2021高中物理-1.1-1.2-碰撞-動量-每課一練(教科版選修3-5)

1碰撞2動量(時間：60分鐘)題組一對彈性碰撞和非彈性碰撞的理解1．下列屬于彈性碰撞的是 ()A．鋼球A與鋼球BB．鋼球A與橡皮泥球BC．橡皮泥球A與橡皮泥球BD．木球A與鋼球B答案A解析鋼球A與鋼球B發(fā)生碰撞，形變能夠恢復(fù)，屬于彈性碰撞，A對；鋼球A與橡皮泥球B、橡皮泥球A與橡皮泥球B碰撞，形變不能恢復(fù)，即碰后粘在一起，是完全非彈性碰撞，B、C錯；木球A與鋼球B碰撞，形變部分能夠恢復(fù)，屬于非彈性碰撞，D錯．2．在光滑的水平面上，動能為E0的鋼球1與靜止鋼球2發(fā)生碰撞，碰后球1反向運(yùn)動，其動能大小記為E1，球2的動能大小記為E2，則必有 ()A．E1＜E0 B．E1＝E0C．E2＞E0 D．E2＝E0答案A解析依據(jù)碰撞前后動能關(guān)系得E1＋E2≤E0，必有E1＜E0，E2＜E0.故只有A項(xiàng)對．題組二對動量和沖量的理解3．下列說法中正確的是 ()A．物體的速度大小轉(zhuǎn)變時，物體的動量確定轉(zhuǎn)變B．物體的速度方向轉(zhuǎn)變時，其動量不愿定轉(zhuǎn)變C．物體的動量不變，其速度確定不變D．運(yùn)動物體在任一時刻的動量方向，確定與該時刻的速度方向相同答案ACD4．(2022·西安高二期末)下列說法正確的是 ()A．動能為零時，物體確定處于平衡狀態(tài)B．物體受到恒力的沖量也可能做曲線運(yùn)動C．物體所受合外力不變時，其動量確定不變D．動能不變，物體的動量確定不變答案B解析動能為零時，速度為零，而加速度不愿定等于零，物體不愿定處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)A錯誤；物體受恒力，也可能做曲線運(yùn)動．如平拋運(yùn)動，選項(xiàng)B正確；合外力不變，加速度不變，速度均勻變化，動量確定變化，C項(xiàng)錯誤；動能不變，若速度的方向變化，動量就變化，選項(xiàng)D錯誤．5．如圖1－1、2－4所示甲、乙兩種狀況中，人用相同大小的恒定拉力拉繩子，使人和船A均向右運(yùn)動，經(jīng)過相同的時間t，圖甲中船A沒有到岸，圖乙中船A沒有與船B相碰，則經(jīng)過時間t ()圖1－1、2－4A．圖甲中人對繩子拉力的沖量比圖乙中人對繩子拉力的沖量小B．圖甲中人對繩子拉力的沖量比圖乙中人對繩子拉力的沖量大C．圖甲中人對繩子拉力的沖量與圖乙中人對繩子拉力的沖量一樣大D．以上三種狀況都有可能答案C解析甲、乙兩種狀況下人對繩子的拉力相等，由沖量的定義式p＝Ft可知，兩沖量相等，只有選項(xiàng)C是正確的．題組三動量定理的理解及定性分析6．從同樣高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上簡潔打碎，而掉在草地上不簡潔打碎，其緣由是 ()A．掉在水泥地上的玻璃杯動量大，而掉在草地上的玻璃杯動量小B．掉在水泥地上的玻璃杯動量轉(zhuǎn)變大，掉在草地上的玻璃杯動量轉(zhuǎn)變小C．掉在水泥地上的玻璃杯動量轉(zhuǎn)變快，掉在草地上的玻璃杯動量轉(zhuǎn)變慢D．掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時，相互作用時間短，而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時作用時間長答案CD解析杯子是否被撞碎，取決于撞擊地面時，地面對杯子的撞擊力大?。?guī)定豎直向上為正方向，設(shè)玻璃杯下落高度為h，它們從h高度落地瞬間的速度大小為eq\r(2gh)，設(shè)玻璃杯的質(zhì)量為m，則落地前瞬間的動量大小為p＝meq\r(2gh)，與水泥或草地接觸Δt時間后，杯子停下，在此過程中，玻璃杯的動量變化Δp＝－(－meq\r(2gh))相同，再由動量定理可知(F－mg)·Δt＝－(－meq\r(2gh))，所以F＝eq\f(m\r(2gh),Δt)＋mg.由此可知，Δt越小，玻璃杯所受撞擊力越大，玻璃杯就越簡潔碎，杯子掉在草地上作用時間較長，動量變化慢，作用力小，因此玻璃杯不易碎．7．從高處跳到低處時，為了平安，一般都是讓腳尖著地，這樣做是為了()A．減小沖量B．減小動量的變化量C．增大與地面的沖擊時間，從而減小沖力D．增大人對地面的壓強(qiáng)，起到平安作用答案C解析腳尖先著地，接著漸漸到整只腳著地，延緩了人落地時動量變化所用的時間，由動量定理可知，人落地動量變化確定，這樣就減小了地面對人的沖力，故C正確．8．質(zhì)量為m的鋼球自高處落下，以速度大小v1碰地，豎直向上彈回，碰撞時間極短，離地的速度大小為v2.在碰撞過程中，地面對鋼球的沖量的方向和大小為 ()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解析物體以大小為v1的豎直速度與地面碰撞后以大小為v2的速度反彈．物體在與地面碰撞過程的初、末狀態(tài)動量皆已確定．依據(jù)動量定理便可以求出碰撞過程中鋼球受到的沖量．設(shè)垂直地面對上的方向?yàn)檎较颍瑢︿撉驊?yīng)用動量定理得Ft－mgt＝mv2－(－mv1)＝mv2＋mv1由于碰撞時間極短，t趨于零，則mgt趨于零．所以Ft＝m(v2＋v1)，即彈力的沖量方向向上，大小為m(v2＋v1)．題組四動量定理的有關(guān)計(jì)算9.圖1－1、2－5質(zhì)量為0.5kg的小球沿光滑水平面以5m/s的速度沖向墻壁后又以4m/s的速度反向彈回，如圖1－1、2－5所示，若球跟墻的作用時間為0.05s，則小球所受到的平均作用力大小為________N.圖1－1、2－5答案90解析選定小球與墻碰撞的過程，取v1的方向?yàn)檎较颍瑢π∏驊?yīng)用動量定理得Ft＝－mv2－mv1所以，F(xiàn)＝eq\f(－mv2－mv1,t)＝eq\f(－0.5×4－0.5×5,0.05)N＝－90N“－”號說明F的方向向左．10.圖1－1、2－6如圖1－1、2－6所示，質(zhì)量為1kg的鋼球從5m高處自由下落，又反彈到離地面3.2m高處，若鋼球和地面之間的作用時間為0.1s，求鋼球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Υ笮。?g取10m/s2)圖1－1、2－6答案190N解析鋼球落到地面時的速度大小為v0＝eq\r(2gh1)＝10m/s，反彈時向上運(yùn)動的速度大小為vt＝eq\r(2gh2)＝8m/s，分析物體和地面的作用過程，取向上為正方向，因此有v0的方向?yàn)樨?fù)方向，vt的方向?yàn)檎较?，再依?jù)動量定理得(FN－mg)t＝mvt－(－mv0)，代入數(shù)據(jù)，解得FN＝190N，由牛頓第三定律知鋼球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧Υ笮?90N.11．一輛轎車強(qiáng)行超車時，與另一輛迎面駛來的轎車相撞，兩車車身因相互擠壓，皆縮短了0.5m，據(jù)測算兩車相撞前速度約為30m/s，則：(1)假設(shè)兩車相撞時人與車一起做勻減速運(yùn)動，試求車禍中車內(nèi)質(zhì)量約60kg的人受到的平均沖力是多大？(2)若此人系有平安帶，平安帶在車禍過程中與人體的作用時間是1s，求這時人體受到的平均沖力為多大？答案(1)5.4×104N(2)1.8×103N解析(1)兩車相撞時認(rèn)為人與車一起做勻減速運(yùn)動直到停止，位移為0.5m.設(shè)運(yùn)動的時間為t，則由x＝eq\f(v0,2)t得，t＝eq\f(2x,v0)＝eq\f(1,30)s.依據(jù)動量定理得Ft＝Δp＝－mv0，解得F＝eq\f(－mv0,t)＝eq\f(－60×30,\f(1,30))N＝－5.4×104N，與運(yùn)動方向相反．(2)若人系有平安帶，則F′＝eq\f(－mv0,t′)＝eq\f(－60×30,1)N＝－1.8×103N，與運(yùn)動方向相反．12．將質(zhì)量為m＝1kg的小球，從距水平地面高h(yuǎn)＝5m處，以v0＝10m/s的水平速度拋出，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.求：(1)拋出后0.4s內(nèi)重力對小球的沖量；(2)平拋運(yùn)動過程中小球動量的增量Δp；(3)小球落地時的動量p′的大?。鸢?1)4N·s方向豎直向下(2)10N·s方向豎直向下(3)10eq\r(2)kg·m/s解析(1)重力是恒力，0.4s內(nèi)重力對小球的沖量I＝mgt＝1×10×0.4N·s＝4N·s方向豎直向下．(2)由于平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動為自由落體運(yùn)動，故h＝eq\f(1,2)gt′2，落地時間t′＝eq\r(\f(2h,g))＝1s.小球飛行過程中只受重力作用，所以合外力的沖量為I′＝mgt′＝1×10×1N·s＝10N·s，方向