2024年新教材高中物理1.2动量定理提升练新人教版选择性必修第一册

.2动量定理1．(5分)放在水平地面上的物体质量为m，用一水平恒力F推物体，持续作用时间为t，物体始终处于静止状态，那么在这段时间内()A．F对物体的冲量为零B．重力对物体的冲量为零C．合力对物体的冲量为零D．摩擦力对物体的冲量为零【解析】选C。力的大小为F，作用时间为t，则推力的冲量为Ft，故A错误；重力为mg，作用时间为t，故重力的冲量为mgt，故B错误；物体保持静止，合力为零，依据动量定理，合力冲量为零，故C正确；物体保持静止，静摩擦力f等于推力F，故摩擦力对物体的冲量为Ft，故D错误。2．(5分)如图，下端固定的竖直轻弹簧的上端与质量为2kg的物体B连接，质量为1kg的物体A放在B上。先用力将弹簧压缩后释放，它们向上运动，当A、B分别后A又上升了0.2m达到最高点，这时B第一次向下运动且弹簧恰好复原原长，则从A、B分别到A达到最高点的过程中，弹簧弹力对B的冲量大小为(g取10m/s2)()A．4N·sB．6N·sC．8N·sD．12N·s【解析】选A。依据分别的条件可知，分别后A向上做竖直上抛运动，加速度等于g，所以A、B物体分别时也是弹簧复原原长时，此时A、B的速度相同，加速度都是g；这以后A做竖直上抛运动，由题设条件可知，竖直上抛的初速度v＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×0.2)m/s＝2m/s；上升到最高点所需的时间t＝eq\r(\f(2h,g))＝0.2s；A到最高点弹簧恰复原原长，此时B的速度恰好又等于2m/s，方向竖直向下，对B在此过程内用动量定理(规定向下为正方向)mBgt＋IN＝mBv－(－mBv)，解得：IN＝4N·s；故选A。3．(5分)质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2。在碰撞过程中，地面对钢球冲量的方向和大小为()A．向下，m(v1－v2)B．向下，m(v1＋v2)C．向上，m(v1＋v2)D．向上，m(v1－v2)【解析】选C。选取竖直向下方向为正方向，依据动量定理得地面对钢球的冲量为：I＝－mv2－mv1＝－m(v1＋v2)，则地面对钢球的冲量的方向向上，大小为m(v1＋v2)，故选C。4．(5分)如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止起先释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法中不正确的是()A．小球的机械能削减了mg(H＋h)B．小球克服阻力做的功为mghC．小球所受阻力的冲量大于meq\r(2gH)D．小球动量的变更量等于所受合力的冲量【解析】选B。依据重力势能和动能的变更得出小球机械能的变更；对全过程运用动能定理，求出小球克服阻力做功的大小；对陷入泥潭的过程运用动量定理，分析阻力的冲量大小。在下落过程中，重力势能的减小量为mg(H＋h)，动能变更量为零，则机械能削减了mg(H＋h)，A正确；对全过程运用动能定理得mg(H＋h)－Wf＝0，解得小球克服阻力做功Wf＝mg(H＋h)，B错误；小球着地的速度v＝eq\r(2gH)，在陷入泥潭的过程中，动量减小meq\r(2gH)，依据动量定理知IG－If＝0－meq\r(2gH)，解得If＝IG＋meq\r(2gH)，即阻力的冲量大于meq\r(2gH)，C正确；依据动量定理知，小球动量的变更量等于合力的冲量，故D正确。5．(20分)质量为m＝80kg的铁锤，从高1.8m处自由下落，锤与工件相碰时间为t＝0.001s，若锤与工件碰撞后反弹的速度为v′＝2m/s，(g＝10m/s2，相碰时不计铁锤重力)求：(1)铁锤与工件接触前瞬间的速度v；(2)铁锤对工件的平均作用力F。【解析】(1)由v2＝2gh可得铁锤接触工件时的速度为：v＝eq\r(2×10×1.8)m/s＝6m/s；(2)设向下为正，对与工件接触过程由动量定理可知Ft＝－mv2－mv1解得F＝－6.4×105N，负号说明方向向上；则依据牛顿第三定律可知，铁锤对工件的平均作用力为6.4×105N，方向向下。答案：(1)6m/s(2)6.4×105N，方向向下【补偿训练】一质量为0.5kg的物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示。物块以v0＝9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2。(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。【解析】(1)物块从A到B过程，由动能定理得－μmgsAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(B))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up11(2),\s\do4(0))代入数据解得μ＝0.32；(2)以向右为正方向，物块碰撞墙壁过程，由动量定理