2024-2025學年高中物理第十六章動量守恒定律第2節(jié)動量和動量定理課后作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE5-第2節(jié)動量和動量定理A組：合格性水平訓練1．(對動量的理解)(多選)下列說法中正確的是()A．物體的動量變更，肯定是速度大小變更B．物體的動量變更，肯定是速度方向變更C．物體的運動狀態(tài)變更，其動量肯定變更D．物體的速度方向變更，其動量肯定變更答案CD解析動量是矢量，動量的變更可能是大小變更，也可能是方向變更，故A、B錯誤；運動狀態(tài)是用速度來描述的，運動狀態(tài)變更時速度肯定變更，只要速度變更，不論是大小還是方向變更，動量都發(fā)生變更，故C、D正確。2．(對動量的理解)(多選)關于動量的概念，下列說法中正確的是()A．動量大的物體慣性肯定大B．動量大的物體肯定運動得快C．動量相同的物體運動方向肯定相同D．動量相同的物體速度小的慣性大答案CD解析慣性的大小只和物體的質量有關，依據p＝mv可知動量大的物體，質量不肯定大，所以慣性也不肯定大；同理，動量大的物體，速度不肯定大，即不肯定運動得快，A、B錯誤；動量是矢量，物體的動量相同，運動方向肯定相同，C正確；動量相同的狀況下，速度越小，質量越大，故動量相同的物體速度小的慣性大，D正確。3．(動能與動量間的關系)兩個具有相等動量的物體A、B，質量分別為m1和m2，且m1＞m2，則()A．B動能較大 B．A動能較大C．兩物體動能相等 D．無法推斷答案A解析物體動能與動量間的關系為Ek＝eq\f(p2,2m)，兩個具有相等動量的物體A、B，質量分別為m1和m2，且m1＞m2，則EkA<EkB，即B物體的動能較大，故A正確。4．(對沖量的理解)對于力的沖量的說法，正確的是()A．作用在物體上的力越大，力的沖量就越大B．作用在物體上的力越大，力的沖量不肯定大C．力F1與作用時間t1的乘積F1t1等于F2與作用時間t2的乘積F2t2，則這兩個沖量相同D．靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經時間t仍靜止，則此推力的沖量為零答案B解析由沖量公式I＝Ft，可知作用在物體上的力大，作用時間不確定，故沖量不肯定大，A錯誤，B正確；沖量是矢量，F1與作用時間t1的乘積F1t1等于F2與作用時間t2的乘積F2t2，則這兩個沖量大小相等，但方向不肯定相同，所以沖量不肯定相同，C錯誤；靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經時間t仍靜止，則此推力的沖量為Ft，與物體的速度無關，D錯誤。5．(沖量的理解與計算)某質量為m的物體在推力F的作用下沒有運動，經時間t后()A．推力的沖量為零B．推力的沖量為FtcosθC．合力的沖量為FtD．重力的沖量為mgt答案D解析依據沖量的公式，在時間t內推力的沖量I1＝Ft，重力的沖量I2＝mgt，A、B錯誤，D正確；物體靜止，合外力為零，則合力的沖量I3＝0，C錯誤。6．(動量定理的理解)假如物體在任何相等的時間內受到的沖量都相同，則此物體的運動()A．是勻速運動B．可能是勻變速曲線運動C．不是勻變速直線運動D．可能是勻速圓周運動答案B解析依據沖量I＝Ft，在任何相等時間t內沖量I相同，說明作用在物體上的力F是恒力，因此物體做勻變速運動，其中包括勻變速直線運動和勻變速曲線運動，B正確，A、C錯誤。物體做勻速圓周運動時，所受向心力大小恒定，但方向指向圓心，是變力，D錯誤。7．(動量定理的應用)(2024·湖北省荊門市期末)質量是90kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性平安帶的愛護，他被懸掛起來。已知平安帶長5m，從起先繃直到拉伸至最長的緩沖時間是1.2s，取g＝10m/s2，則平安帶所受的平均沖力的大小為()A．900N B．1200NC．1650N D．4500N答案C解析工人在平安帶繃直前做自由落體運動，設彈性平安帶繃直前瞬間，工人速度大小為v，則v＝eq\r(2gL)＝eq\r(2×10×5)m/s＝10m/s。設豎直向下為正方向，從平安帶起先繃直到拉伸至最長，依據動量定理得(mg－eq\x\to(F))·Δt＝0－mv，其中eq\x\to(F)為彈性平安帶的平均彈力大小，解得eq\x\to(F)＝1650N，依據牛頓第三定律，平安帶所受的平均沖力大小為1650N，故C正確。8．(沖量的計算)一個質量為2kg的物體靜止在水平桌面上，如圖1所示，現在對該物體施加一個水平向右的拉力F，拉力F隨時間t變更的圖象如圖2所示，已知物體在第1s內保持靜止狀態(tài)，第2s初起先做勻加速直線運動，則前3s內拉力F的沖量的大小為________。答案25N·s解析前3s內拉力F的沖量的大小為I＝F1t1＋F2t2＝5×1N·s＋10×2N·s＝25N·s。9．(動量定理的應用)質量是40kg的鐵錘從5m的高處自由落下，打在一高度可忽視的水泥樁上沒有反彈，與水泥樁撞擊的時間是0.05s，不計空氣阻力。求：撞擊時鐵錘對樁的平均沖擊力的大小。答案8400N解析對自由下落過程，由動能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，對撞擊過程，設豎直向上為正方向，由動量定理得(F－mg)t＝0－(－mv)，聯立解得F＝8400N。依據牛頓第三定律可知鐵錘對樁的平均沖擊力的大小為F′＝F＝8400N。B組：等級性水平訓練10．(對動量的理解)(多選)關于物體的動量，下列說法中正確的是()A．動量越大的物體，其慣性也越大B．同一物體的動量越大，其速度肯定越大C．物體的加速度不變，其動量肯定不變D．運動物體在任一時刻的動量方向肯定是該時刻的速度方向答案BD解析慣性大小的唯一量度是物體的質量，依據p＝mv可知物體的動量大，物體的質量可能很小，所以不能說動量越大的物體其慣性就越大，A錯誤；動量等于物體的質量與物體速度的乘積，即p＝mv，同一物體的動量越大，其速度肯定越大，B正確；物體的加速度不變且不為零時，速度是變更的，物體的動量肯定變更，C錯誤；動量等于物體的質量與物體速度的乘積，即p＝mv，動量是矢量，運動物體在任一時刻的動量的方向就是該時刻物體運動的方向，D正確。11．(沖量的理解與計算)如圖所示，兩個質量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止自由滑下，到達斜面底端的過程中，兩個物體具有的物理量相同的是()A．重力的沖量 B．彈力的沖量 C．剛到達底端時的動量 D．以上幾個量都不同答案D解析物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運動，加速度a＝gsinβ，所用時間t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2h,sinβ)·\f(1,gsinβ))＝eq\f(1,sinβ)eq\r(\f(2h,g))，斜面的夾角不同，故所用時間不同，重力的沖量I1＝mgt不相等，A錯誤；沖量是矢量，而兩物體所受彈力的方向不同，故彈力的沖量不同，B錯誤；由于到達斜面底端的速度方向不同，所以此時的動量也不相同，C錯誤；綜上所述，D正確。12．(沖量的理解與計算)(多選)質量為m的物體，在水平面上以加速度a從靜止起先運動，所受阻力是f，經過時間t，它的速度為v，在此過程中物體所受合外力的沖量是()A．ft B．mvC．mat D．(ma－f)t答案BC解析由牛頓其次定律可知合外力為F＝ma，所以合外力的沖量為mat；依據動量定理I＝mv－0，則合外力的沖量為I＝mv，故B、C正確。13．(動量定理的應用)一壘球手水平揮動球棒，迎面打擊一以速度5m/s水平飛來的壘球，壘球隨后在離打擊點水平距離為30m的壘球場上落地。設壘球質量為0.18kg，打擊點離地面高度為2.2m，球棒與壘球的作用時間為0.010s，重力加速度為9.9m/s2，求球棒對壘球的平均作用力的大小。答案900N解析由題意可知，壘球被擊出后做平拋運動，豎直方向有h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有x＝vt，聯立解得v＝45m/s。選取球被擊出后的速度方向為正方向，則v0＝－5m/s，設平均作用力為F，由動量定理得Ft0＝mv－mv0，代入數據解得F＝900N。14．(質量連續(xù)變動問題)由噴泉中噴出的豎直水柱，把一個質量為M的垃圾筒頂在空中。若水以恒定的速率v0從面積為S的小孔中噴出，射向空中，在沖擊垃圾筒底后以原速豎直濺下。將水的密度記為ρ，求垃圾筒在空中停留的高度h。答案eq\f(v\o\al(2,0),2g)－eq\f(g,8)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρv0S)))2解析小孔噴出的水在空中做豎直上拋運動，設水柱射到高度為h處時速度為v，由運動學公式有：veq\o\al(2,0)－v2＝2gh①每秒鐘射到垃圾筒底的水的質量為：Δm＝ρv0S②設水對垃圾筒底沖擊力的反作用力為f′，以Δm的水為探討對象，取豎