2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)1動(dòng)量和動(dòng)量定理含解析新人教版選修3-5

PAGE6-課時(shí)分層作業(yè)(一)(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)下列關(guān)于動(dòng)量的說法正確的是()A．質(zhì)量大的物體，動(dòng)量確定大B．質(zhì)量和速率都相等的物體，動(dòng)量確定相同C．質(zhì)量確定的物體的速率變更，它的動(dòng)量確定變更D．質(zhì)量確定的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更，它的動(dòng)量確定變更[解析]依據(jù)動(dòng)量的定義，它是質(zhì)量和速度的乘積，因此它由質(zhì)量和速度共同確定，選項(xiàng)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)量和速率都相等的物體，其動(dòng)量大小確定相等，但方向不確定相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)量確定的物體的速率變更，則它的動(dòng)量大小就確定變更，選項(xiàng)C正確；質(zhì)量確定的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更，它的速度就確定變更，它的動(dòng)量也就變更，選項(xiàng)D正確．[答案]CD2．(多選)下面關(guān)于物體動(dòng)量和沖量的說法正確的是()A．物體所受合外力沖量越大，它的動(dòng)量也越大B．物體所受合外力沖量不為零，它的動(dòng)量確定要變更C．物體動(dòng)量增量的方向，就是它所受沖量的方向D．物體所受合外力越大，它的動(dòng)量變更就越快[解析]由Ft＝Δp知，F(xiàn)t≠0，Δp≠0，即動(dòng)量確定變更，F(xiàn)t越大，Δp越大，但動(dòng)量不確定大，它還與初態(tài)的動(dòng)量有關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；沖量不僅與Δp大小相等，而且方向相同，所以C正確；由F＝eq\f(Δp,Δt)知，物體所受合外力越大，動(dòng)量的變更率eq\f(Δp,Δt)越大，即動(dòng)量變更越快，D正確．[答案]BCD3．(多選)在任何相等時(shí)間內(nèi)，物體動(dòng)量的變更量總是相等的運(yùn)動(dòng)可能是()A．勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．自由落體運(yùn)動(dòng) D．平拋運(yùn)動(dòng)[解析]物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)所受的合外力恒定不變．由動(dòng)量定理可知，它們在任何相等時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量變更量總相等，而物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力是變力，故B、C、D均正確，A錯(cuò)誤．[答案]BCD4．(多選)如圖所示，鐵塊壓著一張紙條放在水平桌面上，第一次以速度v抽出紙條后，鐵塊落在水平地面上的P點(diǎn)，其次次以速度2v抽出紙條，則()A．鐵塊落地點(diǎn)在P點(diǎn)左邊B．鐵塊落地點(diǎn)在P點(diǎn)右邊C．其次次紙條與鐵塊的作用時(shí)間比第一次短D．其次次紙條與鐵塊的作用時(shí)間比第一次長[解析]以不同的速度抽出紙條時(shí)，鐵塊所受摩擦力相同，抽出紙條的速度越大，鐵塊與紙條相互作用的時(shí)間越短，鐵塊受到合力的沖量越小，故鐵塊獲得的速度越小，鐵塊平拋的水平位移越小，所以選項(xiàng)A、C正確．[答案]AC5．(多選)對(duì)于一個(gè)質(zhì)量不變的物體，下列說法正確的是()A．物體的動(dòng)量發(fā)生變更，其動(dòng)能確定變更B．物體的動(dòng)量發(fā)生變更，其動(dòng)能不確定變更C．物體的動(dòng)能發(fā)生變更，其動(dòng)量確定變更D．物體的動(dòng)能發(fā)生變更，其動(dòng)量不確定變更[解析]當(dāng)質(zhì)量不變的物體的動(dòng)量發(fā)生變更時(shí)，可以是速度的大小發(fā)生變更，也可以是速度的方向發(fā)生變更，還可以是速度的大小和方向都發(fā)生變更．當(dāng)物體的速度方向發(fā)生變更而速度的大小不變時(shí)，物體的動(dòng)量(矢量)發(fā)生變更，但動(dòng)能(標(biāo)量)并不發(fā)生變更，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確．當(dāng)質(zhì)量不變的物體的動(dòng)能發(fā)生變更時(shí)，必定是其速度的大小發(fā)生了變更，而無論其速度方向是否變更，物體的動(dòng)量必定發(fā)生變更，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤．[答案]BC6．(多選)關(guān)于沖量，下列說法正確的是()A．沖量是物體動(dòng)量變更的緣由B．作用在靜止的物體上的力的沖量確定為零C．動(dòng)量越大的物體受到的沖量越大D．沖量的方向與力的方向相同[解析]力作用一段時(shí)間便有了沖量，而力作用一段時(shí)間后，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變更，物體的動(dòng)量也發(fā)生了變更，因此說沖量使物體的動(dòng)量發(fā)生了變更，選項(xiàng)A正確．只要有力作用在物體上，經(jīng)驗(yàn)一段時(shí)間，這個(gè)力便有了沖量，與物體處于什么狀態(tài)無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．物體所受沖量I＝Ft與物體動(dòng)量的大小p＝mv無關(guān)，選項(xiàng)C不正確．沖量是矢量，其方向與力的方向相同，D正確．[答案]AD二、非選擇題(共14分)7．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(duì)小球的沖量；(2)平拋運(yùn)動(dòng)過程中小球動(dòng)量的增量Δp；(3)小球落地時(shí)的動(dòng)量p′.[解析](1)重力是恒力，0.4s內(nèi)重力對(duì)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(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，故h＝eq\f(1,2)gt2落地時(shí)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方向豎直向下由動(dòng)量定理得Δp＝I＝10N·s，方向豎直向下．(3)小球落地時(shí)豎直分速度為vy＝gt＝10m/s.由速度合成知，落地速度v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(102＋102)m/s＝10eq\r(2)m/s所以小球落地時(shí)的動(dòng)量大小為p′＝mv＝10eq\r(2)kg·m/s方向與水平方向的夾角為45°.[答案](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方向與水平方向的夾角為45°[實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．(多選)對(duì)于質(zhì)量確定的物體，下列說法正確的是()A．假如物體運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，物體的動(dòng)量也保持不變B．運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向，確定是該時(shí)刻的速度方向C．物體的動(dòng)量發(fā)生變更，則合外力確定對(duì)物體做了功D．物體的動(dòng)能發(fā)生變更，其動(dòng)量確定發(fā)生變更[解析]動(dòng)量是矢量，只要速度方向變更，動(dòng)量也發(fā)生變更，A錯(cuò)誤；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，B正確；物體的動(dòng)量發(fā)生變更，可能是速度的大小、方向中有一個(gè)量或兩個(gè)量發(fā)生了變更，物體確定受到了力的作用，但此力不確定做功，C錯(cuò)誤；物體的動(dòng)能發(fā)生變更，則其速度大小確定變更，其動(dòng)量確定變更，D正確．[答案]BD2．(多選)“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，長彈性繩的一端固定，另一端綁在人身上，人從幾十米高處跳下，將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)，從繩恰好伸直，到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，下列分析正確的是()A．繩對(duì)人的沖量始終向上，人的動(dòng)量先增大后減小B．繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功，人的動(dòng)能先增大后減小C．繩恰好伸直時(shí)，繩的彈性勢能為零，人的動(dòng)能最大D．人在最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力[解析]從繩恰好伸直到人第一次下降至最低點(diǎn)的過程中，人先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，加速度等于零時(shí)，速度最大，故人的動(dòng)量和動(dòng)能都是先增大后減小，加速度等于零時(shí)(即繩對(duì)人的拉力等于人所受的重力時(shí))速度最大，動(dòng)量和動(dòng)能最大，在最低點(diǎn)時(shí)人具有向上的加速度，繩對(duì)人的拉力大于人所受的重力．繩的拉力方向始終向上與運(yùn)動(dòng)方向相反，故繩對(duì)人的沖量方向始終向上，繩對(duì)人的拉力始終做負(fù)功．故選項(xiàng)A、B、D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．[答案]ABD3．(多選)如圖所示，放在水平地面上的物體受到的合外力隨時(shí)間變更的關(guān)系，若物體起先時(shí)是靜止的，則前3s內(nèi)()A．物體的位移為0B．物體的動(dòng)量變更量為0C．物體的動(dòng)能變更量為0D．物體的機(jī)械能變更量為0[解析]第1s內(nèi)F＝20N，第2、3s內(nèi)F＝－10N，物體先加速、后減速，在第3s末速度為零，物體的位移不為零，A錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)量定理I＝Δp，前3s內(nèi)，動(dòng)量的變更量為零，B正確；由于初速度和末速度都為零，因此動(dòng)能變更量也為零，C正確；但物體的重力勢能是否變更不能推斷，因此物體的機(jī)械能是否變更不能確定，D錯(cuò)誤．[答案]BC4．(多選)如圖所示，用承受極限為14N且長為l＝1m的輕繩拴接一質(zhì)量為m＝1kg的小球，輕繩的另一端固定在天花板上，假如給小球一水平的沖量的瞬間輕繩斷裂，重力加速度g＝10m/s2，則沖量的可能值為()A．2N·s B．3N·sC．1N·s D．1.5N·s[解析]要使輕繩斷裂，則輕繩的拉力至少要達(dá)到最大值F＝14N，此時(shí)恰好由繩子的最大拉力和重力的合力供應(yīng)向心力，依據(jù)牛頓其次定律有F－mg＝meq\f(v2,l)，代入數(shù)據(jù)得v＝2m/s，由動(dòng)量定理得I＝Δp＝mv－0＝1×2N·s＝2N·s，所以作用在小球上的水平?jīng)_量至少應(yīng)為2N·s，AB正確．[答案]AB二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)如圖所示，水平地面上靜止放置一輛小車A，質(zhì)量mA＝4kg，上表面光滑，小車與地面間的摩擦力微小，可以忽視不計(jì)．可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B置于A的最右端，B的質(zhì)量mB＝2kg.現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F＝10N，A運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小車左端固定的擋板與B發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下接著運(yùn)動(dòng)，碰撞后經(jīng)時(shí)間t＝0.6s，二者的速度達(dá)到vt＝2m/s.求：(1)A起先運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小；(2)A、B碰撞后瞬間的共同速度v的大小．[解析](1)以A為探討對(duì)象，由牛頓其次定律有F＝mAa ①代入數(shù)據(jù)解得a＝2.5m/s2. ②(2)對(duì)A、B碰撞后共同運(yùn)動(dòng)t＝0.6s的過程，由動(dòng)量定理得Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB)v ③代入數(shù)據(jù)解得v＝1m/s. ④[答案](1)2.5m/s2(2)1m/s6．(13分)一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，距離A點(diǎn)5m的位置B處是一面墻，如圖所示，物塊以v0＝9m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng)，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s，碰后以6m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止，g取10m/s2.(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)若碰撞時(shí)間為0.0