新教材適用2023-2024學(xué)年高中物理第一章動量與動量守恒定律2.動量定理課后訓(xùn)練教科版選擇性必修第一冊

2.動量定理課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于動量,下列說法正確的是()A.速度大的物體,它的動量一定也大B.動量大的物體,它的速度一定也大C.只要物體運(yùn)動的速度大小不變,物體的動量也保持不變D.質(zhì)量一定的物體,動量變化越大,該物體的速度變化一定越大答案:D解析:動量由質(zhì)量和速度共同決定,只有質(zhì)量和速度的乘積大,動量才大,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤;動量是矢量,只要速度方向變化,動量也發(fā)生變化,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由Δp=mΔv知選項(xiàng)D正確。2.對于力的沖量,下列說法正確的是()A.力越大,力的沖量就越大B.作用在物體上的力大,力的沖量不一定大C.若力F1大小與其作用時(shí)間t1的乘積F1t1等于力F2大小與其作用時(shí)間t2的乘積F2t2,則這兩個(gè)力的沖量相同D.靜置于地面的物體受到水平推力F的作用,經(jīng)時(shí)間t物體仍靜止,則此推力的沖量為零答案:B解析:力的沖量I=Ft,與力和時(shí)間兩個(gè)因素有關(guān),力大而作用時(shí)間短,沖量不一定大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;沖量是矢量,既有大小也有方向,沖量相同是指大小和方向都相同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;沖量的大小與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度v抽出紙條后,鐵塊掉到地面上的P點(diǎn),若以速度2v抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)()A.仍在P點(diǎn)B.在P點(diǎn)左側(cè)C.在P點(diǎn)右側(cè)不遠(yuǎn)處D.在P點(diǎn)右側(cè)原水平位移的兩倍處答案:B解析:以速度2v抽出紙條時(shí),紙條對鐵塊的作用時(shí)間變短,而紙條對鐵塊的作用力不變,故與以速度v抽出相比,紙條對鐵塊的沖量I減小,鐵塊獲得的動量減小,平拋的初速度減小,水平射程減小,故落在P點(diǎn)的左側(cè)。4.如圖所示,跳水運(yùn)動員從某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知運(yùn)動員的質(zhì)量m=70kg,初速度v0=5m/s,若經(jīng)過1s時(shí),速度為v=55m/s,則在此過程中,運(yùn)動員動量的變化量為(g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力)()A.700kg·m/sB.3505kg·m/sC.350(5-1)kg·m/sD.350(5+1)kg·m/s答案:A解析:根據(jù)動量定理得Δp=F合t,即Δp=mgt=70×10×1kg·m/s=700kg·m/s,故選項(xiàng)A正確。5.(原創(chuàng)題)圖(a)是在機(jī)械上經(jīng)常應(yīng)用的力傳感器,該傳感器適用力的控制及測量,更可裝入儀器內(nèi)部,以便對工作過程中的力進(jìn)行監(jiān)控,某工程師在應(yīng)用水平拉力進(jìn)行微小測量時(shí)得到拉力F的F-t圖像(忽略水平面摩擦力),如圖(b)所示,已知物體質(zhì)量為0.5kg,則4s末的速度是()(a)(b)A.0.5m/s B.1m/sC.2m/s D.3m/s答案:C解析:由動量定理可知,F1t1+0+F2t2+F3t3=mv-0,得v=F1t1+0+F26.人們常說“滴水穿石”,請你根據(jù)下面所提供的信息,估算水對石頭的沖擊力的大小。一瀑布落差為h=20m,水流量為Q=0.10m3/s,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水在最高點(diǎn)和落至石頭上后的速度都認(rèn)為是零。落在石頭上的水立即流走,在討論石頭對水的作用時(shí)可以不考慮水的重力,g取10m/s2。答案:2×103N解析:設(shè)水滴下落與石頭碰前速度為v,則有mgh=12mv設(shè)時(shí)間Δt內(nèi)有質(zhì)量為Δm的水沖到石頭上,石頭對水的作用力為F,由動量定理得-FΔt=0-Δmv又因Δm=ρQΔt聯(lián)立得F=ρQ2gh=2×10由牛頓第三定律,水對石頭的作用力為F'=F=2×103N。能力提升1.質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動,其速度—時(shí)間圖像如圖所示,則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受合外力的沖量分別是()A.10N·s,10N·sB.10N·s,-10N·sC.0,10N·sD.0,-10N·s答案:D解析:由題圖可知,在前10s內(nèi)初、末狀態(tài)的動量相同,p1=p2=5kg·m/s,由動量定理知I1=0;在后10s內(nèi)末狀態(tài)的動量p3=-5kg·m/s,由動量定理得I2=p3-p2=-10N·s,故D正確。2.太空中的塵埃對飛船的碰撞會阻礙飛船的飛行,質(zhì)量為M的飛船飛入太空塵埃密集區(qū)域時(shí),需要開動引擎提供大小為F的平均推力才能維持飛船以恒定速度v勻速飛行。已知塵埃與飛船碰撞后將完全黏附在飛船上,則在太空塵埃密集區(qū)域單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為()A.M+Fv B.FC.M-Fv D.答案:D解析:設(shè)單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上塵埃的質(zhì)量為m,以單位時(shí)間內(nèi)黏附在飛船上的塵埃為研究對象,根據(jù)動量定理有Ft=mv-0,其中t=1s,可得m=Fv,D3.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開始釋放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)速度減為零。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。關(guān)于小球下落的整個(gè)過程,下列說法正確的是()A.小球的機(jī)械能減少了mg(H+h)B.小球克服阻力做的功為mghC.小球所受阻力的沖量大于m2D.小球動量的變化量等于所受阻力的沖量答案:AC解析:小球在整個(gè)過程中,動能變化量為零,重力勢能減小mg(H+h),則小球的機(jī)械能減小了mg(H+h),所以A正確;對全過程運(yùn)用動能定理得mg(H+h)-Wf=0,則小球克服阻力做功Wf=mg(H+h),故B錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動學(xué)規(guī)律,小球落到地面的速度v=2gH,對進(jìn)入泥潭的過程運(yùn)用動量定理得IG-IF=0-m2gH,可知阻力的沖量為IF=IG+m2gH,即大于m2gH,故C正確;對全過程分析,運(yùn)用動量定理知,動量的變化量等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和4.圖(a)為雜技中的“頂竿”表演,水平地面上演員B用肩部頂住一根長直竹竿,另一演員A爬至竹竿頂端完成各種動作。某次頂竿表演結(jié)束后,演員A自竿頂由靜止開始下落?；礁偷讜r(shí)速度正好為零,然后屈腿跳到地面上,演員A、B質(zhì)量均為50kg,長竹竿質(zhì)量為5kg,A下滑的過程中速度隨時(shí)間變化的圖像如圖(b)所示。重力加速度g取10m/s2,下列說法正確的是()(a)(b)A.竹竿的總長度約為3mB.0~6s內(nèi),演員B對地面的壓力大小始終為1050NC.0~6s內(nèi),竹竿對演員B的壓力的沖量大小為3300N·sD.演員A落地時(shí)向下屈腿,是為了縮短作用時(shí)間以減小地面的沖擊力答案:C解析:由v-t圖像可知竹竿的總長度l=12×2×6m=6m,故A錯(cuò)誤;演員A在0~4s內(nèi),加速向下運(yùn)動,屬于失重,在4~6s內(nèi),加速度向上,屬于超重,則0~6s內(nèi),演員B對地面的壓力大小改變,故B錯(cuò)誤;在0~4s內(nèi),由圖像可知加速度為a1=0.5m/s2,則mg-Ff1=ma1,解得Ff1=475N,此過程竹竿對演員B的壓力FN1=Ff1+m1g=525N,在4~6s內(nèi),由圖像可知加速度為a2=-1m/s2,則mg-Ff2=ma2,解得Ff2=550N,此過程竹竿對演員B的壓力FN2=Ff2+m1g=600N,所以0~6s內(nèi),竹竿對演員B的壓力的沖量大小為I=I1+I2=525×4N·s+600×2N·s=3300N·s,故C正確;演員A落地時(shí)向下屈腿,是為了延長作用時(shí)間以減小地面的沖擊力,故D5.(原創(chuàng)題)(多選)在某次機(jī)車檢測中,機(jī)車與拖車脫鉤發(fā)生狀況。如圖所示,質(zhì)量為M的機(jī)車帶著質(zhì)量為m的拖車在平直軌道上以加速度a勻加速前進(jìn),當(dāng)速度為v0時(shí)拖車突然與機(jī)車脫鉤,到拖車停下瞬間司機(jī)才發(fā)現(xiàn)。若機(jī)車的牽引力一直未變,車與路面間的動摩擦因數(shù)為μ,則從脫鉤到拖車剛停下的過程中,下列說法正確的是()A.機(jī)車和拖車整體所受合外力為零B.機(jī)車和拖車整體機(jī)械能守恒C.從脫鉤到拖車剛停下用時(shí)vD.拖車剛停下時(shí)機(jī)車的速度為(M+答案:CD解析:機(jī)車和拖車整體所受合外力不為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;機(jī)車和拖車整體除重力之外的其他力做功之和大于零,系統(tǒng)機(jī)械能增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;以拖車為研究對象,由牛頓第二定律得-μmg=ma',則a'=-μg,由-v0=a't得,拖車脫鉤后到停止經(jīng)歷的時(shí)間為t=v0μg,選項(xiàng)C正確;全過程系統(tǒng)受到的合外力始終為(M+m)a,末狀態(tài)拖車的動量為零,全過程對系統(tǒng)應(yīng)用動量定理可得(M+m)a·v0μg=Mv'-(M+m)v0,解得v'=(M+6.為了研究臺風(fēng)的危害,某同學(xué)找來橫截面積為0.5m2的立方體物塊模擬人體,質(zhì)量為60kg,物塊放在水平地面上,物塊與地面的動摩擦因數(shù)為0.1,假設(shè)風(fēng)垂直吹在橫截面上,風(fēng)與物塊接觸后相對物塊四散(空氣沿物塊運(yùn)動方向無相對速度),整個(gè)過程中物塊無翻滾,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,空氣密度約為1.2kg/m3,重力加速度g取10m/s2。試估算:(1)風(fēng)速至少為多大時(shí),可以把物塊吹動?(2)若物塊前方無任何障礙物,15級(50m/s)風(fēng)持續(xù)吹物塊,物塊能獲得的最大速度為多大?答案:(1)10m/s(2)40m/s解析:(1)若能把物塊吹動,則風(fēng)給物塊的作用力至少應(yīng)等于最大靜摩擦力,最大靜摩擦力為Ff=μmg=0.1×600N=60N①設(shè)風(fēng)給物塊的力為F,則物塊給風(fēng)的力也為F,選擇極短時(shí)間Δt時(shí)間內(nèi)吹到物塊上的風(fēng)為研究對象,根據(jù)動量定理得FΔ