2021高中物理-1.1-1.2-碰撞-动量-每课一练(教科版选修3-5)

1碰撞2动量(时间：60分钟)题组一对弹性碰撞和非弹性碰撞的理解1．下列属于弹性碰撞的是 ()A．钢球A与钢球BB．钢球A与橡皮泥球BC．橡皮泥球A与橡皮泥球BD．木球A与钢球B答案A解析钢球A与钢球B发生碰撞，形变能够恢复，属于弹性碰撞，A对；钢球A与橡皮泥球B、橡皮泥球A与橡皮泥球B碰撞，形变不能恢复，即碰后粘在一起，是完全非弹性碰撞，B、C错；木球A与钢球B碰撞，形变部分能够恢复，属于非弹性碰撞，D错．2．在光滑的水平面上，动能为E0的钢球1与静止钢球2发生碰撞，碰后球1反向运动，其动能大小记为E1，球2的动能大小记为E2，则必有 ()A．E1＜E0 B．E1＝E0C．E2＞E0 D．E2＝E0答案A解析依据碰撞前后动能关系得E1＋E2≤E0，必有E1＜E0，E2＜E0.故只有A项对．题组二对动量和冲量的理解3．下列说法中正确的是 ()A．物体的速度大小转变时，物体的动量确定转变B．物体的速度方向转变时，其动量不愿定转变C．物体的动量不变，其速度确定不变D．运动物体在任一时刻的动量方向，确定与该时刻的速度方向相同答案ACD4．(2022·西安高二期末)下列说法正确的是 ()A．动能为零时，物体确定处于平衡状态B．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动C．物体所受合外力不变时，其动量确定不变D．动能不变，物体的动量确定不变答案B解析动能为零时，速度为零，而加速度不愿定等于零，物体不愿定处于平衡状态，选项A错误；物体受恒力，也可能做曲线运动．如平抛运动，选项B正确；合外力不变，加速度不变，速度均匀变化，动量确定变化，C项错误；动能不变，若速度的方向变化，动量就变化，选项D错误．5．如图1－1、2－4所示甲、乙两种状况中，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 ()图1－1、2－4A．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．以上三种状况都有可能答案C解析甲、乙两种状况下人对绳子的拉力相等，由冲量的定义式p＝Ft可知，两冲量相等，只有选项C是正确的．题组三动量定理的理解及定性分析6．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上简洁打碎，而掉在草地上不简洁打碎，其缘由是 ()A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B．掉在水泥地上的玻璃杯动量转变大，掉在草地上的玻璃杯动量转变小C．掉在水泥地上的玻璃杯动量转变快，掉在草地上的玻璃杯动量转变慢D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长答案CD解析杯子是否被撞碎，取决于撞击地面时，地面对杯子的撞击力大小．规定竖直向上为正方向，设玻璃杯下落高度为h，它们从h高度落地瞬间的速度大小为eq\r(2gh)，设玻璃杯的质量为m，则落地前瞬间的动量大小为p＝meq\r(2gh)，与水泥或草地接触Δt时间后，杯子停下，在此过程中，玻璃杯的动量变化Δp＝－(－meq\r(2gh))相同，再由动量定理可知(F－mg)·Δt＝－(－meq\r(2gh))，所以F＝eq\f(m\r(2gh),Δt)＋mg.由此可知，Δt越小，玻璃杯所受撞击力越大，玻璃杯就越简洁碎，杯子掉在草地上作用时间较长，动量变化慢，作用力小，因此玻璃杯不易碎．7．从高处跳到低处时，为了平安，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，起到平安作用答案C解析脚尖先着地，接着渐渐到整只脚着地，延缓了人落地时动量变化所用的时间，由动量定理可知，人落地动量变化确定，这样就减小了地面对人的冲力，故C正确．8．质量为m的钢球自高处落下，以速度大小v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速度大小为v2.在碰撞过程中，地面对钢球的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)答案D解析物体以大小为v1的竖直速度与地面碰撞后以大小为v2的速度反弹．物体在与地面碰撞过程的初、末状态动量皆已确定．依据动量定理便可以求出碰撞过程中钢球受到的冲量．设垂直地面对上的方向为正方向，对钢球应用动量定理得Ft－mgt＝mv2－(－mv1)＝mv2＋mv1由于碰撞时间极短，t趋于零，则mgt趋于零．所以Ft＝m(v2＋v1)，即弹力的冲量方向向上，大小为m(v2＋v1)．题组四动量定理的有关计算9.图1－1、2－5质量为0.5kg的小球沿光滑水平面以5m/s的速度冲向墙壁后又以4m/s的速度反向弹回，如图1－1、2－5所示，若球跟墙的作用时间为0.05s，则小球所受到的平均作用力大小为________N.图1－1、2－5答案90解析选定小球与墙碰撞的过程，取v1的方向为正方向，对小球应用动量定理得Ft＝－mv2－mv1所以，F＝eq\f(－mv2－mv1,t)＝eq\f(－0.5×4－0.5×5,0.05)N＝－90N“－”号说明F的方向向左．10.图1－1、2－6如图1－1、2－6所示，质量为1kg的钢球从5m高处自由下落，又反弹到离地面3.2m高处，若钢球和地面之间的作用时间为0.1s，求钢球对地面的平均作用力大小．(g取10m/s2)图1－1、2－6答案190N解析钢球落到地面时的速度大小为v0＝eq\r(2gh1)＝10m/s，反弹时向上运动的速度大小为vt＝eq\r(2gh2)＝8m/s，分析物体和地面的作用过程，取向上为正方向，因此有v0的方向为负方向，vt的方向为正方向，再依据动量定理得(FN－mg)t＝mvt－(－mv0)，代入数据，解得FN＝190N，由牛顿第三定律知钢球对地面的平均作用力大小为190N.11．一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，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)假设两车相撞时人与车一起做匀减速运动，试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有平安带，平安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，则由x＝eq\f(v0,2)t得，t＝eq\f(2x,v0)＝eq\f(1,30)s.依据动量定理得Ft＝Δp＝－mv0，解得F＝eq\f(－mv0,t)＝eq\f(－60×30,\f(1,30))N＝－5.4×104N，与运动方向相反．(2)若人系有平安带，则F′＝eq\f(－mv0,t′)＝eq\f(－60×30,1)N＝－1.8×103N，与运动方向相反．12．将质量为m＝1kg的小球，从距水平地面高h＝5m处，以v0＝10m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10m/s2.求：(1)抛出后0.4s内重力对小球的冲量；(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp；(3)小球落地时的动量p′的大小．答案(1)4N·s方向竖直向下(2)10N·s方向竖直向下(3)10eq\r(2)kg·m/s解析(1)重力是恒力，0.4s内重力对小球的冲量I＝mgt＝1×10×0.4N·s＝4N·s方向竖直向下．(2)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故h＝eq\f(1,2)gt′2，落地时间t′＝eq\r(\f(2h,g))＝1s.小球飞行过程中只受重力作用，所以合外力的冲量为I′＝mgt′＝1×10×1N·s＝10N·s，方向