2024-2025学年高中物理课时分层作业1动量和动量定理含解析新人教版选修3-5

PAGE6-课时分层作业(一)(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．(多选)下列关于动量的说法正确的是()A．质量大的物体，动量确定大B．质量和速率都相等的物体，动量确定相同C．质量确定的物体的速率变更，它的动量确定变更D．质量确定的物体的运动状态变更，它的动量确定变更[解析]依据动量的定义，它是质量和速度的乘积，因此它由质量和速度共同确定，选项A错误；又因为动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，而质量和速率都相等的物体，其动量大小确定相等，但方向不确定相同，选项B错误；质量确定的物体的速率变更，则它的动量大小就确定变更，选项C正确；质量确定的物体的运动状态变更，它的速度就确定变更，它的动量也就变更，选项D正确．[答案]CD2．(多选)下面关于物体动量和冲量的说法正确的是()A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量确定要变更C．物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向D．物体所受合外力越大，它的动量变更就越快[解析]由Ft＝Δp知，Ft≠0，Δp≠0，即动量确定变更，Ft越大，Δp越大，但动量不确定大，它还与初态的动量有关，故A错误，B正确；冲量不仅与Δp大小相等，而且方向相同，所以C正确；由F＝eq\f(Δp,Δt)知，物体所受合外力越大，动量的变更率eq\f(Δp,Δt)越大，即动量变更越快，D正确．[答案]BCD3．(多选)在任何相等时间内，物体动量的变更量总是相等的运动可能是()A．匀速圆周运动 B．匀变速直线运动C．自由落体运动 D．平抛运动[解析]物体做匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变．由动量定理可知，它们在任何相等时间内的动量变更量总相等，而物体做匀速圆周运动合外力是变力，故B、C、D均正确，A错误．[答案]BCD4．(多选)如图所示，铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点，其次次以速度2v抽出纸条，则()A．铁块落地点在P点左边B．铁块落地点在P点右边C．其次次纸条与铁块的作用时间比第一次短D．其次次纸条与铁块的作用时间比第一次长[解析]以不同的速度抽出纸条时，铁块所受摩擦力相同，抽出纸条的速度越大，铁块与纸条相互作用的时间越短，铁块受到合力的冲量越小，故铁块获得的速度越小，铁块平抛的水平位移越小，所以选项A、C正确．[答案]AC5．(多选)对于一个质量不变的物体，下列说法正确的是()A．物体的动量发生变更，其动能确定变更B．物体的动量发生变更，其动能不确定变更C．物体的动能发生变更，其动量确定变更D．物体的动能发生变更，其动量不确定变更[解析]当质量不变的物体的动量发生变更时，可以是速度的大小发生变更，也可以是速度的方向发生变更，还可以是速度的大小和方向都发生变更．当物体的速度方向发生变更而速度的大小不变时，物体的动量(矢量)发生变更，但动能(标量)并不发生变更，选项A错误、B正确．当质量不变的物体的动能发生变更时，必定是其速度的大小发生了变更，而无论其速度方向是否变更，物体的动量必定发生变更，选项C正确、D错误．[答案]BC6．(多选)关于冲量，下列说法正确的是()A．冲量是物体动量变更的缘由B．作用在静止的物体上的力的冲量确定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向与力的方向相同[解析]力作用一段时间便有了冲量，而力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变更，物体的动量也发生了变更，因此说冲量使物体的动量发生了变更，选项A正确．只要有力作用在物体上，经验一段时间，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＝Ft与物体动量的大小p＝mv无关，选项C不正确．冲量是矢量，其方向与力的方向相同，D正确．[答案]AD二、非选择题(共14分)7．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′.[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)gt2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方向竖直向下由动量定理得Δp＝I＝10N·s，方向竖直向下．(3)小球落地时竖直分速度为vy＝gt＝10m/s.由速度合成知，落地速度v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(102＋102)m/s＝10eq\r(2)m/s所以小球落地时的动量大小为p′＝mv＝10eq\r(2)kg·m/s方向与水平方向的夹角为45°.[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方向与水平方向的夹角为45°[实力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．(多选)对于质量确定的物体，下列说法正确的是()A．假如物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变B．运动物体在任一时刻的动量方向，确定是该时刻的速度方向C．物体的动量发生变更，则合外力确定对物体做了功D．物体的动能发生变更，其动量确定发生变更[解析]动量是矢量，只要速度方向变更，动量也发生变更，A错误；动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，B正确；物体的动量发生变更，可能是速度的大小、方向中有一个量或两个量发生了变更，物体确定受到了力的作用，但此力不确定做功，C错误；物体的动能发生变更，则其速度大小确定变更，其动量确定变更，D正确．[答案]BD2．(多选)“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是()A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能先增大后减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力大于人所受的重力[解析]从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，人先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，加速度等于零时，速度最大，故人的动量和动能都是先增大后减小，加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时)速度最大，动量和动能最大，在最低点时人具有向上的加速度，绳对人的拉力大于人所受的重力．绳的拉力方向始终向上与运动方向相反，故绳对人的冲量方向始终向上，绳对人的拉力始终做负功．故选项A、B、D正确，选项C错误．[答案]ABD3．(多选)如图所示，放在水平地面上的物体受到的合外力随时间变更的关系，若物体起先时是静止的，则前3s内()A．物体的位移为0B．物体的动量变更量为0C．物体的动能变更量为0D．物体的机械能变更量为0[解析]第1s内F＝20N，第2、3s内F＝－10N，物体先加速、后减速，在第3s末速度为零，物体的位移不为零，A错误；依据动量定理I＝Δp，前3s内，动量的变更量为零，B正确；由于初速度和末速度都为零，因此动能变更量也为零，C正确；但物体的重力势能是否变更不能推断，因此物体的机械能是否变更不能确定，D错误．[答案]BC4．(多选)如图所示，用承受极限为14N且长为l＝1m的轻绳拴接一质量为m＝1kg的小球，轻绳的另一端固定在天花板上，假如给小球一水平的冲量的瞬间轻绳断裂，重力加速度g＝10m/s2，则冲量的可能值为()A．2N·s B．3N·sC．1N·s D．1.5N·s[解析]要使轻绳断裂，则轻绳的拉力至少要达到最大值F＝14N，此时恰好由绳子的最大拉力和重力的合力供应向心力，依据牛顿其次定律有F－mg＝meq\f(v2,l)，代入数据得v＝2m/s，由动量定理得I＝Δp＝mv－0＝1×2N·s＝2N·s，所以作用在小球上的水平冲量至少应为2N·s，AB正确．[答案]AB二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力微小，可以忽视不计．可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝2kg.现对A施加一个水平向右的恒力F＝10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下接着运动，碰撞后经时间t＝0.6s，二者的速度达到vt＝2m/s.求：(1)A起先运动时加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小．[解析](1)以A为探讨对象，由牛顿其次定律有F＝mAa ①代入数据解得a＝2.5m/s2. ②(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6s的过程，由动量定理得Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v ③代入数据解得v＝1m/s. ④[答案](1)2.5m/s2(2)1m/s6．(13分)一质量为0.5kg的小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0.0