1-2動(dòng)量定理(2019人教版選擇性必修第一冊(cè))(解析版)

1.2動(dòng)量定理課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級(jí)練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．如圖，在跳高運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員落地一側(cè)鋪有海綿墊，這樣做的目的是為了減小（）A．運(yùn)動(dòng)員的慣性B．運(yùn)動(dòng)員重力的沖量C．接觸面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量D．接觸過程中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化率【答案】D【詳解】A．慣性是物體的固有屬性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；C．跳高運(yùn)動(dòng)員在落地的過程中，動(dòng)量變化一定，合力沖量I一定，C項(xiàng)錯(cuò)誤；BD．跳高運(yùn)動(dòng)員在跳高時(shí)落到海綿墊上，可以延長(zhǎng)著地過程的作用時(shí)間t，運(yùn)動(dòng)員重力的沖量I=mgt增大，根據(jù)動(dòng)量定理，有（F-mg）Δt=mv可知?jiǎng)恿孔兓蕼p小，則運(yùn)動(dòng)員所受的平均沖力F減小，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。故選D。2．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相等的小球從同一高度沿傾角不同的兩個(gè)光滑斜面由靜止自由滑下，下滑到達(dá)斜面底端的過程中（）A．兩物體所受合外力做功相同 B．兩物體所受合外力沖量相同C．兩物體到達(dá)斜面底端的時(shí)間相同 D．兩物體到達(dá)斜面底端時(shí)的速度相同【答案】A【詳解】AD．物體在下滑中只有重力做功，而重力做功只與高度差有關(guān)，故兩種情況下兩物體所受合外力做功即重力做功相等，由得兩物體到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小相同，方向不同，A正確，D錯(cuò)誤；B．物體在兩種情況下到達(dá)斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以物體的末動(dòng)量不同，根據(jù)動(dòng)量定理所以合外力的沖量大小相等，方向是不同的，B錯(cuò)誤；C．小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故全程的平均速度相等，而斜面長(zhǎng)度不同，根據(jù)可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，C錯(cuò)誤。故選A。3．設(shè)一個(gè)50g雞蛋從25樓的窗戶自由落下，與地面的碰撞時(shí)間約為，已知相鄰樓層的高度差約為3m，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為（）A．10N B．102N C．103N D．104N【答案】C【詳解】雞蛋著地前，根據(jù)動(dòng)能定理有雞蛋與地碰撞過程，根據(jù)動(dòng)量定理有根據(jù)牛頓第三定律有解得ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。4．水切割又稱水刀，即高壓水射流切割技術(shù)，是一種利用高壓水流切割的機(jī)器。在電腦的控制下能任意雕琢工件，而且受材料質(zhì)地影響小。因?yàn)槠涑杀镜?，易操作，良品率又高，水切割逐漸成為工業(yè)切割技術(shù)方面的主流切割方式。如圖所示，若水柱的截面為S，水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上，之后速度減為零，已知水的密度為。則下列說法正確的是（）A．減小水柱的截面S可以增大水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)B．若水流速度v增大到原來的2倍，可以使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大到原來的2倍C．若水流速度v增大到原來的2倍，可以使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大到原來的4倍D．若在水中添加適量食鹽，在同樣條件下會(huì)使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)減小【答案】C【詳解】t時(shí)間內(nèi)噴到鋼板上的水的體積為質(zhì)量為設(shè)水的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理得得由牛頓第三定律可知水對(duì)鋼板沖力為水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為A．減小水柱的截面S水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)不變，A錯(cuò)誤；BC．若水流速度v增大到原來的2倍，可以使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大到原來的4倍，B錯(cuò)誤，C正確；D．若在水中添加適量食鹽會(huì)使密度增大，在同樣條件下會(huì)使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大，D錯(cuò)誤；故選C。5．如圖所示，用高壓水槍噴出的強(qiáng)力水柱沖擊煤層，設(shè)水柱直徑為，水流速度大小為，方向水平向右。水柱垂直煤層表面，水柱沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，水的密度為，高壓水槍的重力不可忽略，手持高壓水槍操作，下列說法正確的是（

）A．水槍單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為B．高壓水槍的噴水功率為C．水柱對(duì)煤層的平均沖擊力大小為D．為了使高壓水槍保持靜止?fàn)顟B(tài)，手對(duì)高壓水槍的作用力方向?yàn)樗较蜃蟆敬鸢浮緽【詳解】A．高壓水槍的流量為水槍單位時(shí)間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為B．水槍單位時(shí)間內(nèi)做功轉(zhuǎn)化為水柱的動(dòng)能為故水槍的功率為故B正確；C．研究單位時(shí)間內(nèi)噴出的水，由動(dòng)量定理得解得根據(jù)牛頓第三定律知，水柱對(duì)煤層的平均沖擊力大小為，故C錯(cuò)誤；D．水對(duì)高壓水槍的作用力水平向左，則手對(duì)高壓水槍的作用力有水平向右的分力，還有豎直向上的分力（與重力平衡），所以手對(duì)高壓水槍的作用力斜向右上方，故D錯(cuò)誤。故選B。6．請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)推算固定建筑物所受風(fēng)力(空氣的壓力)與速度(空氣流動(dòng)速度)大小關(guān)系，假設(shè)某一建筑物垂直風(fēng)速方向的受力面積為S，風(fēng)速大小為v，空氣吹到建筑物上后速度瞬間減為零，空氣密度為ρ，風(fēng)力F與風(fēng)速大小v的關(guān)系式為（）A．F=ρSv B．F=ρSv2 C． D．F=ρSv3【答案】B【詳解】設(shè)t時(shí)間內(nèi)吹到建筑物上的空氣質(zhì)量為m，則m=ρSvt對(duì)空氣由動(dòng)量定理得-F1t=0-mv解得F1=ρSv2由牛頓第三定律可知固定建筑物所受風(fēng)力與空氣所受建筑物的作用力大小相等，所以故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。7．某物體在水平拉力F作用下，由靜止沿水平方向運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻撤去拉力F，其圖像如圖所示。整個(gè)過程中，拉力F做的功為，沖量大小為；物體克服摩擦阻力做的功為，摩擦阻力的沖量大小為，則下列判斷正確的是（）A．； B．； C．； D．；【答案】A【詳解】整個(gè)過程中，由動(dòng)能定理得可知由動(dòng)量定理得可知故選A。8．一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖像如圖，則（）A．0~2s內(nèi)合外力F的沖量為4N·s B．t=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為2kg·m/sC．0~4s內(nèi)合外力F的沖量為0 D．t=4s時(shí)物塊的速度為零【答案】A【詳解】AC．根據(jù)沖量的定義有I=Ft結(jié)合圖像可知，圖線與時(shí)間軸所圍面積表示合外力的沖量，上側(cè)的面積表示沖量方向?yàn)檎?，下?cè)的面積表示沖量方向?yàn)樨?fù)，則0~2s內(nèi)合外力F的沖量0~4s內(nèi)合外力F的沖量A正確，C錯(cuò)誤；BD．0~2s內(nèi)根據(jù)動(dòng)量定理有I1=mv1-0解得P1=mv1=4kg·m/s0~4s內(nèi)根據(jù)動(dòng)量定理有I2=mv2-0解得v2=1m/sCD錯(cuò)誤。故選A。9．某運(yùn)動(dòng)員在水上做飛行運(yùn)動(dòng)表演，他操控的噴射式懸浮飛行器將水帶豎直送上來的水向下噴出，可以使運(yùn)動(dòng)員懸停在空中，如圖所示。已知運(yùn)動(dòng)員與裝備的總質(zhì)量為，兩個(gè)噴嘴的面積均為，取重力加速度，水的密度，則噴嘴處噴水的速度大約為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】設(shè)飛行器對(duì)水的作用力為，根據(jù)牛頓第三定律可知，水對(duì)飛行器的作用力的大小也等于，對(duì)飛行器，根據(jù)平衡條件有設(shè)水噴出時(shí)的速度為，在時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量為對(duì)噴出的水應(yīng)用動(dòng)量定理有聯(lián)立解得可認(rèn)為噴嘴處噴水的速度大約為7.6m/s，C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。10．蹦極是一項(xiàng)刺激的戶外活動(dòng)。某蹦極者在一次蹦極中離開踏板自由下落至第一次到達(dá)最低點(diǎn)的v—t圖像如圖，已知蹦極者質(zhì)量為60kg，最大速度為55m/s，0—5.0s內(nèi)v—t圖線為直線，5.0—7.0s內(nèi)為曲線，忽略空氣阻力，重力加速度取10m/s2。從蹦極繩拉直到蹦極者第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（

）A．蹦極者受到的平均拉力大小為2100NB．蹦極者重力的沖量與蹦極繩拉力對(duì)蹦極者的沖量相同C．重力的沖量大小為3000NsD．蹦極者一直處于超重狀態(tài)【答案】A【詳解】A．繩拉直前，蹦極者做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度為重力加速度，即加速度恒定，其v—t圖線為直線。繩拉直后，蹦極者剛開始向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩的拉力與重力大小相等時(shí)，蹦極者的速度最大，之后向下做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零，這段過程其v—t圖線為曲線。所以由圖可知5.0—7.0s時(shí)間內(nèi)是繩子對(duì)蹦極者產(chǎn)生彈力的時(shí)間，對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，根據(jù)動(dòng)量定理可得mgt總-Ft2=0將t總=7.0s和t2=2.0s代入后解得F=2100NA正確；B．重力方向豎直向下，拉力方向向上，則蹦極者重力的沖量與蹦極繩拉力對(duì)蹦極者的沖量方向不相同，B錯(cuò)誤；C．重力的沖量大小為IG=mgt總=4200NsC錯(cuò)誤；D．繩拉直前和繩的拉力小于重力大小時(shí)，蹦極者處于失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤。故選A。11．中國(guó)東海是超級(jí)臺(tái)風(fēng)（超過16級(jí)）的高發(fā)地，這種臺(tái)風(fēng)的中心風(fēng)速可達(dá)到50m/s。若1s內(nèi)有質(zhì)量為，速度為50m/s的臺(tái)風(fēng)垂直吹到某棟大樓后速度減為0，則大樓受到的風(fēng)力大小約為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】根據(jù)動(dòng)量定理解得故選B。12．（多選）有質(zhì)量相同的甲、乙兩個(gè)物體，在地面上方同一高度處，使甲自由落下，乙被平拋，不計(jì)空氣阻力，則兩物體（）A．落地時(shí)動(dòng)能相同B．落地時(shí)動(dòng)量相同C．下落過程所受沖量相同D．下落過程中在任意1s內(nèi)的動(dòng)量變化相同【答案】CD【詳解】A．根據(jù)動(dòng)能定理mgh=ΔEk可知兩個(gè)小球的動(dòng)能變化量相同，而初動(dòng)能不相同，所以落地時(shí)的末動(dòng)能不相同，故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)量的方向即為速度的方向，兩個(gè)小球落地至少速度方向不相同，所以動(dòng)量必然不相等，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)沖量公式可知，則有I=Ft下落過程兩物體只受重力作用，時(shí)間相同，下落過程所受沖量相同，故C正確；D．根據(jù)動(dòng)量定理可知，則有Δp=I=Ft下落過程中在任意1s內(nèi)的動(dòng)量變化相同，故D正確。故選CD。13．在東京奧運(yùn)會(huì)“蹦床”比賽中，質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從床墊正上方h1高處自由落下，落墊后反彈的高度為h2，設(shè)運(yùn)動(dòng)員每次與床墊接觸的時(shí)間為t，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g。求：（1）在運(yùn)動(dòng)員與床墊接觸的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員對(duì)床墊的平均作用力；（2）床墊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小?！敬鸢浮浚?），方向豎直向下；（2）【詳解】(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員下降h1剛接觸床墊的速度大小為v1，則離開床墊的速度大小為v2，由機(jī)械能守恒定律得設(shè)時(shí)間t內(nèi)，床墊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力為F，取向上為正方向，由動(dòng)量定理得聯(lián)立可得再由牛頓第三定律得，運(yùn)動(dòng)員對(duì)床墊的平均作用力為方向豎直向下；(2)床墊對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練14．（多選）東京奧運(yùn)會(huì)舉重男子73公斤級(jí)決賽中，中國(guó)選手石智勇獲得金牌，并打破世界紀(jì)錄。某次舉重過程如下:石智勇托著質(zhì)量為M的重物從下蹲狀態(tài)（圖1）緩慢運(yùn)動(dòng)到站立狀態(tài)（圖2），該過程重物和人的肩部相對(duì)位置不變，石智勇保持乙狀態(tài)站立Δt時(shí)間后再將重物緩慢向上舉，至雙臂伸直（圖3）。甲到乙、乙到丙過程重物上升高度分別為h1、h2，經(jīng)歷的時(shí)間分別為t1、t2，若石智勇的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則該過程中（）A．地面對(duì)石智勇的沖量大小為（M+m）g（t1+t2+Δt），地面對(duì)石智勇做的功為0B．地面對(duì)石智勇的沖量大小為（M+m）g（t1+t2），地面對(duì)石智勇做的功為（M+m）g（h1+h2）C．石智勇對(duì)重物的沖量大小為Mg（t1+t2+Δt），石智勇對(duì)重物做的功為Mg（h1+h2）D．石智勇對(duì)重物的沖量大小為Mg（t1+t2），石智勇對(duì)重物做的功為0【答案】AC【詳解】AB．因石智勇將重物緩慢上舉，則可認(rèn)為是平衡狀態(tài)，地面對(duì)石智勇的支持力為（M+m）g，整個(gè)過程的時(shí)間為（t1+t2+Δt），根據(jù)I=Ft可知地面對(duì)石智勇的沖量大小為I=（M+m）g（t1+t2+Δt）因地面對(duì)石智勇的支持力方向沒有位移，故地面對(duì)石智勇做的功為0，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。CD．石智勇對(duì)重物的作用力為Mg，作用時(shí)間為（t1+t2+Δt），根據(jù)I=Ft可知石智勇對(duì)重物的沖量大小為I′=Mg（t1+t2+Δt）重物的位移為（h1+h2），根據(jù)W=Flcosα可知，運(yùn)動(dòng)員對(duì)重物做的功為W=Mg（h1+h2）C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC。15．一物體在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，沿x軸和y軸的v－t圖像如圖1、2所示，則下列關(guān)于該物體在時(shí)間過程中的說法正確的是（）A．物體做加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．物體做加速度大小為的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．物體所受的合外力做功可能為零D．物體所受的合外力產(chǎn)生的沖量為零【答案】A【詳解】AB．由圖像可得沿x軸和y軸兩方向的加速度大小分別為所以合加速度為物體的初速度在水平方向，和加速度有夾角，因此是曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；C．因?yàn)樵跁r(shí)間過程中初末速度大小均為，由動(dòng)能定理知，物體所受的合外力做功一定為零，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)樵跁r(shí)間內(nèi)的初末動(dòng)量大小相等，方向不同，則動(dòng)量變化量不為零，由動(dòng)量定理知，物體所受的合外力產(chǎn)生的沖量不為零，故D錯(cuò)誤。故選A。16．科學(xué)團(tuán)隊(duì)在地球表面進(jìn)行探測(cè)器的懸停實(shí)驗(yàn)，為未來探測(cè)器在更遙遠(yuǎn)的天體安全著陸做準(zhǔn)備。當(dāng)探測(cè)器向下噴出氣體時(shí)，探測(cè)器懸停在地表上空。已知探測(cè)器豎直向下噴射的氣體密度為ρ，橫截面積為S，噴出時(shí)的速度大小為v，重力加速度為g。若近似認(rèn)為噴射氣體的重力忽略不計(jì)，探測(cè)器的質(zhì)量保持不變，不計(jì)空氣阻力，則（）A．探測(cè)器對(duì)噴射氣體的沖量大小大于噴射氣體對(duì)探測(cè)器的沖量大小B．探測(cè)器與噴射氣體兩者的動(dòng)量變化量大小相等，方向相反C．探測(cè)器單位時(shí)間內(nèi)噴出氣體的質(zhì)量為D．探測(cè)器的質(zhì)量為【答案】D【詳解】C．探測(cè)器單位時(shí)間內(nèi)噴出氣體的質(zhì)量為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；A．根據(jù)牛頓第三定律可知，探測(cè)器對(duì)噴射氣體的力等于氣體對(duì)探測(cè)器的力，作用時(shí)間相同，根據(jù)I=Ft可知探測(cè)器對(duì)噴射氣體的沖量大小等于噴射氣體對(duì)探測(cè)器的沖量大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．當(dāng)探測(cè)器向下噴出氣體時(shí)，探測(cè)器懸停在地表上空，動(dòng)量變化為0，而氣體獲得速度，動(dòng)量變化不為0，所以兩者的動(dòng)量變化量大小不等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；D．設(shè)探測(cè)器對(duì)氣體的力為F，根據(jù)動(dòng)量定理有解得根據(jù)牛頓第三定律可知?dú)怏w對(duì)探測(cè)器的力探測(cè)器懸停在地表上空，則有解得選項(xiàng)D正確。故選D。17．（多選）如圖所示，箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一質(zhì)量為m的鐵球以速度v向左壁碰去，來回碰幾次后停下來，而箱子始終靜止，則整個(gè)過程中（）A．鐵球?qū)ο渥拥臎_量為零B．鐵球和箱子受到的沖量為零C．箱子對(duì)鐵球的沖量為mv，向右D．地面摩擦力對(duì)箱子的沖量為mv，向右【答案】CD【詳解】A．箱子在水平方向上受到兩個(gè)力作用，鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧偷孛鎸?duì)箱子的摩擦力，二力始終等大反向，其合力始終為零，故箱子始終靜止，因此，鐵球?qū)ο渥拥臎_量與地面摩擦力對(duì)箱子的沖量等大反向，合沖量為零，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)動(dòng)量定理，鐵球受到的沖量為而箱子受到的沖量始終為零，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)動(dòng)量定理，箱子對(duì)鐵球的沖量為負(fù)號(hào)表示方向向右，故C正確；D．箱子對(duì)鐵球的沖量mv，向右，根據(jù)牛頓第三定律，鐵球?qū)ο渥拥臎_量為mv，向左，又因?yàn)榈孛婺Σ亮εc鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧Φ却蠓聪?，所以地面摩擦力?duì)箱子的沖量為mv，向右，故D正確。故選CD。18．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)時(shí)速度減為零。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。關(guān)于小球從釋放到速度變?yōu)榈倪^程，下列說法中正確的有（）A．小球的機(jī)械能減少了B．小球克服阻力做的功大于C．小球所受阻力的沖量等于D．在小球剛落到地面到速度變?yōu)榱愕倪^程中，小球動(dòng)量的改變量大小等于【答案】D【詳解】A．小球初、末時(shí)刻的速度都為零，這個(gè)過程中小球的動(dòng)能沒有發(fā)生變化，重力勢(shì)能減小了，減小量為小球的機(jī)械能的減小量為重力勢(shì)能的減小量，故A錯(cuò)誤；B．小球克服阻力做功大小等于小球機(jī)械能的減小量，即小球克服阻力做的功等于mg(H+h)，故B錯(cuò)誤；C．小球剛落到地面時(shí)，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由機(jī)械能守恒定律可得而整個(gè)過程中，小球的動(dòng)量變化量為零，由動(dòng)量定理可得即阻力的沖量大小等于重力的沖量大小，記小球落到地面前的時(shí)間為t，落到地面后的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，則重力的沖量為落到地面前小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為所以，重力的沖量故C錯(cuò)誤；D．由上述分析可知，小球落到地面時(shí)的速度為v，則小球剛落到地面到速度變?yōu)榱愕倪^程中動(dòng)量的改變量為即小球動(dòng)量的改變量大小等于，故D正確。故選D。19．某游樂園入口旁有一噴泉，噴出的水柱將一質(zhì)量為m0的卡通玩具穩(wěn)定地懸停在空中。為計(jì)算方便，假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出，玩具底部為平板(面積略大于S)，水柱沖擊到玩具底板后，在豎直方向水的速度變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力。已知水的密