人教版高中物理選修3-5同步練習(xí)：16.2動(dòng)量和動(dòng)量定理

1、課時(shí) 2 動(dòng)量和動(dòng)量定理對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū) P5一、選擇題1.關(guān)于物體的動(dòng)量，下列說(shuō)法中正確的是（）A. 運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向，一定是該時(shí)刻的速度方向B. 物體的動(dòng)能不變，其動(dòng)量一定不變C. 動(dòng)量越大的物體，其速度一定越大D. 物體的動(dòng)量越大，其慣性也越大答案 A解析動(dòng)量具有瞬時(shí)性，任一時(shí)刻物體動(dòng)量的方向，即為該時(shí)刻物體的速度 方向，A 正確；動(dòng)能不變，若速度方向變化，動(dòng)量也發(fā)生了變化， B 錯(cuò)誤；物體 動(dòng)量的大小由物體質(zhì)量及速度大小共同決定， 不是由物體的速度唯一決定，故物 體的動(dòng)量大，其速度不一定大，C 錯(cuò)誤；慣性由物體質(zhì)量決定，物體的動(dòng)量越大， 其質(zhì)量并不一定越大，慣性也不一定越大，

2、D 錯(cuò)誤。2.質(zhì)量為 0.5 kg 的物體，運(yùn)動(dòng)速度為 3 m/s,它在一個(gè)變力作用下速度變?yōu)? m/s，方向和原來(lái)方向相反，則這段時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量（）A. 大小為 5 kg m/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反B. 大小為 5 kg m/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同C. 大小為 2 kg m/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反D. 大小為 2 kg m/s，方向與原運(yùn)動(dòng)方向相同答案 A解析 以初速度的方向?yàn)檎较颍?由定義式Ap= mv mvo得 （ 7X0.5 3X0.5）kg m/s= 5 kg m/s，負(fù)號(hào)表示Ap 的方向與正方向相反。如圖所示，質(zhì)量為 m 的物體放在水平地面上，在與水平面成B角的拉力 F

3、作用下，物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， 經(jīng)過(guò)時(shí)間 t,速度達(dá)到 v,在這段時(shí)間內(nèi)拉力 F、重力 mg和合外力這三個(gè)力的沖量分別是 ()A. Ftcos0 0、 mv B. Ftcos0 0、0CFt、 0、 mv DFt、 mgt、 mv答案 D解析 根據(jù)沖量的定義可知，拉力 F 的沖量和重力 mg 的沖量分別為 Ft 和mgt;根據(jù)動(dòng)量定理，合外力的沖量等于動(dòng)量的變化量，即mv,選項(xiàng) D 正確。4.質(zhì)量為 m 的鋼球自高處落下，以速率 vi碰地，豎直向上彈回，碰撞時(shí)間極短，離地的速率為 V2。在碰撞過(guò)程中，鋼球受到的沖量的方向和大小為()A. 向下，m(vi V2)B.向下，m(vi+ V2)C.向上

4、，m(vi V2)D.向上，m(vi+ V2)答案 D解析 以初速度方向?yàn)檎较颍?由動(dòng)量定理，合外力的沖量等于動(dòng)量變化量，所以鋼球受到的沖量：l = mv2 mvi= m(v2+ vi)，負(fù)號(hào)表示方向與初速度方向相反。因此選 D 。5.籃球運(yùn)動(dòng)員接傳來(lái)的籃球時(shí) ，通常要先伸出兩臂迎接 ，手接觸到球后 ，兩臂隨球迅速引至胸前 ， 這樣做可以 ()A.減小球的動(dòng)能變化量 B.增加球的動(dòng)量變化率C.減小球的動(dòng)量變化量D .減小球?qū)κ值臎_力答案 D解析 籃球從傳來(lái)到接到胸前，動(dòng)能的變化量以及動(dòng)量的變化量是一定的，故 A、 C 錯(cuò)誤。手從接觸到球，兩臂隨球迅速引至胸前，延長(zhǎng)了球與手的作用時(shí)間，減小了球

5、對(duì)手的沖力，故 D 正確。動(dòng)量的變化率指的是合外力，故 B 錯(cuò)誤。6 (多選)下列關(guān)于動(dòng)量的說(shuō)法 ， 正確的是 ()A. 質(zhì)量大的物體，動(dòng)量一定大B. 質(zhì)量和速率都相同的物體，動(dòng)量一定相同C. 一個(gè)物體的速率改變，它的動(dòng)量一定改變D. 個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，它的動(dòng)量一定改變答案 CD解析 根據(jù)動(dòng)量的定義， 它是質(zhì)量和速度的乘積， 因此它由質(zhì)量和速度共同 決定，故 A 錯(cuò)誤；又因?yàn)閯?dòng)量是矢量，它的方向與速度的方向相同，而質(zhì)量和 速率都相同的物體，其動(dòng)量大小一定相同，但方向不一定相同，故 B 錯(cuò)誤；一 個(gè)物體的速率改變，則它的動(dòng)量大小就一定改變，故 C 正確；物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 變化，則它的速度就一定

6、發(fā)生了變化，它的動(dòng)量也就發(fā)生了變化，故 D 正確。 故選 C、D。7.(多選)關(guān)于動(dòng)量的變化 ，下列說(shuō)法正確的是 ()A. 在直線運(yùn)動(dòng)中，物體的速度增大時(shí)，動(dòng)量的增量Ap 的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同B. 在直線運(yùn)動(dòng)中，物體的速度減小時(shí)，動(dòng)量的增量Ap的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反C. 物體的速度大小不變時(shí)，動(dòng)量的增量Ap 為零D. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的增量一定不為零答案 ABD解析 在直線運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)物體的速度增大時(shí)，其末態(tài)動(dòng)量p2大于初態(tài)動(dòng)量pi，由矢量的運(yùn)算法則可知Ap= p2-pi0，與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，如圖甲所示， A 正確；在直線運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)物體速度減小時(shí)，p2Vpi，如圖乙所示，Ap與 pi或 p

7、2方向相反，B 正確；當(dāng)物體的速度大小不變時(shí)，其方向可能不變化，動(dòng)量可能不 變化，即 巾=0，也可能動(dòng)量大小不變而方向變化，比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此種情 況ApM0，C 錯(cuò)誤；當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量的方向變化，即動(dòng)量一定變化，Ap 一定不為零， D 正確。亡_-*-8-.-_._0力PiAp甲乙8.如圖所示，p、p分別表示物體受到?jīng)_量前、后的動(dòng)量，短線表示的動(dòng) 量大小為 15 kg m/s，長(zhǎng)線表示的動(dòng)量大小為 30 kg m/s，箭頭表示動(dòng)量的方向。 在下列所給的四種情況下，物體動(dòng)量改變量相同的是（）pp _P匸卩亠二二還確云” 乂丄29A B C D 答案 C解析 規(guī)定向右為正方向，中Api

8、= p p= 15 kg m/s 30 kgm/s= 45 kg m/s，中 巾2= p p= 30 kg m/s 15 kg m/s = 15 kg m/s，中Ap3= pp= 30 kg m/s 15 kgm/s= 45 kg m/s，中Ap4= p p= 15 kg m/s 30kgm/s= 15 kg m/s，所以巾相同的是，故 C 正確。9.（多選）恒力 F 作用在質(zhì)量為 m 的物體上，如圖所示，由于地面對(duì)物體的摩擦 力較大，沒(méi)有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間 t，下列說(shuō)法正確的是（）A.拉力 F 對(duì)物體的沖量大小為零B.拉力 F 對(duì)物體的沖量大小為 FtC. 拉力 F 對(duì)物體的沖量大小是 Ftc

9、osBD. 合力對(duì)物體的沖量大小為零答案 BD解析 對(duì)沖量的計(jì)算一定要分清求的是哪個(gè)力的沖量，是某一個(gè)力的沖量、還是合力的沖量。一個(gè)力的沖量與另一個(gè)力的沖量無(wú)關(guān)。故選B、 D10.物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.動(dòng)量的方向與受力方向相同B.動(dòng)量的方向與沖量的方向相同C. 動(dòng)量的增量方向與受力方向相同D. 動(dòng)量變化率的方向與速度方向相同答案 C解析 物體動(dòng)量的方向由物體的速度方向決定，只有物體動(dòng)量變化量 的增量）的方向才與沖量的方向相同，動(dòng)量變化率就是物體所受的合外力，其方向與速度方向無(wú)關(guān)，只有 C 項(xiàng)正確。11.（多選）對(duì)下列幾種物理現(xiàn)象的解釋，正確的是（）A.擊釘時(shí)，不用橡皮

10、錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕B.跳遠(yuǎn)時(shí)，在沙坑里填沙，是為了減小沖量C. 易碎品運(yùn)輸時(shí)，要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長(zhǎng)作用時(shí)間以減小作用力D. 在車內(nèi)推車推不動(dòng)，是因?yàn)楹贤饬_量為零答案 CD解析 擊釘時(shí)，不用橡皮錘是因?yàn)橄鹌ゅN與釘子的作用時(shí)間長(zhǎng)，作用力小；跳遠(yuǎn)時(shí)，在沙坑里填沙，是為了延長(zhǎng)人與地的接觸時(shí)間， 從而減小地面對(duì)人的沖 擊力，所以 A、B 錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理 Ft=Ap 知，當(dāng) 巾相同時(shí)，t 越長(zhǎng)，作用力 越小，C正確；車能否移動(dòng)取決于外力的作用，與內(nèi)部作用力無(wú)關(guān)，車不動(dòng)，說(shuō) 明車的動(dòng)量增量為零，由動(dòng)量定理知，合外力的沖量為零，D 正確。（多選）如圖所示，單擺擺球的質(zhì)量為

11、 m,擺球從最大位移 A 處由靜止釋放，擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn) B 時(shí)的速度大小為 V。重力加速度為 g，不計(jì)空氣阻力，則擺14.球從 A 運(yùn)動(dòng)到 B 的過(guò)程中()12A.重力做的功為 2mvB.重力的最大瞬時(shí)功率為 mgvC. 重力的沖量為 0D. 合力的沖量大小為 mv答案 AD解析 擺球從最大位移 A 處由靜止開(kāi)始釋放，擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn) B,根據(jù)動(dòng)12一 一 能定理得：W3 = 2mv2-0,故 A 正確；設(shè)擺球從 A 運(yùn)動(dòng)到B 的過(guò)程中某點(diǎn)重力的瞬時(shí)功率最大，此時(shí)速率 v v,設(shè)此時(shí)速度方向與豎直方向的夾角為 a,則有 P= mgv cosoa2,據(jù) h=?at可知 tivt2,重力是恒力，

12、其沖量大小 IG= mgt，可知上升過(guò)程中籃球受到的重力 的沖量較小，所以 A 正確，B 錯(cuò)誤。合外力的沖量大小等于動(dòng)量的改變量，由 于拋出時(shí)速度 vo大于回到拋出點(diǎn)時(shí)速度 v,故上升過(guò)程籃球動(dòng)量改變量大小大于 下降過(guò)程籃球動(dòng)量改變量大小，所以 D 正確，C 錯(cuò)誤。18.原來(lái)靜止的物體受合外力作用時(shí)間為2to，作用力隨時(shí)間的變化情況如圖所示，則（）A.0to時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變化與 to2to內(nèi)動(dòng)量變化相等B.0to時(shí)間內(nèi)物體的平均速率與 to2to內(nèi)平均速率不等C. t= 2to時(shí)物體的速度為零,夕卜力在 2to時(shí)間內(nèi)對(duì)物體的沖量為零D. 2to時(shí)間內(nèi)物體的位移為零，外力對(duì)物體做功為零答案 C

13、解析 oto與 to2to時(shí)間內(nèi)作用力方向不同，動(dòng)量變化量不相等，A 錯(cuò)誤;t = to時(shí)，物體速度最大，t = 2to時(shí)物體速度為零，由動(dòng)量定理 Ft = mAv 可得，F(xiàn)otoFoto= o,oto與 to2to時(shí)間內(nèi)物體平均速率相等，B 錯(cuò)誤，C 正確；物體先加速后減速，位移不為零，動(dòng)能變化量為零，外力對(duì)物體做功為零，D 錯(cuò)誤（多選）如圖所示，一物體分別沿三個(gè)傾角不同的光滑斜面由靜止開(kāi)始從頂端 下滑到底端 C、D、E 處，三個(gè)過(guò)程中重力的沖量依次為 li、I2、I3，動(dòng)量變化量 的大小依次為Api、A2、Ap3，則有（）A.三個(gè)過(guò)程中，合力的沖量大小相等，動(dòng)量的變化量大小相等B.三個(gè)過(guò)程

14、中，合力做的功相等，動(dòng)能的變化量相等C. |1|2|3，01=巾2=紳3D. Ill2l3，A)1AP2Ap3答案 ABC解析 由機(jī)械能守恒定律可知，物體下滑到底端C、D、E 的速度大小 v 相等，動(dòng)量變化量大小Ap= mv 相等，即 巾i=Ap2=Ap3；根據(jù)動(dòng)量定理，合力的 沖量等于動(dòng)量的變化量，故合力的沖量大小也相等，注意方向不同；設(shè)斜面的高h(yuǎn) 12度為 h,從頂端 A 下滑到底端 C,由 而二 2gs航，得物體下滑的時(shí)間 t 二；gSjn2所以B越小，sin2B越小，t 越大，重力的沖量 1 = mgt 就越大，故 Iil2l3,故 A、C 正確，D 錯(cuò)誤；物體下滑過(guò)程中只有重力做功，

15、故合力做的功相等，根 據(jù)動(dòng)能定理，動(dòng)能的變化量相等，故B 正確。二、非選擇題20.將質(zhì)量 m= 0.2 kg 的小球以水平速度 vo= 3 m/s 拋出，不計(jì)空氣阻力，g取 10 m/s2，求：(1) 拋出后 0.4 s 內(nèi)重力對(duì)小球的沖量；(2) 拋出 0.4 s 時(shí)小球的動(dòng)量；(3) 拋出后 0.4 s 內(nèi)小球動(dòng)量的變化量。答案(1)0.8 N s,方向豎直向下(2) 1 kg m/s，方向與水平方向成 53向下(3) 0.8 kg m/s，方向豎直向下解析(1)重力是恒力，0.4 s 內(nèi)重力對(duì)小球的沖量I=mgt=0.2x10X0.4 N s=0.8 N s，方向豎直向下。(2)0.4

16、s 時(shí)的速度v”vX+代v0+(gt32+( 10X0.4f m/s=5 m/s，Vv4設(shè)其方向與水平方向夾角為9,則 tan= vV=3,知 =53 由此知小球速vx3度方向與水平方向成 53 角。0. 4 s 時(shí)動(dòng)量 p = mv = 0.2x5 kg m/s= 1 kg m/s,方向與水平方向成 53 向下。(3)根據(jù)動(dòng)量定理知，這 0.4 s 內(nèi)小球動(dòng)量的變化量就是這 0.4 s 內(nèi)重力的沖量, 所以有巾=mg t=0.2x10 x0.4 kg m/s=0.8 kg m/s,方向與重力方向一致，豎直向下。21 .用 0.5 kg 的鐵錘把釘子釘進(jìn)木頭里,打擊時(shí)鐵錘的速度 v = 4.0

17、 m/s,如 果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?0,打擊的作用時(shí)間是 0.01 s,那么：(1) 不計(jì)鐵錘受的重力，鐵錘釘釘子的平均作用力是多大？(2) 考慮鐵錘受的重力,鐵錘釘釘子的平均作用力又是多大？(g 取 10 m/s2)(3) 比較(1)和(2),討論是否要考慮鐵錘的重力。答案 (1)200 N (2)205 N(3)見(jiàn)解析解析(1)以鐵錘為研究對(duì)象，不計(jì)重力時(shí)，只受釘子的作用力，方向豎直向上，設(shè)為 F1,取豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理可得F1t= 0-mv0.5X 4.0N0.01N由牛頓第三定律知鐵錘釘釘子的平均作用力為200 N，方向豎直向下(2)若考慮重力，設(shè)此時(shí)受釘子的作用力為F2,

18、取豎直向上為正方向。對(duì)鐵所以 F1= 200 N,方向豎直向上。錘應(yīng)用動(dòng)量定理，可得(F2 mg)t = 0 mv，所以 F2=0.5X 4.0001N+0.5X10N = 205 N,方向豎直向上。2由牛頓第三定律知，此時(shí)鐵錘釘釘子的平均作用力為 205 N,方向豎直向下|F2- Fi|(3)比較 Fi與 F2，其相對(duì)誤差為一亍X100%= 2.5%，可見(jiàn)本題中重力的 影響可忽略。22. 質(zhì)量為 0.1 kg 的彈性小球從高為 1.25 m 處自由下落至一光滑而堅(jiān)硬的水平板上，碰撞后彈回到 0.8 m 高處，碰撞時(shí)間為 0.01 s,求小球與水平板之間2的平均撞擊力為多少？ (g 取 10

19、m/s)答案 91 N解析 設(shè)小球與水平板碰撞前瞬間的速度為V1，碰撞后瞬間的速度為 V2，則 V1= 2gh1= 5 m/s，方向豎直向下。V2= 2gh2= 4 m/s，方向豎直向上。規(guī)定豎直向上為正方向，對(duì)碰撞過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理得：(F- mg)t= mv2(-mv1)解得：F = 91 N23. 如圖所示，在傾角a37勺斜面上，有一質(zhì)量為 5 kg 的物體沿斜面滑 下，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 尸 0.2，求物體下滑 2 s 的時(shí)間內(nèi)物體所受各力 的沖量。(g 取 10 m/s2，sin37 = 0.6，cos37= 0.8)答案 重力的沖量為 100 N s，方向豎直向下支持力的沖量為

20、 80 Ns,方向垂直于斜面向上摩擦力的沖量為 16 N s，方向沿斜面向上解析 物體沿斜面下滑過(guò)程中，受重力、支持力和摩擦力的作用，沖量I 二FAt，是矢量。重力的沖量 IG= GAt= mgAt= 5X10X2 N s= 100 N s,方向豎直向下。支持力的沖量 IFN=FNAt = mgcosa - tA=5X10X0.8X2 N s= 80 N s，方向垂2直于斜面向上。摩擦力的沖量 lFf= Ff&=卩mgosa詳 0.2X5X10X0.8X2 N s= 16 Ns,方向沿斜面向上。24. 質(zhì)量 m= 70 kg 的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從 h= 5.0 m 高處落到海綿墊上,經(jīng)A

21、ti=1 s后停止，則該運(yùn)動(dòng)員身體受到的平均沖力約為多少？如果是落到普通沙坑中,經(jīng)At2= 0.1 s 停下,則沙坑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均沖力約為多少？(g 取 10 m/s2)答案 1400 N 7700 N解析以從高處開(kāi)始落下到停止全過(guò)程為研究對(duì)象，初、末動(dòng)量的數(shù)值都是0,所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量為零，根據(jù)動(dòng)量定理，合力的沖量為零，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，物體下落到地面上所需要的時(shí)間是t=從開(kāi)始下落到落到海綿墊上停止時(shí)，mg(t+ At1)F A=0代入數(shù)據(jù)，解得 F = 1400 N下落到沙坑中時(shí)，mg(t +At2) FA=0代入數(shù)據(jù)，解得 F = 7700 No25. 采煤中有一種方法是用高壓水流將煤層擊碎將煤采下由槍口射出的高壓水流速度為 v,設(shè)水流垂直射向煤層的豎直表面，隨即順煤壁 豎直流下，求水流對(duì)煤層的壓強(qiáng)。(水的密度為P答案p2解析 設(shè)射向煤層的水流橫截面面積為 S,在時(shí)間At 內(nèi)有質(zhì)量為pV tA勺水撞擊煤層，動(dòng)量變?yōu)榱恪ＴO(shè)煤層對(duì)水流作用力為F，取煤層對(duì)水作用力方向?yàn)檎较?，?duì)于上述這部分水由動(dòng)量定理有F t=0( pVAt v)解得 F =pV2h= 1 so今有一采煤水槍由牛頓第三定律知，水流對(duì)煤層作用力大小F=F=pV2F2所以煤層表面受到水流的壓強(qiáng)為 ps 二 w2。26.在水平力 F = 30 N 的作用下，質(zhì)量 5 k