2024-2025學(xué)年高二物理選擇性必修第一冊（配粵教版）分層作業(yè)2 動量定理

分層作業(yè)2動量定理A組必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)水平拋出后在空中飛行的物體,不計空氣阻力,則()A.在相等的時間間隔內(nèi)動量的變化相同B.在任何時間內(nèi),動量的變化方向都在豎直方向C.在任何時間內(nèi),動量對時間的變化率恒定D.在剛拋出的瞬間,動量對時間的變化率為零2.(2024廣東汕頭統(tǒng)考一模)足球場上,守門員會戴著厚厚的手套向水平飛奔而來的球撲去,使球停下,關(guān)于此過程守門員戴手套的作用,以下分析正確的是()A.減小球的平均作用力B.增大手受到球的沖量C.球受到的動量變大D.使球的加速度變大3.(2024江西撫州高二校聯(lián)考階段練習(xí))“守株待兔”是眾所周知的寓言故事.假設(shè)兔子質(zhì)量為3kg,以10m/s的速度奔跑,撞樹后幾乎不反彈、作用時間約為0.02s,則兔子受到的平均撞擊力大小為()A.1.5N B.15NC.150N D.1500N4.高空拋物罪自2021年3月1日起正式加入刑法.若一個直徑約為8cm、質(zhì)量約為200g的西紅柿從一居民樓的15層墜落在水泥地面上,西紅柿與地面的作用時間可以用西紅柿的直徑除以西紅柿著地時的速度來近似計算,則該西紅柿對水泥地面產(chǎn)生的沖擊力約為()A.20N B.200NC.2000N D.20000N5.學(xué)?？茖W(xué)晚會上,科技制作社團表演了“震撼動量球”實驗.在互動環(huán)節(jié),表演者將球拋向觀眾,讓其感受碰撞過程中的力.假設(shè)質(zhì)量約為3kg的超大氣球以3m/s的速度豎直下落到手面,某觀眾雙手上推,使氣球以原速度大小豎直向上反彈,作用時間為0.1s.忽略氣球所受浮力及空氣阻力,g取10m/s2.則觀眾雙手受的壓力為()A.150N B.180N C.210N D.240N6.質(zhì)量為m的物體沿平直的路面做直線運動,其速度—時間圖像如圖所示.則此物體在0~t0和t0~2t0時間內(nèi)受到的合力沖量分別為()A.0-2mv0 B.mv00C.02mv0 D.2mv007.乒乓球是世界流行的一種球類體育項目.某運動員在某次擊球中,將以v1=90km/h的速度飛來的乒乓球以v2=162km/h的速度反向擊回.已知乒乓球的質(zhì)量m=2.60g,擊球過程中乒乓球?qū)η蚺牡钠骄饔昧Υ笮=25N,不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn),求:(1)擊球過程中乒乓球的動能變化量ΔEk;(2)擊球過程中乒乓球的動量變化量Δp及乒乓球與球拍的作用時間Δt.B組關(guān)鍵能力提升練8.如圖所示,足夠長的傳送帶以恒定的速率v1逆時針運動,一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點沖上傳送帶,從此時起到物塊再次回到P點的過程中,下列說法正確的是()A.合力對物塊的沖量大小一定為mv1+mv2B.合力對物塊的沖量大小一定為2mv2C.合力對物塊的沖量大小可能為零D.合力對物塊做的功可能為零9.(2024廣東梅州高二模擬)如圖所示,測試汽車安全氣囊的實驗中,汽車載著模型人以64km/h的速度撞向剛性壁障,汽車速度短時間內(nèi)減為0,同時,安全氣囊彈出,保護模型人.則關(guān)于安全氣囊的作用,下列說法正確的是()A.安全氣囊減少了碰撞過程中模型人的動能變化量B.安全氣囊減小了碰撞過程中模型人的受力時間C.安全氣囊減小了碰撞過程中模型人受到的沖擊力D.安全氣囊減小了碰撞過程中模型人受到的沖量10.如圖所示為清洗汽車用的高壓水槍.設(shè)水槍噴出水柱直徑為D,水流速度為v,水柱垂直汽車表面,沖擊汽車后水的速度為零.高壓水槍的質(zhì)量為M,手持高壓水槍操作,進入水槍的水流速度可忽略不計,已知水的密度為ρ.下列說法正確的是()A.高壓水槍單位時間噴出的水的質(zhì)量為ρπvD2B.高壓水槍單位時間噴出的水的質(zhì)量為14ρvDC.水柱對汽車的平均沖力為14ρD2vD.當(dāng)高壓水槍噴口的出水速度變?yōu)樵瓉?倍時,壓強變?yōu)樵瓉淼?倍11.為估算雨水對傘面產(chǎn)生的平均撞擊力,小明在大雨天將一底面為長方形的筆筒置于露臺,筆筒底面積為20cm2(筒壁厚度不計),測得1min內(nèi)杯中水位上升了40mm,當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為10m/s.若雨滴撞擊傘面后沿著傘面流下,雨水的密度約為1×103kg/m3,傘面的面積約為0.8m2,據(jù)此估算當(dāng)時雨水對傘面的平均撞擊力為(雨水重力可忽略)()A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N12.在粗糙的水平面上靜止一個質(zhì)量為1.5kg的物體,t=0時刻受到水平向右拉力F的作用,從靜止開始做直線運動,拉力F隨時間變化如圖所示,物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.求:(1)在0~6s時間內(nèi)拉力F的沖量;(2)物體在t=6s時的速度大小.答案：1.ABC解析水平拋出的物體所受的合力為重力,則相等時間內(nèi)重力的沖量相等,根據(jù)動量定理知,動量的變化相同,故A正確;合力的沖量等于動量的變化量,合力沖量的方向豎直向下,則動量變化的方向豎直向下,故B正確;根據(jù)動量定理有mgΔt=Δp,則動量的變化率ΔpΔt=mg,即動量的變化率恒定,等于重力,故C正確2.A解析守門員會戴著厚厚的手套向水平飛奔而來的球撲去,這樣可以增加球與手接觸的時間,根據(jù)動量定理得-Ft=0-mv,可得F=mvt,當(dāng)時間增大時,沖量和動量的變化量都不變,可減小動量的變化率,即減小球?qū)κ值钠骄饔昧?故A正確,B、C、D錯誤3.D解析由動量定理可知Ft=mv,得F=1500N,故A、B、C錯誤,D正確.4.C解析取豎直向下為正方向,由題意可知,西紅柿下落的高度約為h=45m,設(shè)西紅柿撞擊地面前瞬間速度為v,由v2=2gh,解得v=30m/s,與地面作用的時間為Δt=dv=0.0830s=1375s,設(shè)西紅柿撞擊地面的過程中,地面對西紅柿的撞擊力大小為F,由動量定理(mg-F)Δt=0-mv,代入數(shù)據(jù)得F=2252N,根據(jù)牛頓第三定律,地面對西紅柿的撞擊力與西紅柿對地面的撞擊力大小相等,方向相反,故西紅柿對地面的撞擊力約為25.C解析取豎直向下為正方向,對氣球由動量定理有(mg-F)Δt=-mv-mv,代入數(shù)據(jù)解得F=210N,由牛頓第三定律可知,觀眾雙手受到的壓力為210N,故C正確.6.A解析物體在0~t0時間內(nèi)初速度和末速度均為v0,根據(jù)動量定理得合力沖量I1=0;物體在t0~2t0時間內(nèi)初速度為v0,末速度為-v0,根據(jù)動量定理得合力沖量I2=-2mv0,選項A正確.7.答案(1)1.82J(2)0.182kg·m/s,方向與乒乓球擊球后的運動方向相同7.28ms解析(1)設(shè)乒乓球的初動能為Ek1,末動能為Ek2,則有Ek1=1Ek2=1ΔEk=Ek2-Ek1解得ΔEk=1.82J.(2)以乒乓球擊球后的運動方向為正方向,設(shè)乒乓球的初動量為p1,末動量為p2,乒乓球與球拍間的作用力遠大于乒乓球受到的重力,所以重力可以忽略不計,根據(jù)動量定理有p1=-mv1p2=mv2Δp=p2-p1FΔt=Δp解得Δp=0.182kg·m/s,Δt=7.28ms.8.D解析如果v1>v2,根據(jù)對稱性,物體再回到P點時的速度仍為v2,根據(jù)動量定理,合力對物塊的沖量為2mv2,A錯誤;如果v1<v2,物體再回到P點時的速度為v1,根據(jù)動量定理,合力對物塊的沖量為mv1+mv2,B錯誤;由于物體運動的速度方向發(fā)生變化,即動量一定會發(fā)生變化,合力沖量一定不會等于零,C錯誤;如果v1=v2,回到P點時,物體的動能沒有發(fā)生變化,根據(jù)動能定理,合力對物塊做的功為零,D正確.9.C解析碰撞過程中動能變化量為ΔEk=0-12mv02,可知安全氣囊沒有改變碰撞過程中模型人的動能變化量,故A錯誤;安全氣囊增加了碰撞過程中模型人的受力時間,故B錯誤;由動量定理可得-Ft=0-mv0,由于安全氣囊增加了碰撞過程中模型人的受力時間,所以模型人受到的沖擊力減小,故C正確;根據(jù)動量定理可知,碰撞過程中模型人受到的沖量大小為I=mv0,所以安全氣囊沒有改變碰撞過程中模型人受到的沖量10.D解析高壓水槍單位時間噴出水的質(zhì)量等于單位時間內(nèi)噴出的水柱的質(zhì)量,即m0=ρV=ρπD24v=14πρvD2,故A、B錯誤;設(shè)水柱對車的平均沖力為F,由動量定理得Ft=mv,即Ft=14ρπvD2·t·v,解得F=14ρπv2D2,選項C錯誤;高壓水槍對車產(chǎn)生的壓強p=FS=14ρπv2D21411.D解析根據(jù)動量定理F·Δt=mv,在1min時間內(nèi),撞到傘上的水的質(zhì)量m=ρhS=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,可知雨水受到的平均撞擊力F=mvt=32×1060N=5N,根據(jù)牛頓第三定律可知,12.答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s解析(1)力隨時間變化的圖像與時間軸所圍面積為F的沖量,則IF=12×(3+9)×4N