2動量定理課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題(第1~5題為單選題,第6題為多選題)1.跳遠(yuǎn)時,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,這是因?yàn)?)A.人跳在沙坑里的動量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑里的動量變化量比跳在水泥地上小C.人跳在沙坑里受到的沖量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑里受到的沖力比跳在水泥地上小答案D解析人在下落中接觸地面的瞬間速度不變,故跳在沙坑里的動量與跳在水泥地上的動量是相等的,到人的動量變成0,動量的變化量是相等的,故選項(xiàng)A、B錯誤;則由動量定理mv=Ft可知,人受到的沖量也是相等的,但在沙坑中由于沙的緩沖,使減速時間延長,人受到的沖力將小于人在水泥地上受到的沖力,故選項(xiàng)C錯誤,D正確。2.如圖所示,摩天輪以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動,吊籃內(nèi)的游客隨摩天輪做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動。乘客的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則乘客從最高點(diǎn)運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中()A.重力的沖量大小為mRωB.重力的沖量大小為2mRωC.重力的沖量大小為mgD.重力的沖量大小為2答案C解析質(zhì)量為m的乘客從最高點(diǎn)運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中轉(zhuǎn)動半周,重力的沖量為I=12mgT=12×mg×2πω=mgπω,選項(xiàng)3.一質(zhì)量為0.2kg的小鋼球由距地面5m高處自由下落,與地面碰撞后又以等大的動量被反彈,碰撞作用時間為0.1s。若取向上為正方向,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.小鋼球碰地前后的動量變化是2kg·m/sB.小鋼球碰地過程中受到的合沖量是4N·sC.地面受到小鋼球的平均壓力為40ND.引起小鋼球動量變化的是地面對小鋼球彈力的沖量答案B解析小球落地時的速度大小為v=2gh=2×10×5m/s=10m/s,落地時動量為p1=mv=2kg·m/s,反彈時的動量為p2=p1=2kg·m/s,則小鋼球碰地前后的動量變化是Δp=p2p1=4kg·m/s,故選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)動量定理可得小鋼球碰地過程中受到的合沖量I=Δp=4N·s,故選項(xiàng)B正確;根據(jù)動量定理可得Ftmgt=Δp,解得F=42N,根據(jù)牛頓第三定律可知,地面受到小鋼球的平均壓力為42N,故選項(xiàng)C錯誤;4.關(guān)于力的沖量,下列說法正確的是()A.力越大,力的沖量就越大B.一對作用力與反作用力的沖量一定大小相等、方向相反C.沖量是矢量,沖量的方向一定與力的方向相同D.F1與作用時間t1的乘積大小等于F2與作用時間t2的乘積大小,則這兩個沖量一定相同答案B解析沖量是力對時間的積累效果,其大小等于力與力的作用時間的乘積,力大,沖量不一定大,其大小還與力的作用時間有關(guān),選項(xiàng)A錯誤。一對作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、同時產(chǎn)生、同時消失,因此一對作用力與反作用力的沖量總是大小相等、方向相反,選項(xiàng)B正確。沖量是矢量,在作用時間內(nèi),力的方向不變時沖量的方向與力的方向相同,在作用時間內(nèi),力的方向變化時沖量的方向與力的方向不一定相同,選項(xiàng)C錯誤。沖量是矢量,兩個矢量相同必須滿足大小相等、方向相同,選項(xiàng)D錯誤。5.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度v抽出紙條后,鐵塊掉到地面上的P點(diǎn),若以2v速度抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)為()A.仍在P點(diǎn)B.在P點(diǎn)左側(cè)C.在P點(diǎn)右側(cè)不遠(yuǎn)處D.在P點(diǎn)右側(cè)原水平位移的兩倍處答案B解析兩種情況下鐵塊受到的摩擦力相同,但摩擦力的作用時間不同,以2v速度抽出紙條時,作用時間短,摩擦力的沖量小,根據(jù)動量定理可知,以2v速度抽出紙條時,鐵塊的動量變化小,拋出時的速度小,根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律,鐵塊落在P點(diǎn)左側(cè)。6.如圖所示,質(zhì)量均為m的小球A、B在同一水平線上,在A球水平拋出的同時B球自由下落,運(yùn)動到t=2s時刻,兩球的運(yùn)動方向夾角為37°(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),不計(jì)空氣阻力,則()A.當(dāng)t=2s時,A球與B球重力的瞬時功率之比為5∶4B.當(dāng)t=2s時,A球與B球重力的瞬時功率之比為1∶1C.在0~2s過程中,兩球的動能改變不同D.在0~2s過程中,兩球的動量改變相同答案BD解析因t=2s時兩球豎直方向速度相同,為vy,重力的功率P=mgvy,相同,故選項(xiàng)A錯誤,B正確;在0~2s過程中,下落高度相同,重力做功相同,兩球的動能改變相同,故選項(xiàng)C錯誤;在0~2s過程中,重力的沖量相同,則兩球的動量改變相同,故選項(xiàng)D正確。二、非選擇題7.質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4。有一大小為5N的水平恒力F作用于物體上,使之加速前進(jìn),經(jīng)3s后撤去F。求物體運(yùn)動的總時間。(g取10m/s2)答案3.75s解析物體由開始運(yùn)動到停止運(yùn)動的全過程中,F的沖量為Ft1,摩擦力的沖量為Fft。選水平恒力F的方向?yàn)檎较?根據(jù)動量定理有Ft1Fft=0①又Ff=μmg②聯(lián)立①②式解得t=Ft1μmg,代入數(shù)據(jù)解得t=3.758.下圖是一則安全警示廣告,描述了高空墜物對人傷害的嚴(yán)重性。小王同學(xué)用下面的實(shí)例來檢驗(yàn)廣告詞的科學(xué)性:一個雞蛋從8樓的窗戶自由下落到地面(實(shí)驗(yàn)前已確認(rèn)地面無人且周邊已圍上警示欄)。經(jīng)測量雞蛋質(zhì)量約為50g,8層樓高約20m,與地面接觸時間約為0.02s。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)雞蛋下落到地面時動量的大小;(2)雞蛋對地面平均作用力的大小。答案(1)1kg·m/s(2)50.5N解析(1)由v2=2gh得下落到地面時的速度v=2gh=2×10×動量的大小為p=mv=50×103×20kg·m/s=1kg·m/s。(2)設(shè)向上為正方向,根據(jù)動量定理可知,對雞蛋(Fmg)Δt=0(mv)解得F=mvΔt+mg=10.02+0.05由牛頓第三定律可知雞蛋對地面平均作用力的大小F'=50.5N。能力提升一、選擇題(第1~6題為單選題,第7題為多選題)1.質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動,其vt圖像如圖所示。則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是()A.10N·s,10N·sB.10N·s,10N·sC.0,10N·sD.0,10N·s答案D解析由題圖可知,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=p3p2=10N·s,故正確答案為選項(xiàng)D。2.學(xué)?？茖W(xué)晚會上,科技制作社團(tuán)表演了震撼動量球?qū)嶒?yàn)。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共計(jì)()A.150N B.180NC.210N D.240N答案C解析取豎直向下為正方向,對氣球由動量定理有(mgF)·Δt=mvmv,代入數(shù)據(jù)解得F=210N,負(fù)號表示力的方向豎直向上,由牛頓第三定律可知,觀眾雙手受到的壓力為210N,故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯誤。3.在一次水火箭比賽中,學(xué)生利用廢棄的飲料瓶來制作箭體。發(fā)射時,先灌入三分之一的水,再用打氣筒充入空氣,到達(dá)一定的壓力后發(fā)射升空。若某次實(shí)驗(yàn)中豎直向上發(fā)射瞬間加速度大小達(dá)到重力加速度大小的4倍,向下噴射的水流速度為3m/s,已知飲料瓶的容積為540mL,忽略飲料瓶的質(zhì)量,水的密度為1×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2,則發(fā)射瞬間后0.01s時間內(nèi)噴射的水的質(zhì)量為()A.0.09kg B.0.9kgC.0.03kg D.0.3kg答案C解析設(shè)發(fā)射瞬間噴射的水對飲料瓶的作用力為F,由牛頓第二定律得Fm0g=m0a其中m0=13ρV,代入數(shù)據(jù)解得F=9N,再由動量定理得Ft=mv,可得m=Ftv,代入數(shù)據(jù)解得m=0.03kg,故選項(xiàng)C正確,A、B、4.墊球是排球運(yùn)動中通過手臂的迎擊動作,使來球從墊擊面上反彈出去的一項(xiàng)擊球技術(shù),若某次從墊擊面上反彈出去豎直向上運(yùn)動的排球,之后又落回到原位置,設(shè)整個運(yùn)動過程中排球所受阻力大小不變,則()A.球從擊出到落回的時間內(nèi),重力的沖量為零B.球從擊出到落回的時間內(nèi),空氣阻力的沖量為零C.球上升階段阻力的沖量小于下降階段阻力的沖量D.球上升階段動量的變化量等于下降階段動量的變化量答案C解析整個過程中,重力不為零,作用時間不為零,根據(jù)IG=mgt可知,重力沖量不為零,故選項(xiàng)A錯誤;由于整個過程中,阻力都做負(fù)功,所以上升階段的平均速度大于下降階段的平均速度,即上升過程所用時間比下降過程所用時間少,根據(jù)If=Fft可知上升階段阻力沖量小于下降階段阻力沖量,整個過程中阻力沖量不為零,故選項(xiàng)B錯誤,C正確;設(shè)初速度為v0,上升階段,初速度為v0,末速度為零,動量變化量為Δp1=0mv0=mv0,下降階段,初速度為零,末速度小于v0,動量變化量為|Δp2|<|Δp1|,兩者不相等,故選項(xiàng)D錯誤。5.有關(guān)專家研究得出打噴嚏時氣流噴出的速度可達(dá)50m/s,假設(shè)一次打噴嚏大約噴出5.0×105m3的空氣,一次噴嚏大約0.02s,已知空氣的密度為1.3kg/m3,估算打一次噴嚏人受到的平均反沖力為()A.0.11N B.0.13NC.0.16N D.0.20N答案C解析打一次噴嚏噴出的空氣質(zhì)量為m=ρV=6.5×105kg,設(shè)打一次噴嚏噴出的空氣受到的作用力為F,令噴出的速度方向?yàn)檎较?根據(jù)動量定理得FΔt=mv,解得F=mvΔt=6.5×10-5×500.02N=0.16N,6.一宇宙飛船的橫截面積為S,以v0的恒定速率航行,當(dāng)進(jìn)入有宇宙塵埃的區(qū)域時,設(shè)在該區(qū)域單位體積內(nèi)有n顆塵埃,每顆塵埃的質(zhì)量為m,若塵埃碰到飛船前是靜止的,且碰到飛船后就粘在飛船上,不計(jì)其他阻力,為保持飛船勻速航行,飛船發(fā)動機(jī)的牽引力功率為()A.Snmv02 B.2C.Snmv03 D.2答案C解析時間t內(nèi)粘在飛船上的塵埃質(zhì)量m0=Sv0tnm,對粘在飛船上的塵埃,由動量定理得Ft=m0v0,解得F=Snmv02,為維持飛船勻速運(yùn)動,飛船發(fā)動機(jī)牽引力F'=F,牽引力的功率為P=F'v0=Snmv037.物體在水平地面上受到水平推力F的作用,在6s內(nèi)速度、力F隨時間變化如圖所示,由圖像可得()甲乙A.物體的質(zhì)量為4kgB.前6s內(nèi)合力的沖量為4N·sC.在前6s內(nèi)推力做的功為7JD.在6s內(nèi)運(yùn)動的位移為6m答案ABC解析由題圖甲看出,物體在2~6s做勻速直線運(yùn)動,則有Ff=F2=1N,0~2s物體加速度為a=ΔvΔt=0.5m/s2,由牛頓第二定律得F1Ff=ma,代入解得m=4kg,故選項(xiàng)A正確;前6s內(nèi)合力的沖量為動量的變化量,I=Δp=mv=4N·s,故選項(xiàng)B正確;物體在6s內(nèi)運(yùn)動的位移為x=12×1×2m+1×4m=5m,前2s內(nèi)通過的位移為1m,后4s內(nèi)的位移為4m,在6s內(nèi)推力做的功為W=3×1J+1×4J=7J,故選項(xiàng)二、非選擇題8.噴口豎直向下的水龍頭噴出的水形成水柱沖擊到地面,已知噴口距地面的高度h=1m,水噴出時