高中物理 16.2 动量和动量定理活页规范训练 新人教版选修3-5

动量和动量定理(时间：60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难对动量、冲量概念的理解1、2、53、4、6动量定理的应用7、98、10综合提升11、12、13知识点一对动量、冲量概念的理解1．下列关于动量的说法中正确的是()．A．同一物体的动量越大，则它的速度越大B．动量相同的物体，速度方向一定相同C．质量和速率相同的物体，其动量一定相同D．一个物体动量改变，则其速率不一定改变解析由动量的定义可知，对同一物体来说，动量越大，速度越大，选项A正确；根据动量的矢量性可知，动量的方向与速度的方向相同，所以动量相同的物体，速度方向一定相同，选项B正确；速率相同，速度的方向不一定相同，故动量的方向不一定相同，选项C错误；物体的动量改变，可能是动量的方向改变，而动量的大小保持不变，如匀速圆周运动，选项D正确．答案ABD2．关于物体的动量，下列说法中正确的是()．A．惯性越大的物体，它的动量也越大B．动量大的物体，它的速度不一定大C．物体的速度大小不变，则其动量也保持不变D．运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向解析动量的大小由质量和速度的大小决定，即p＝mv，惯性大则质量大，但动量不一定大，选项A错误；动量大的物体，可能是速度大，但也有可能是质量大，选项B正确；动量是矢量，其方向与速度方向相同，只有在速度大小、方向均不变时，其动量才保持不变，故选项C错误、D正确．答案BD3．若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则()．A．物体的动能不可能总是不变的B．物体的动量不可能总是不变的C．物体的加速度一定变化D．物体的速度方向一定变化解析由“合外力不为零”可知，物体不可能做匀速直线运动，其他各种情况皆可能存在．(1)当物体做匀速圆周运动时，动能不变，A错．(2)当合外力恒定时，加速度不变，故C错．(3)当物体做单向直线运动时，D错．答案B4．下列说法中正确的是()．A．根据F＝eq\f(Δp,Δt)，可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它所受的合外力B．力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的累积效应，是一个标量C．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零D．冲量的方向就是物体运动的方向解析用动量概念表示牛顿第二定律为F＝eq\f(Δp,Δt)，eq\f(Δp,Δt)表示物体动量的变化率，所以选项A正确；冲量是矢量，它的方向与力的方向一致，选项B错误；冲量是作用力对时间的积累效应，只要有力作用了一段时间，就有冲量，与物体的运动状态无关，选项C错误；冲量的方向与力的方向相同；但力的方向与物体运动的方向并不一定相同，选项D错误．答案A5．关于物体的动量和冲量，下列说法中正确的是()．A．物体所受合外力的冲量越大，它的动量也越大B．物体所受合外力的冲量不为零，它的动量一定要改变C．物体的动量增量的方向，就是它所受合外力的冲量的方向D．物体所受的合外力越大，它的动量变化越快解析由动量定理Ft＝p2－p1可知，物体的动量除了与物体受到的冲量有关以外，还跟物体的初状态有关，选项A错误；物体受到的冲量不为零，则物体的动量一定变化，选项B正确；物体受到的冲量不仅与动量的变化大小相等，方向也一定与动量的变化量方向相同，选项C正确；由动量定理可得F＝eq\f(p2－p1,t)，物体受到的合外力越大，动量变化越快，选项D正确．答案BCD图166．如图16-2-2所示，一个物体在与水平方向成时间t，则()．A．拉力F对物体的冲量大小为FtB．拉力对物体的冲量大小为FtsinθC．摩擦力对物体的冲量大小为FtsinθD．合外力对物体的冲量大小为零解析求冲量时，必须明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量．本题中，作用的时间都是一样的，求力F对物体的冲量就是Ft，所以A正确、B错误；物体受到的摩擦力Ff＝Fcosθ，所以，摩擦力对物体的冲量大小为Fft＝Fcosθ·t，C错；物体匀速运动，合外力为零，所以合外力对物体的冲量大小为零，D对．正确选项为A、D.答案AD知识点二动量定理的应用7．从高处跳到低处时，为了安全，一般都是让脚尖着地，这样做是为了()．A．减小冲量B．减小动量的变化量C．增大与地面的冲击时间，从而减小冲力D．增大人对地面的压强，起到安全作用解析脚尖先着地，接着逐渐到整只脚着地，延缓了人落地时动量变化所用的时间，依动量定理可知，人落地动量变化一定，这样就减小了地面对人的冲力，故C正确．答案C8．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护，使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为()．A．500NB．1100NC．600ND．100N解析选取人为研究对象，人下落过程中由v2＝2gh，v＝10m/s，缓冲过程由动量定理得(F－mg)t＝mv，F＝eq\f(mv,t)＋mg＝1100N．由牛顿第三定律可知，安全带所受的平均冲力为1100N.答案B图169．质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图16-10s内和后10s内所受外力的冲量分别是()．A．10N·s,10N·sB．10N·s，－10N·sC．0,10N·sD．0，－10N·s解析由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相等，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内p3＝－5kg·m/s，I2＝p3－p2＝－10N·s，故选D.答案D10．一个铁球，从静止状态由10m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4s，该铁球的质量为336g，求从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量为多少？从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量为多少？(保留两位小数，g取10m/s2)解析小球自由下落10m所用的时间是t1＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×10,10))s＝eq\r(2)s，重力的冲量IG＝mgt1＝0.336×10×eq\r(2)N·s＝4.75N·s，方向竖直向下．设向下为正方向，对小球从静止开始运动至停在泥潭中的全过程运用动量定理得mg(t1＋t2)－Ft2＝0.泥潭的阻力F对小球的冲量Ft2＝mg(t1＋t2)＝0.336×10×(eq\r(2)＋0.4)N·s＝6.10N·s，方向竖直向上．答案4.75N·s竖直向下6.10N·s竖直向上图1611．质量都是1kg的物体A、B，中间用一轻质弹簧连接，放在光滑的水平地面上．现使B物体靠在墙上，用力推物体A压缩弹簧，如图16-2-4所示．这个过程中外力做功为8J，待系统静止后突然撤去外力．从撤去外力到弹簧第一次恢复到原长时B物体的动量为________．当A、解析根据能量守恒，当弹簧恢复原长时，物体A的动能为8J，则A的动量为pA＝eq\r(2mEk)＝eq\r(2×1×8)kg·m/s＝4kg·m/s，此时的B速度仍为零，因此动量也为零；以后A、B相互作用，遵循动量守恒定律，当两者距离最大时具有共同速度，由动量守恒：pA＝2mv，解得：v＝2m/s.答案0212．将质量m＝0.2kg的小球以水平速度v0＝3m/s抛出，不计空气阻力，g取10m/s2，(1)抛出后0.4s内重力对小球的冲量．(2)抛出0.4s时小球的动量．(3)抛出后0.4s内小球动量的变化量．解析(1)重力是恒力，0.4s内重力对小球的冲量I＝mgt＝0.2×10×0.4N·s＝0.8N·s方向竖直向下．(2)0.4s时的速度：v′＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋gt2)＝eq\r(32＋10×0.42)m/s＝5m/s方向与水平方向的夹角为θ，则tanθ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(4,3)，θ＝53°.由此知小球速度方向与水平方向成53°角向下．0．4s时动量p′＝mv′＝0.2×5kg·m/s＝1kg方向与水平方向成53°角向下．(3)方法一(用定义式求)：如图所示Δp＝p′－p由矢量减法得Δp就是连接p′与p的线段的长度，由几何关系得Δp＝p′sin53°＝0.2×5×eq\f(4,5)kg·m/s＝0.8kg·m/s方向竖直向下．方法二(用动量定理求)：根据动量定理知，0.4s内小球动量的变化量就是这0.4s内重力的冲量，所以有Δp＝mg·t＝0.2×10×0.4kg·m/s＝0.8kg·m/s方向与重力方向一致，竖直向下．答案(1)0.8N·s，方向竖直向下(2)1kg·m/s，(3)0.8kg·m/s，13．一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后连为一体，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前的速度约为30m/s，求：(1)车祸中车内质量约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作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？解析(1)两车相撞时认为人与车一起做匀