2024-2025学年高中物理第十六章动量守恒定律第2节动量和动量定理课后作业含解析新人教版选修3-5

PAGE5-第2节动量和动量定理A组：合格性水平训练1．(对动量的理解)(多选)下列说法中正确的是()A．物体的动量变更，肯定是速度大小变更B．物体的动量变更，肯定是速度方向变更C．物体的运动状态变更，其动量肯定变更D．物体的速度方向变更，其动量肯定变更答案CD解析动量是矢量，动量的变更可能是大小变更，也可能是方向变更，故A、B错误；运动状态是用速度来描述的，运动状态变更时速度肯定变更，只要速度变更，不论是大小还是方向变更，动量都发生变更，故C、D正确。2．(对动量的理解)(多选)关于动量的概念，下列说法中正确的是()A．动量大的物体惯性肯定大B．动量大的物体肯定运动得快C．动量相同的物体运动方向肯定相同D．动量相同的物体速度小的惯性大答案CD解析惯性的大小只和物体的质量有关，依据p＝mv可知动量大的物体，质量不肯定大，所以惯性也不肯定大；同理，动量大的物体，速度不肯定大，即不肯定运动得快，A、B错误；动量是矢量，物体的动量相同，运动方向肯定相同，C正确；动量相同的状况下，速度越小，质量越大，故动量相同的物体速度小的惯性大，D正确。3．(动能与动量间的关系)两个具有相等动量的物体A、B，质量分别为m1和m2，且m1＞m2，则()A．B动能较大 B．A动能较大C．两物体动能相等 D．无法推断答案A解析物体动能与动量间的关系为Ek＝eq\f(p2,2m)，两个具有相等动量的物体A、B，质量分别为m1和m2，且m1＞m2，则EkA<EkB，即B物体的动能较大，故A正确。4．(对冲量的理解)对于力的冲量的说法，正确的是()A．作用在物体上的力越大，力的冲量就越大B．作用在物体上的力越大，力的冲量不肯定大C．力F1与作用时间t1的乘积F1t1等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同D．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t仍静止，则此推力的冲量为零答案B解析由冲量公式I＝Ft，可知作用在物体上的力大，作用时间不确定，故冲量不肯定大，A错误，B正确；冲量是矢量，F1与作用时间t1的乘积F1t1等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量大小相等，但方向不肯定相同，所以冲量不肯定相同，C错误；静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t仍静止，则此推力的冲量为Ft，与物体的速度无关，D错误。5．(冲量的理解与计算)某质量为m的物体在推力F的作用下没有运动，经时间t后()A．推力的冲量为零B．推力的冲量为FtcosθC．合力的冲量为FtD．重力的冲量为mgt答案D解析依据冲量的公式，在时间t内推力的冲量I1＝Ft，重力的冲量I2＝mgt，A、B错误，D正确；物体静止，合外力为零，则合力的冲量I3＝0，C错误。6．(动量定理的理解)假如物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同，则此物体的运动()A．是匀速运动B．可能是匀变速曲线运动C．不是匀变速直线运动D．可能是匀速圆周运动答案B解析依据冲量I＝Ft，在任何相等时间t内冲量I相同，说明作用在物体上的力F是恒力，因此物体做匀变速运动，其中包括匀变速直线运动和匀变速曲线运动，B正确，A、C错误。物体做匀速圆周运动时，所受向心力大小恒定，但方向指向圆心，是变力，D错误。7．(动量定理的应用)(2024·湖北省荆门市期末)质量是90kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性平安带的爱护，他被悬挂起来。已知平安带长5m，从起先绷直到拉伸至最长的缓冲时间是1.2s，取g＝10m/s2，则平安带所受的平均冲力的大小为()A．900N B．1200NC．1650N D．4500N答案C解析工人在平安带绷直前做自由落体运动，设弹性平安带绷直前瞬间，工人速度大小为v，则v＝eq\r(2gL)＝eq\r(2×10×5)m/s＝10m/s。设竖直向下为正方向，从平安带起先绷直到拉伸至最长，依据动量定理得(mg－eq\x\to(F))·Δt＝0－mv，其中eq\x\to(F)为弹性平安带的平均弹力大小，解得eq\x\to(F)＝1650N，依据牛顿第三定律，平安带所受的平均冲力大小为1650N，故C正确。8．(冲量的计算)一个质量为2kg的物体静止在水平桌面上，如图1所示，现在对该物体施加一个水平向右的拉力F，拉力F随时间t变更的图象如图2所示，已知物体在第1s内保持静止状态，第2s初起先做匀加速直线运动，则前3s内拉力F的冲量的大小为________。答案25N·s解析前3s内拉力F的冲量的大小为I＝F1t1＋F2t2＝5×1N·s＋10×2N·s＝25N·s。9．(动量定理的应用)质量是40kg的铁锤从5m的高处自由落下，打在一高度可忽视的水泥桩上没有反弹，与水泥桩撞击的时间是0.05s，不计空气阻力。求：撞击时铁锤对桩的平均冲击力的大小。答案8400N解析对自由下落过程，由动能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，对撞击过程，设竖直向上为正方向，由动量定理得(F－mg)t＝0－(－mv)，联立解得F＝8400N。依据牛顿第三定律可知铁锤对桩的平均冲击力的大小为F′＝F＝8400N。B组：等级性水平训练10．(对动量的理解)(多选)关于物体的动量，下列说法中正确的是()A．动量越大的物体，其惯性也越大B．同一物体的动量越大，其速度肯定越大C．物体的加速度不变，其动量肯定不变D．运动物体在任一时刻的动量方向肯定是该时刻的速度方向答案BD解析惯性大小的唯一量度是物体的质量，依据p＝mv可知物体的动量大，物体的质量可能很小，所以不能说动量越大的物体其惯性就越大，A错误；动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即p＝mv，同一物体的动量越大，其速度肯定越大，B正确；物体的加速度不变且不为零时，速度是变更的，物体的动量肯定变更，C错误；动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即p＝mv，动量是矢量，运动物体在任一时刻的动量的方向就是该时刻物体运动的方向，D正确。11．(冲量的理解与计算)如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中，两个物体具有的物理量相同的是()A．重力的冲量 B．弹力的冲量 C．刚到达底端时的动量 D．以上几个量都不同答案D解析物体在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a＝gsinβ，所用时间t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2h,sinβ)·\f(1,gsinβ))＝eq\f(1,sinβ)eq\r(\f(2h,g))，斜面的夹角不同，故所用时间不同，重力的冲量I1＝mgt不相等，A错误；冲量是矢量，而两物体所受弹力的方向不同，故弹力的冲量不同，B错误；由于到达斜面底端的速度方向不同，所以此时的动量也不相同，C错误；综上所述，D正确。12．(冲量的理解与计算)(多选)质量为m的物体，在水平面上以加速度a从静止起先运动，所受阻力是f，经过时间t，它的速度为v，在此过程中物体所受合外力的冲量是()A．ft B．mvC．mat D．(ma－f)t答案BC解析由牛顿其次定律可知合外力为F＝ma，所以合外力的冲量为mat；依据动量定理I＝mv－0，则合外力的冲量为I＝mv，故B、C正确。13．(动量定理的应用)一垒球手水平挥动球棒，迎面打击一以速度5m/s水平飞来的垒球，垒球随后在离打击点水平距离为30m的垒球场上落地。设垒球质量为0.18kg，打击点离地面高度为2.2m，球棒与垒球的作用时间为0.010s，重力加速度为9.9m/s2，求球棒对垒球的平均作用力的大小。答案900N解析由题意可知，垒球被击出后做平抛运动，竖直方向有h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有x＝vt，联立解得v＝45m/s。选取球被击出后的速度方向为正方向，则v0＝－5m/s，设平均作用力为F，由动量定理得Ft0＝mv－mv0，代入数据解得F＝900N。14．(质量连续变动问题)由喷泉中喷出的竖直水柱，把一个质量为M的垃圾筒顶在空中。若水以恒定的速率v0从面积为S的小孔中喷出，射向空中，在冲击垃圾筒底后以原速竖直溅下。将水的密度记为ρ，求垃圾筒在空中停留的高度h。答案eq\f(v\o\al(2,0),2g)－eq\f(g,8)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρv0S)))2解析小孔喷出的水在空中做竖直上抛运动，设水柱射到高度为h处时速度为v，由运动学公式有：veq\o\al(2,0)－v2＝2gh①每秒钟射到垃圾筒底的水的质量为：Δm＝ρv0S②设水对垃圾筒底冲击力的反作用力为f′，以Δm的水为探讨对象，取竖