【同步學(xué)練】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：第1章2.課時(shí)分層作業(yè)2動(dòng)量定理習(xí)題

課時(shí)分層作業(yè)(二)動(dòng)量定理題組一沖量1．(多選)關(guān)于力的沖量的相關(guān)知識(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A．只有作用時(shí)間很短的力才能產(chǎn)生沖量B．沖量是矢量，其方向就是力的方向C．一對(duì)作用力與反作用力的沖量一定等大且反向D．如果力不等于零，則在一段時(shí)間內(nèi)其沖量不可能為零2．(2022·江西撫州期末)如圖所示，質(zhì)量為m＝2kg的物體靜止在光滑的水平面上，某時(shí)刻(記為零時(shí)刻)受到一個(gè)與水平面成θ＝37°、F＝5N的恒力作用，作用時(shí)間t＝3s。則0到3s時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)()A．物體動(dòng)量變化量的大小為12kg·m/sB．支持力的沖量為零C．重力沖量的方向豎直向上D．合力的沖量大小為15N·s3．(2022·吉林長(zhǎng)春實(shí)驗(yàn)中學(xué)期末)如圖所示，質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，滑塊速度為零，然后開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2回到斜面底端，滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小始終為Ff。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．重力對(duì)滑塊的沖量大小為mg(t1＋t2)sinθB．支持力對(duì)滑塊的沖量大小為mg(t1＋t2)cosθC．合力的沖量為0D．摩擦力的沖量大小為Ff(t1＋t2)4．(2022·江西新余市期末)一物體受到方向不變的力F作用，力F的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則力F在6s內(nèi)的沖量大小為()A．9N·s B．13.5N·sC．15.5N·s D．18N·s題組二動(dòng)量定理的定性分析5．下面列舉的裝置各有一定的原理，其中不能用動(dòng)量定理進(jìn)行解釋的是()A．運(yùn)輸玻璃器皿等易碎品時(shí)，在器皿的四周總是墊著碎紙或海綿等柔軟、有彈性的墊襯物B．建筑工人戴的安全帽內(nèi)有帆布?jí)|，把頭和帽子的外殼隔開(kāi)一定的空間C．熱水瓶膽做成雙層，且把兩層中間的空氣抽去D．跳高運(yùn)動(dòng)中的墊子總是十分松軟6．將一杯水放在桌邊，杯下壓一張紙條。若緩慢拉動(dòng)紙條(此過(guò)程中杯子相對(duì)紙條滑動(dòng))，發(fā)現(xiàn)杯子會(huì)滑落；當(dāng)快速拉動(dòng)紙條時(shí)，發(fā)現(xiàn)杯子并沒(méi)有滑落。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．緩慢拉動(dòng)紙條時(shí)，摩擦力對(duì)杯子的沖量較小B．快速拉動(dòng)紙條時(shí)，摩擦力對(duì)杯子的沖量較大C.為使杯子不滑落，杯子與紙條間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)盡量大一些D．為使杯子不滑落，杯子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)盡量大一些題組三動(dòng)量定理的定量計(jì)算7．(2022·江西吉安期末)如圖所示為某運(yùn)動(dòng)員做下蹲起跳訓(xùn)練，開(kāi)始時(shí)運(yùn)動(dòng)員處于下蹲狀態(tài)，豎直向上跳起后雙腳離地的最大高度為0.2m，若運(yùn)動(dòng)員蹬地的平均作用力為其體重的3倍，重力加速度大小為10m/s2，則運(yùn)動(dòng)員從蹬地到雙腳離地所用的時(shí)間為()A．0.10s B．0.15sC．0.18s D．0.20s8．(2022·首都師范大學(xué)附屬中學(xué)月考)一個(gè)質(zhì)量為50kg的蹦床運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面1.8m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回離水平網(wǎng)面2.45m高處。已知運(yùn)動(dòng)員和網(wǎng)接觸的時(shí)間為1s，g取10m/s2。網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均作用力大小為()A．150N B．550NC．650N D．1150N9．(2022·衡水第一中學(xué)高二月考)如圖所示，質(zhì)量為m的小球，固定在輕桿上，繞過(guò)O點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸在豎直面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，A、B是圓周上與圓心O等高的兩點(diǎn)。若小球運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，軌道半徑為R，且v＝πg(shù)R(g為重力加速度)，則小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到BA．小球所受重力的沖量為0B．小球所受向心力的沖量為mvC．小球所受合力的沖量大小為2mvD．輕桿對(duì)小球作用力的沖量大小為2mv10．(多選)(2022·山東師范大學(xué)附屬中學(xué)期中)濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)南部一帶常年風(fēng)力較大，為風(fēng)力發(fā)電創(chuàng)造了有利條件。如圖所示，風(fēng)力推動(dòng)三個(gè)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(磁極)轉(zhuǎn)動(dòng)，在定子(線圈)中產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。已知葉片長(zhǎng)為r，風(fēng)速為v，空氣密度為ρ，流到葉片旋轉(zhuǎn)形成的圓面的空氣中約有25速度減小為0，有3A．一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率約為16ρπr2vB．一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率約為15ρπr2vC．空氣對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)一個(gè)葉片的平均作用力約為25ρπr2vD．空氣對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)一個(gè)葉片的平均作用力約為215ρπr2v11．(2022·安徽皖北名校聯(lián)考)如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩將質(zhì)量為m的小球懸掛于固定的O點(diǎn)，先將小球拉到一定高度的A點(diǎn)，使得輕繩與水平方向的夾角θ＝30°，再由靜止釋放小球，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，輕繩瞬間繃直，此后小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，求：(1)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，所受重力的沖量大??；(2)輕繩繃直瞬間，輕繩對(duì)小球的沖量大小。12．雨滴下落時(shí)由于空氣阻力的作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間加速后會(huì)趨近勻速下落。為解釋雨滴下落過(guò)程中的各種現(xiàn)象，某同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，若將雨滴視作半徑為r的球體，則在豎直下落過(guò)程中雨滴所受的阻力滿足公式Ff＝kr2v2，其中k為常數(shù)，v為雨滴下落的速度大小。已知雨滴的密度為ρ，重力加速度為g。(1)取雨滴由靜止開(kāi)始下落的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谌鐖D所示的v-t圖中定性畫(huà)出雨滴從高空開(kāi)始下落直至落地前的過(guò)程中，其速度隨時(shí)間的變化圖像(取豎直向下為正方向，且不考慮與其他雨滴的碰撞)；(2)若某一雨滴的半徑為rc，某時(shí)刻在豎直方向加速下落的速度大小為vc，求該時(shí)刻雨滴加速度的大小a；(3)高空中的雨滴豎直下落后打在沙灘上會(huì)留下深淺不一的小坑，該同學(xué)查閱資料后認(rèn)為坑的深淺取決于雨滴撞擊地面時(shí)的平均壓強(qiáng)。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，雨滴撞擊地面時(shí)可視為圓柱體形狀，且撞擊時(shí)間極短，撞擊后的速度為零。請(qǐng)你幫助該同學(xué)推導(dǎo)此雨滴撞擊地面時(shí)平均壓強(qiáng)p的表達(dá)式。(結(jié)果用ρ、g、k和r表示)課時(shí)分層作業(yè)(二)A組基礎(chǔ)鞏固練1．BC[只要有力及作用時(shí)間，力就會(huì)有沖量，故A錯(cuò)誤；沖量是矢量，其方向與力的方向相同，故B正確；作用力與反作用力大小相等，同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，則二力的沖量一定大小相等、方向相反，故C正確；若力不等于零，方向發(fā)生變化，則在一段時(shí)間內(nèi)其沖量可能為零，故D錯(cuò)誤。]2．A3．B4．B5．C6．D7．A8．D9．CB組能力提升練10．BD[建立一個(gè)“風(fēng)柱”模型，如圖所示。風(fēng)柱的橫截面積為葉片旋轉(zhuǎn)掃過(guò)的面積S＝πr2，經(jīng)過(guò)時(shí)間t所形成的風(fēng)柱體積V＝πr2vt，空氣遇到葉片旋轉(zhuǎn)形成的圓面后，約25的空氣減速為零，約35的空氣原速率穿過(guò)，所以與葉片發(fā)生相互作用的風(fēng)柱質(zhì)量約為m＝25ρV＝25ρπr2vt，根據(jù)動(dòng)能定理知，風(fēng)力做的功約為W＝Ek＝12mv2＝15ρπr2vt·v2＝15ρπr2v3t，一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲得風(fēng)能的功率約為P風(fēng)＝Wt＝15ρπr2v3，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；以與葉片發(fā)生相互作用的那部分空氣為研究對(duì)象，規(guī)定空氣流動(dòng)的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理得-F·t＝0-mv，代入數(shù)據(jù)解得空氣受到的平均作用力大小約為F＝25ρπr2v2，根據(jù)牛頓第三定律，可知空氣對(duì)一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的平均作用力大小約為F'＝F＝25ρπr2v11．解析：(1)由題意可知，小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中做自由落體運(yùn)動(dòng)，下降高度為L(zhǎng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度v＝2所受重力的沖量大小I＝m(v-0)＝m2gL(2)輕繩繃直之前瞬間，小球沿繩方向的分速度v1＝vsinθ＝gL輕繩繃直之后瞬間，小球沿繩方向的分速度為零，在輕繩繃直瞬間，繩對(duì)小球的沖量大小I'＝m(v1-0)＝mgL2答案：(1)m2gL(2)mC組創(chuàng)新拓展練12．解析：(1)速度隨時(shí)間的變化圖像如圖所示。(2)該雨滴的質(zhì)量為m＝ρV＝43速度為vc時(shí)，雨滴所受的阻力為Ff＝kr由牛頓第二定律有mg-Ff＝ma解得a＝g-3k(3)雨滴撞擊地面時(shí)，取極短時(shí)間Δt內(nèi)與地面作用的質(zhì)量為Δm的一小部分雨滴為研究對(duì)象，設(shè)地面對(duì)這一小部分雨滴的作用力大小為F