m/s，手机与眼睛作用后手机的速度变为0，选取向下为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为Δp＝0－mv＝－0.24kg·m/s，故A错误；手机与眼睛接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向下为正方向，对手机由动量定理得mgt＋I＝Δp，代入数据得I＝－0.48N·s，负号表示方向竖直向上，根据力的作用是相互的，所以手机对眼睛的冲量大小约为0.48N·s，故B正确；因为手机对眼睛的力的方向是竖直向下，所以手机对眼睛的冲量方向竖直向下，故C错误；根据冲量定义得手机对眼睛的作用力大小约为F＝eq\f(－I,t)＝2.4N，故D正确。二、非选择题(共24分)7．(12分)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。8．(12分)一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求：(1)0～8s时间内拉力的冲量。(2)0～8s时间内物体的动量的变化量。答案：(1)18N·s(2)4kg·m/s解析：(1)由图乙知IF＝F1Δt1＋F2Δt2＋F3Δt3＝18N·s。(2)由图丙可知：前2s内物体处于静止状态，2～6s物体匀加速运动；6～8s物体做匀速直线运动，在此过程中物体拉力与摩擦力相等，即Ff＝2N。物体在0～8s时间内动量的变化量等于合外力的冲量Δp＝IF－IFf＝18N·s－1×2N·s－2×6N·s＝4N·s＝4kg·m/s。eq\f(素能等级练,15分钟·满分40分)一、选择题(本题共2小题，每题7分，共14分)1．(2023·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：MgΔt＝Mu－0，对A由动量定理得，设弹簧弹力的冲量为I：I－mgΔt＝mv－0，联立解得：I＝mv＋mu，A、B、C错误，D正确。2．(多选)(2023·河南濮阳期末)一粒钢珠从静止状态开始自由下落(空气阻力不计)，然后陷入泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，则以下说法正确的是(AD)A．过程Ⅰ中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B．过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小C．Ⅰ、Ⅱ两个过程中合力的总冲量不等于零D．过程Ⅱ中钢珠的动量改变量的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量大小解析：过程Ⅰ钢珠只受重力，故只有重力的冲量，由动量定理知，A正确；整个过程的动量改变量为零，故过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程Ⅰ、Ⅱ中重力的冲量的大小，B、C错误，D正确。二、非选择题(共26分)3．(12分)(2023·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x＝eq\f(v0,2)t，得t＝eq\f(2x,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。4．(14分)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＝1.3kg