12動(dòng)量定理練習(xí)(含答案)

16頁(yè)人教版〔2023〕選擇性必修一1.2一、單項(xiàng)選擇題將質(zhì)量為0.5kg的小球以20m/s的初速度豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，以下推斷正確的選項(xiàng)是〔 〕A．小球從被拋出至到達(dá)最高點(diǎn)受到的沖量大小為10N·sB．小球從被拋出至落回動(dòng)身點(diǎn)動(dòng)量的變化量大小為零C．小球從被拋出至落回動(dòng)身點(diǎn)受到的沖量大小為10N·sD．小球從被拋出至落回動(dòng)身點(diǎn)動(dòng)量的變化量大小為10N·s2．如下圖的摩天輪是人們寵愛(ài)的游樂(lè)設(shè)施，可以從高處賞識(shí)城市及自然風(fēng)光。一質(zhì)量為80kg的人乘坐該摩天輪，假設(shè)該摩天輪的直徑約為125m，運(yùn)行一周約需30min，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔 〕0.40m/s7.6104m/s2

摩天輪的向心加速度大小約為隨轎廂轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，人的機(jī)械能守恒D．隨轎廂轉(zhuǎn)一周，人的重力的沖量為零32kgF的作用下從靜止開(kāi)頭沿直線運(yùn)動(dòng)。Ft變化的圖線如下圖，則〔 〕t=2s1m/st=2s4m/st=3s1.5m/st=3s1m/s質(zhì)量為2kg的彈性小球以5m/s的速度垂直砸向地面，然后以同樣大小的速度反彈回來(lái)，與地面接觸時(shí)間0.1s，關(guān)于小球與地面的碰撞過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔 〕A．小球動(dòng)量的變化量為0B．小球的加速度為0C．小球所受合外力的沖量大小為20NsD．地面對(duì)小球的沖量大小為20Ns汽車安全性能是汽車品質(zhì)的重要指標(biāo)。當(dāng)汽車以50km/h左右的速度撞向剛性壁障時(shí)，撞擊使汽車的速度瞬間變到0，壁障對(duì)汽車產(chǎn)生了極大的沖擊力。“轟”的一聲巨響之后，載著模擬司乘人員的嶄轎車刺眼間被撞得短了一大截，安全氣囊翻開(kāi)，將司乘人員分隔在駕駛前臺(tái)和座椅之間。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔 〕A．碰撞試驗(yàn)中，汽車受到的沖擊力只和汽車速度有關(guān)B．碰撞試驗(yàn)中，汽車受到的沖擊力只與汽車質(zhì)量有關(guān)C．碰撞試驗(yàn)中，安全氣囊的作用是削減司乘人員的動(dòng)量轉(zhuǎn)變量D．碰撞試驗(yàn)中，安全氣囊的作用是通過(guò)增加作用時(shí)間來(lái)削減司乘人員受到的沖擊力6．汽車正在走進(jìn)千家萬(wàn)戶，在給人們的出行帶來(lái)便利的同時(shí)也帶來(lái)了安全隱患，為此人們?cè)O(shè)計(jì)、安裝了安全帶。假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為90km/h，從踩下剎車到完全停頓需要的時(shí)間為5s，不計(jì)人與座椅間的摩擦，安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為〔 〕A．450N B．400N C．350N D．300N質(zhì)量m0.5kg可以視為質(zhì)點(diǎn)的鋼球，從離地高為h0.45m的位置靜止釋放，不考慮空氣阻力的影響，鋼球自由下落且著地后不反彈，取重力加速度g10m/s2。在鋼球靜止釋放后，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔 〕A．合外力沖量的方向始終是豎直向上B．鋼球在自由下落過(guò)程重力沖量的大小I1.5NsC．鋼球在自由下落過(guò)程動(dòng)量變化量大小p2.25kgm/sD．鋼球釋放1sp5kgm/s運(yùn)發(fā)動(dòng)在水上做飛行運(yùn)動(dòng)表演。他操控噴射式懸浮飛行器將水帶豎直送上來(lái)的水反轉(zhuǎn)180°后向下噴出，令自己懸停在空中，如下圖。運(yùn)發(fā)動(dòng)與裝備的總質(zhì)量為90kg，兩個(gè)噴嘴的直徑均為10cm，重力加速度g取10m/s2，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，則噴嘴處噴水的速度大約為〔 〕A．2.7m/s B．5.4m/s C．7.6m/s D．10.8m/s9m＝50g子彈射穿一副撲克牌的照片，子彈完全穿過(guò)一副撲克牌的時(shí)間t約1.0×14，子彈的真實(shí)長(zhǎng)度為2.0c，子彈接著經(jīng)時(shí)間t103s進(jìn)入壁，試估算子彈對(duì)墻壁的作用力約為〔 〕A．5×103N B．5×104N C．5×105N D．5×106N質(zhì)量為5kg的物體，原來(lái)以v=5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)受到跟運(yùn)動(dòng)方向一樣的的沖量15N·s的作用，物體的動(dòng)量變?yōu)椤?〕0kg·m/s B．160kg·m/s C．40kg·m/s D．10kg·m/s如下圖為作用在某物體上的合外力隨時(shí)間變化的關(guān)系，假設(shè)物體開(kāi)頭時(shí)是靜止的，則前3s內(nèi)〔 〕物體的位移為0C0

40kg·m/sD0如下圖，在光滑水平面上靜止放著兩個(gè)相互接觸的木塊A、B，質(zhì)量分別為m1、m2，今有一子彈水平穿過(guò)兩木塊，設(shè)子彈穿過(guò)木塊A、B的時(shí)間分別為t1、t2，木塊對(duì)子彈的阻力恒為f，則子彈穿過(guò)兩木塊后，木塊A、B的速度大小分別為〔 〕ft1m1

ft11 21

ft1mm11 2

ft ft12mm m121 2 2ft1

f(t1

t)2

f(t1

t) f(t2

t)2m mm1 1 2

m mm1 1 2如下圖，一個(gè)物體在與水平方向成θFt，則〔 〕FFtcosθCFtsinθ

FtsinθD．合外力對(duì)物體的沖量大小為零14．2023年北京冬奧會(huì)短道速滑混合團(tuán)體接力決賽中，由任子威、曲春雨、范可、武大靖、張雨婷組成的中國(guó)隊(duì)以2分37秒348的成績(jī)奪冠。在交接區(qū)域，“交棒”的任子威猛推“接棒”的武大靖一把，使武大靖向前快速?zèng)_出。在此過(guò)程中，無(wú)視運(yùn)發(fā)動(dòng)與冰面間在水平方向上的相互作用，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔 〕A．任子威和武大靖的加速度一樣B．任子威對(duì)武大靖的沖量與武大靖對(duì)任子威的沖量一樣C．任子威和武大靖的動(dòng)量變化量肯定不一樣D．任子威和武大靖組成的系統(tǒng)機(jī)械能肯定守恒15．高空墜物極易對(duì)行人造成損害。假設(shè)一個(gè)100g的瓷磚碎片從一居民樓的25層墜下，與地面的碰撞時(shí)間約為2ms，則該瓷磚碎片對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為〔 〕A．20N二、填空題

B．2102N C．2103N D．2104N質(zhì)量為m的物體以速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π的過(guò)程中其動(dòng)量的變化為 ，其向心力的沖量為 ．一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t01秒內(nèi)受到2N的水平2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用．則0~2s內(nèi)外力的平均功率是 W，第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量之比為 。質(zhì)量為m的物體以初速度v

開(kāi)頭做平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，下降的高度為，速率h0h變?yōu)関，重力加速度為g，在這段時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的大小為 19．質(zhì)量為m=70kg的撐桿運(yùn)發(fā)動(dòng)從h=5.0m高處落到海綿墊上，經(jīng)△t1=1s后停頓，該運(yùn)發(fā)動(dòng)身體受到的平均沖力為 N，假設(shè)是落到一般沙坑中，經(jīng)△t2=0.1s停下，則沙坑對(duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的平均沖力 〔取g=10m/2．三、解答題20．直升機(jī)在抗災(zāi)救災(zāi)中有著重要作用。如下圖，假設(shè)直升機(jī)總質(zhì)量為m，直升機(jī)的旋翼槳盤面積〔槳葉旋轉(zhuǎn)形成的圓面面積〕為S，空氣密度為ρ，重力加速度為g。求此直升機(jī)懸停在空中時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。如圖為某室內(nèi)模擬滑雪機(jī)，機(jī)器的前后兩個(gè)傳動(dòng)軸由電動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力并帶動(dòng)雪毯持續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，使滑雪者獲得真實(shí)的滑雪體驗(yàn)。坡道長(zhǎng)L=8m，傾角為θ=37°，雪v0=8m/sm=60kg〔含裝備〕的滑雪者從坡道頂端由靜止滑下，滑雪者未做任何助力動(dòng)作，滑雪板與雪毯間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.不計(jì)空氣阻力，在滑雪者滑到坡道底端的過(guò)程中，求：I；與空載相比電動(dòng)機(jī)多消耗的電能E。雨打芭蕉是我國(guó)古代文學(xué)中重要的抒情意象。為估算雨天院中芭蕉葉面上單位面積所承受的力，小玲同學(xué)將一圓柱形水杯置于院中，測(cè)得10分鐘內(nèi)杯中雨水上升了15mm，查詢得知，當(dāng)時(shí)雨滴落地速度約為10m/s，設(shè)雨滴撞擊芭蕉葉面后無(wú)反彈，不計(jì)雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/m3，據(jù)此估算芭蕉葉面單位面積上的平均受力約為多少？成語(yǔ)“水滴石穿”說(shuō)明高處落下的水滴對(duì)物體具有沖擊力，可以做功。水的密ρ=1.0×103kg/m3g10m/s2。h=5m的屋檐滴下，撞擊水平地面的石板〔不考慮水的反彈。設(shè)水滴m=3×105kg，撞擊時(shí)間Δt=1×102s，假設(shè)不計(jì)空氣阻力，求水滴對(duì)石板的平均作用力大小。假設(shè)空氣阻力與雨滴速度的平方成正比，結(jié)合實(shí)際觀測(cè)資料，得到某一半徑的雨滴vy之間的關(guān)系如下圖，請(qǐng)分析水滴分別從高20m的樓檐與高2023m的云層底部由靜止落下，對(duì)水平地面上石板的平均作用力是否有顯著差異，并說(shuō)明理由。水刀是一種高壓水射流切割技術(shù)，通過(guò)加高水壓，再經(jīng)過(guò)線度小于毫米的寶石噴1000m/s的超聲速射流。水刀切割精度高，沒(méi)有熱損傷，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。醫(yī)用水刀的“刀片”是高速流淌的生理鹽水，厚度僅1.3×106m。不考慮水流的反射，請(qǐng)估算水刀工作時(shí)單位面積上的作用力大小。1012頁(yè)參考答案：1．A【詳解】A．選拋出到最高點(diǎn)為爭(zhēng)論過(guò)程，取向上為正，運(yùn)用動(dòng)量定理有mgt0mv代入數(shù)據(jù)求得小球受到的沖量為10N?S，故A正確；B．豎直上拋和自由落體互為逆過(guò)程，因此小球返回動(dòng)身點(diǎn)時(shí)的速度大小為20m/s，選拋出到落回動(dòng)身點(diǎn)為爭(zhēng)論過(guò)程，取向上為正，動(dòng)量的轉(zhuǎn)變量有pmvmv20N?sB錯(cuò)誤；CDB項(xiàng)知，△p=20N?s，結(jié)合動(dòng)量定理有I=△p=20N?sCD錯(cuò)誤。應(yīng)選A。2．B【詳解】AB．依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)問(wèn)，摩天輪的線速度大小約為2R 1253.14向心加速度大小約為

v m/s0.21m/sT 306042 43.142 125a R m/s27.6104m/s2T2 30602 2故B正確，A錯(cuò)誤；C．轎廂旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，人做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能保持不變，但重力勢(shì)能是先增大后減小，因此人的機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；D．重力的作用時(shí)間不為零，依據(jù)IGmgt可知，人的重力的沖量不為零，教D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。3．C【詳解】AB．對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定理，0~2s內(nèi)有Ft mv11 1代入數(shù)據(jù)，得AB錯(cuò)誤；CD．對(duì)物塊應(yīng)用動(dòng)量定理，0~3s內(nèi)有

v2m/s1FtFt11 22

mv2代入數(shù)據(jù)，得選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。4．C【詳解】

v1.5m/s2AB．從砸向地面到最終原速反彈的過(guò)程中機(jī)械能守恒，以小球初速度方向?yàn)檎较?，則小球在撞地面過(guò)程中速度的變化量為2 1

(55)m/s10m/s小球動(dòng)量的變化量為

ΔImΔv20Ns則小球的加速度為0AB錯(cuò)誤；

aΔv100m/s2ΔtCD．碰撞過(guò)程中小球受阻力和重力的作用，則由動(dòng)量定理I Iv21sG f其合外力沖量大小為20Ns；地面對(duì)小球的沖量為22Ns，C正確，D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。5．D【詳解】AB．依據(jù)

Ftmv可知沖擊力與速度和質(zhì)量及作用時(shí)間均有關(guān)，故AB錯(cuò)誤；CD．安全氣囊的作用是增大作用時(shí)間，減小沖擊力，故C錯(cuò)誤，D正確。應(yīng)選D。6．C【詳解】v=90km/h=25m/s，由動(dòng)量定理得Ft0mv解得應(yīng)選C。7．B【詳解】

F350NA．在鋼球靜止釋放后到落體的過(guò)程可分為兩個(gè)階段，第一階段是自由下落過(guò)程，只受重力作用，合外力方向豎直向下；其次階段是與地面接觸的過(guò)程，合外力方向豎直向上，由于合外力沖量方向即是合外力的方向，故A錯(cuò)誤；B．鋼球釋放后做自由落體運(yùn)動(dòng)，只受到重力作用，在空中飛行的時(shí)間2hgt 2hg著地時(shí)的速度vgt3m/s重力的沖量

Imgt1.5Ns方向豎直向下，故B正確；C．由動(dòng)量定理，自由下落階段動(dòng)量變化率等于重力的沖量，等于1.5Ns=1.5kgm/s，故C錯(cuò)誤；D．由于小鋼球在空中只運(yùn)動(dòng)了0.3s1s末是靜止?fàn)顟B(tài)，其動(dòng)量為零，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選B。8．C【詳解】設(shè)飛行器對(duì)水的作用力為F，依據(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F，對(duì)飛行器，依據(jù)平衡條件有FMg設(shè)水噴出時(shí)的速度為v，在時(shí)間t內(nèi)噴出的水的質(zhì)量為mV2Svt又有d 2dS4對(duì)噴出的水應(yīng)用動(dòng)量定理有Ftmv聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

v7.6msABD錯(cuò)誤C正確。應(yīng)選C。9．B【詳解】由圖片估算子彈與撲克牌的長(zhǎng)度比例為1：4，則撲克牌的長(zhǎng)度大約為8cm，子彈的速度x 0.080.02v ms1000mst 1104子彈與墻作用過(guò)程受墻的作用力為F，由動(dòng)量定理Ftp解得0mv 0.051000F N5104Nt 103由牛頓第三定律可在對(duì)墻的作用力約為5×104NB正確。應(yīng)選B。10．C【詳解】以物體為爭(zhēng)論對(duì)象，以物體的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量定理得Ipmv則物體末動(dòng)量

pImv15Ns5kg5m/s40kgm/s應(yīng)選C。11．C【詳解】AB1s內(nèi)F=20N2、3s內(nèi)3s內(nèi)的沖量為

F10NI201Ns102Ns0依據(jù)動(dòng)量定理

Ip3s3s末速度為零，又由于物體速度方向未發(fā)生轉(zhuǎn)變，所以物體的位移不為零，故AB錯(cuò)誤；C．由于初速度和末速度都為零，因此動(dòng)能變化量也為零，故C正確；D．但物體的重力勢(shì)能是否轉(zhuǎn)變不能推斷，因此物體的機(jī)械能是否轉(zhuǎn)變不能確定，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。12．B子彈在A中運(yùn)動(dòng)時(shí)，A、B一起向前運(yùn)動(dòng)，具有一樣的運(yùn)動(dòng)速度，對(duì)整體應(yīng)用動(dòng)量定理可避開(kāi)A、B間的未知作用力，可以求解A、B分開(kāi)時(shí)的速度，分開(kāi)后再對(duì)B單獨(dú)應(yīng)用動(dòng)量定理可求得子彈穿出后B的速度。【詳解】子彈在A中穿過(guò)時(shí)，以A、B為爭(zhēng)論對(duì)象，規(guī)定向右為正方向，依據(jù)動(dòng)量定理可得ft(m1 1

m)v2 1解得1v ft11 mm1 2之后Av1不變，子彈進(jìn)入木塊B后，以B為爭(zhēng)論對(duì)象，依據(jù)動(dòng)量定理可得ft mv2 22

mv21解得應(yīng)選B。13．D【詳解】

v ft ft212 mm m11 2 2ABFFtAB錯(cuò)誤；C．由平衡可知，摩擦力為f=Fcosθ則摩擦力對(duì)物體的沖量大小為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

If=FtcosθD．因物體勻速運(yùn)動(dòng)，則合外力為零，則合外力對(duì)物體的沖量大小為零，選項(xiàng)D正確。應(yīng)選D。14．C【詳解】A．任子威和武大靖受到的推力大小相等反向相反，但是質(zhì)量不同因此加速度大小不同，A錯(cuò)誤；B．任子威對(duì)武大靖的沖量與武大靖對(duì)任子威的沖量大小相等，方向相反，B錯(cuò)誤；C．依據(jù)動(dòng)量定理，動(dòng)量的變化量等于沖量，任子威和武大靖的動(dòng)量變化量的方向相反，所以任子威和武大靖的動(dòng)量變化量肯定不一樣，C正確；D．由于推力做功，任子威和武大靖組成的系統(tǒng)機(jī)械能肯定增加，D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。15．C【詳解】25層高約為70m，瓷磚碎片近似自由落體v22gh由動(dòng)量定理有

Fmgtmv解得F2103N由牛第三定律可知瓷磚碎片對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力F2103N應(yīng)選C。16． 2mv 2mv【詳解】[1]．以初速方向?yàn)檎?dāng)物體轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π時(shí)，速度變?yōu)?v，則此過(guò)程中物體動(dòng)量的變化pmvmv2mv；[2]．勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，合外力等于向心力；據(jù)動(dòng)量定理可得，向心力的沖量Ip2mv．點(diǎn)睛：動(dòng)量是矢量，計(jì)算動(dòng)量變化時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則．417． 2.25W 5【詳解】0~1s，物體的加速度Fma1 1解得a2m/s21位移外力做的功

12x 21 11

1mWFx1 1 1

2J1s末速度1~2s，物體的加速度

vat1 11

2m/sFma2 2解得a 1m/s22位移外力做的功

xvt2 12

12 22

2.5m0~2s內(nèi)外力的平均功率

WFx2 2

2.5JW2P ttW21 2

2.25W依據(jù)動(dòng)能定理WEk可得第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量之比18．

mgt

2mh或 或mt

Ek1W14E W 514k2 22ghv22ghv2v20【詳解】依據(jù)動(dòng)量定理得，合力的沖量等于動(dòng)量的變化量，所以在這段時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的大小為Δpmgt又由于物體做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上則有h1gt22可得所以有

gt2htΔpmgt2mht末位置的動(dòng)量為mv，初位置的動(dòng)量為mv，依據(jù)三角形定則，知?jiǎng)恿康淖兓康拇笮?19． 1400 7700【詳解】

Δpmv m mv2v2v202ghv2=2gh得，運(yùn)發(fā)動(dòng)落地時(shí)的速度為v 2gh= 2105m/s=10m/s規(guī)定向上為正方向，依據(jù)動(dòng)量定理得〔F1﹣mg〕△t1=0﹣mv代入數(shù)據(jù)有〔F1﹣700〕×1=0﹣70×〔﹣10〕解得F1=1400N．落