2024-2025學(xué)年高中物理第十六章動量守恒定律2動量和動量定理課時作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE4-動量和動量定理[A組素養(yǎng)達標(biāo)]1．(多選)下列關(guān)于動量的說法，正確的是()A．動能不變，物體的動量肯定不變B．做勻速圓周運動的物體，其動量不變C．一個物體的速率變更，它的動量肯定變更D．一個物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更，它的動量肯定變更解析：動能不變，若速度的方向變更，動量就變更，選項A錯誤；做勻速圓周運動的物體的速度方向時刻變更，所以其動量時刻變更，選項B錯誤；速度的大小、方向有一個量發(fā)生變更都認(rèn)為速度變更，動量也變更，選項C正確；運動狀態(tài)發(fā)生變更即速度發(fā)生變更，選項D正確．答案：CD2．(多選)質(zhì)量為m的物體，靜止在傾角為θ的斜面上，作用時間為t，下列說法正確的是()A．重力的沖量大小是mgtsinθB．支持力的沖量大小是mgtcosθC．合力的沖量大小為零D．重力的沖量的方向豎直向下解析：重力的沖量為mgt，方向與重力的方向相同，豎直向下，故A錯誤，D正確．支持力的沖量大小為mgtcosθ，故B正確．時間t內(nèi)，物體靜止，合力為零，故合力的沖量為零，C正確．答案：BCD3．質(zhì)量為0.5kg的物體，運動速度為3m/s，它在一個變力作用下速度變?yōu)?m/s，方向和原來方向相反，則這段時間內(nèi)動量的變更量為()A．5kg·m/s，方向與原運動方向相反B．5kg·m/s，方向與原運動方向相同C．2kg·m/s，方向與原運動方向相反D．2kg·m/s，方向與原運動方向相同解析：以原來的運動方向為正方向，由定義式Δp＝mv′－mv得Δp＝(－7×0.5－3×0.5)kg·m/s＝－5kg·m/s，負(fù)號表示Δp的方向與原運動方向相反．答案：A4.如圖所示，重物G壓在紙帶上，用一水平力緩慢地拉動紙帶，重物G會跟著一起運動；若快速拉動紙帶，紙帶將會從重物G下面抽出．關(guān)于這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．在緩慢拉動紙帶時，重物和紙帶間的摩擦力大于快速拉動紙帶時重物和紙帶間的摩擦力B．在緩慢拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大C．在快速拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大D．快速拉動紙帶時重物的動量變更大解析：用水平力F緩慢地拉動紙帶，重物與紙帶間有靜摩擦力，若快速拉動紙帶，紙帶會從重物下抽出，重物與紙帶間有滑動摩擦力，滑動摩擦力約等于最大靜摩擦力，所以重物與紙帶間的滑動摩擦力大于等于靜摩擦力，故A錯誤；慢拉時重物跟著紙帶運動，動量變更大，故慢拉時紙帶給重物的摩擦力的沖量大，由于慢拉與快拉時紙帶對重物的支持力相等，而慢拉時作用時間長，支持力的沖量也大，故慢拉時，紙帶給重物的沖量大，故B正確，C、D錯誤．答案：B5．如圖所示甲、乙兩種狀況中，人用相同大小的恒定拉力拉繩子，使人和船A均向右運動，經(jīng)過相同的時間t，圖甲中船A沒有到岸，圖乙中船A沒有與船B相碰，則經(jīng)過時間t()A．圖甲中人對繩子拉力的沖量比圖乙中人對繩子拉力的沖量小B．圖甲中人對繩子拉力的沖量比圖乙中人對繩子拉力的沖量大C．圖甲中人對繩子拉力的沖量與圖乙中人對繩子拉力的沖量一樣大D．以上三種狀況都有可能解析：甲、乙兩種狀況下人對繩子的拉力相等，由沖量的定義式I＝Ft可知，兩沖量相等，只有選項C是正確的．答案：C6.(多選)如圖所示，一個質(zhì)量為0.18kg的壘球，以25m/s的水平速度飛向球棒，被球棒打擊后反向水平飛回，速度大小變?yōu)?5m/s，設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.01s．下列說法正確的是()A．球棒對壘球的平均作用力大小為1260NB．球棒對壘球的平均作用力大小為360NC．球棒對壘球做的功為126JD．球棒對壘球做的功為36J解析：依據(jù)動量定理得F·t＝mv2－mv1，F(xiàn)＝eq\f(mv2－mv1,t)＝eq\f(－0.18×45－0.18×25,0.01)N＝－1260N，故A正確，B錯誤；依據(jù)動能定理得W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×0.18×452J－eq\f(1,2)×0.18×252J＝126J，故C正確，D錯誤．答案：AC7.沿同始終線，甲、乙兩物體分別在力F1、F2作用下做直線運動，甲在t1時間內(nèi)，乙在t2時間內(nèi)動量p隨時間t變更的p-t圖象如圖所示，設(shè)甲物體在t1時間內(nèi)所受到的沖量大小為I1，乙物體在t2時間內(nèi)所受到的沖量大小為I2，則兩物體所受外力F及其沖量I的大小關(guān)系是()A．F1＞F2，I1＝I2 B．F1＜F2，I1＜I2C．F1＞F2，I1＞I2 D．F1＝F2，I1＝I2解析：由F＝eq\f(Δp,Δt)知F1＞F2，由I＝Ft＝Δp知I1＝I2，選項A正確．答案：A8．一質(zhì)量為100g的小球從0.8m高處自由落到一厚軟墊上，若小球接觸軟墊到陷至最低點經(jīng)驗了0.2s，則這段時間內(nèi)軟墊的彈力對小球的沖量大小為多少？(g取10m/s2)解析：小球剛接觸軟墊時速度大小為v0＝eq\r(2gh)＝4m/s，又知末速度為零，由動量定理知小球動量的變更量等于合力的沖量，而重力的沖量能干脆求得，于是可選豎直向上為正方向，設(shè)彈力為FN.由動量定理，得(FN－mg)Δt＝0－(－mv0)，所以FNΔt＝mv0＋mgΔt＝(0.4＋0.2)N·s＝0.6N·s，即這段時間內(nèi)軟墊的彈力對小球的沖量為0.6N·s.答案：0.6N·s[B組素養(yǎng)提升]9.質(zhì)量為1kg的物體做直線運動，其速度—時間圖象如圖所示．則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受合外力的沖量分別是()A．10N·s,10N·sB．10N·s，－10N·sC．0,10N·sD．0，－10N·s解析：由圖象可知，在前10s內(nèi)初、末狀態(tài)的動量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由動量定理知I1＝0；在后10s內(nèi)末狀態(tài)的動量p3＝－5kg·m/s，由動量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故D正確．答案：D10．物體在恒定的合力作用下做直線運動，在時間t1內(nèi)動能由零增大到E1，在時間t2內(nèi)動能由E1增加到2E1，設(shè)合力在時間t1內(nèi)做的功為W1，沖量為I1，在時間t2內(nèi)做的功是W2，沖量為I2，則()A．I1＜I2，W1＝W2 B．I1＞I2，W1＝W2C．I1＞I2，W1＜W2 D．I1＝I2，W1＜W2解析：依據(jù)動能定理有W1＝E1－0＝E1，W2＝2E1－E1＝E1，所以W1＝W2；依據(jù)動量定理和動量與動能的關(guān)系式p＝eq\r(2mEk)有I1＝eq\r(2mE1)－0＝eq\r(2mE1)，I2＝2eq\r(mE1)－eq\r(2mE1)＝(2－eq\r(2))eq\r(mE1)，明顯I1＞I2.選項B正確．答案：B11．有一個質(zhì)量為0.5kg的籃球從H＝0.8m的高度落到水平地板上，每彈跳一次上升的高度總等于前一次的0.36倍，且每次球與地板接觸時間相等均為0.2s，空氣阻力不計，(重力加速度g取10m/s2)求：(1)第一次球與地板碰撞，地板對球的平均沖力．(2)第一次和其次次球與地板碰撞的沖量的大小之比．解析：(1)籃球第一次與地板碰前瞬時速度為v0＝eq\r(2gH)＝4m/s碰后的速度為v1＝eq\r(2g×0.36H)＝0.6v0＝2.4m/s選向上為正方向，由動量定理有Ft－mgt＝mv1－(－mv0)解得F＝21N，方向向上．(2)同理其次次碰前瞬時速度和其次次碰后瞬時速度關(guān)系為v2＝0.6v1＝0.62v0.設(shè)兩次碰撞中地板對球的沖量分別為I1、I2，選向上為正方向，由動量定理有I1＝mv1－(－mv0)＝1.6mv0，I2＝mv2－(－mv1)＝1.6mv1＝0.96mv0解得I1∶I2＝5∶3.答案：(1)21N，方向向上(2)5∶3[C組學(xué)霸沖刺]12.如圖所示，在光滑水平面右端B點處連接一個豎直的半徑為R的光滑半圓形軌道BC，在距離B為x的A點，用一個較大的水平力向右瞬間彈擊質(zhì)量為m的小鋼球，使其獲得一個水平向右的初速度，小鋼球到達B點后沿半圓形軌道運動，剛好到達C點，已知重力加速度為g，求：(1)小鋼球經(jīng)過C時的速度有多大？(2)在A點，這個瞬間彈擊小鋼球的力的沖量須要有多大？解析：(1)小鋼球經(jīng)過C點時，恰好由重力供應(yīng)圓周運動所需的向心力，即mg＝eq\f(mv\o\al(2,C),R)①由①得vC＝eq\r(gR)②(2)小鋼球由B→C機械能守恒，所以有