高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理课后复习题

1.2动量定理 同步练习（解析版）

1．太原一商场发生高空坠物事件，一女孩被砸伤，因此一定要严厉禁止高空抛物。假设一个质量为的鸡蛋从高处由静止释放后，砸到地面上的一个安全帽上，鸡蛋壳与安全帽的作用时间为，重力加速度g取，则安全帽受到的平均冲击力大小约为（　　）

A． B． C． D．

2．课上老师做了这样一个实验：如图所示，用一象棋子压着一纸条，放在水平桌面上接近边缘处。第一次，慢拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的P点第二次，将棋子、纸条放回原来的位置，快拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的N点。从第一次到第二次现象的变化，下列解释正确的是（　　）

A．棋子的惯性变大了 B．棋子受到纸条的摩擦力变小了

C．棋子受到纸条的摩擦力的冲量变小了 D．棋子离开桌面时的动量变大了

3．质量是的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来。已知安全带的缓冲时间是，安全带长，取，则安全带所受的平均冲力的大小为（　　）

A． B． C． D．

4．A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，先后撤去F1、F2，两物体最终停下，它们的v-t图像如图所示。已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等。则下列说法中不正确的是（　　）

A．全过程中A、B的平均速度之比为1∶1

B．A、B质量之比为2∶1

C．F1、F2冲量大小之比为1∶1

D．全过程中A、B克服摩擦力做功之比为2∶1

5．如图1所示，质量为的斜面体置于粗糙的水平面上，质量为的小物块在其上以匀速下滑，在时刻对物块施加一平行于斜面向下的推力，推力的大小随时间变化的图像如图2所示，时物块到达斜面底端。重力加速度取，在物块沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是（　　）

A．小物块到达斜面底端时的动能为

B．小物块在内的位移为

C．斜面体对水平面的压力大小始终为

D．水平面对斜面体的摩擦力水平向左且逐渐减小

6．2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外，为了防止病毒传播，打喷嚏时捂住口鼻很重要。有关专家研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40m/s，假设某人打一次喷嚏大约喷出60mＬ的气体，用时约0.02s。已知气体的密度为1.3kg/m3，估算打一次喷嚏某人受到的平均反冲力约为（　　）

A．0.13N B．1.3N C．0.16N D．1.6N

7．刷抖音成了人们茶余饭后的休闲娱乐项目。其中一个视频记录了采石工人手抡连接弹性杆的铁锤打击铁楔子的场景，如图甲所示，该场景可以简化为图乙，铁锤每次打击后均反弹。下列关于该场景说法正确的是。（　　）

A．连接弹性杆可以延长人对铁锤的作用时间，增大铁锤打击铁楔子时的初动量

B．连接弹性杆可以减少人对铁锤的作用时间，减小铁锤打击铁楔子时的初动能

C．使用铁楔子而不用木楔子是为了增大铁锤打击楔子的时间，以增大楔子对石头的作用力

D．打击的过程，铁锤的动能全部转化为热能

8．行驶中的汽车发生剧烈碰撞时，车内的安全气囊会被弹出并充满气体。由于安全气囊在碰撞过程中的作用，车内的司机（　　）

A．受力变小 B．受力时间变短 C．动量的变化量变小 D．受力面积不变

9．如图所示，表面光滑的楔形物块固定在水平地面上，质量相同的小球a和b（可视为质点）分别从斜面顶端沿斜面和竖直面同时由静止自由滑下。在两小球分别到达水平地面过程中，下列说法正确的是（　　）

A．两小球所受重力冲量大小相同

B．两小球的动量改变量大小相同

C．下落过程中两小球各自的机械能可能某时刻不相同

D．两小球到达斜面底端时间相同

10．有一种新型采煤技术:高压水射流采煤技术。基本原理如图所示，一组高压水泵将水的压强升高，让高压水从喷嘴中射出，打在煤层上，使煤成片脱落，从而达到采煤目的。假设某煤层受到压强为的冲击时即可破碎，若高压水流沿水平方向冲击煤层，不计水的反溅作用，水的密度为，则此时冲击煤层的水速约为（　　）

A．30m/s B．300m/s

C．90m/s D．900m/s

11．质量为的物体以竖直上抛，经t秒后落回抛出点。不计空气阻力，g取下列正确的是（　　）

A．在t秒内动量的变化量大小为

B．在t秒内重力的冲量为零

C．重力在上升和下落过程的冲量大小相等

D．物体从抛出到落回的时间

12．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h（全过程忽略空气阻力），此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则t时间内（　　）

A．安全带对人的平均作用力大小为

B．安全带对人的平均作用力大小为

C．人的动能一直在减小

D．人的机械能一直在减小

13．一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。以下说法正确的是（　　）

A．0～8s时间内拉力的冲量为18N·s

B．0～6s时间内物体的位移6m

C．0～2s物体速度为零，拉力的冲量也为0

D．0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功为30J

14．汉朝时期飞将军李广的故事广为流传，古诗“林暗草惊风，将军夜引弓。平明寻白羽，没在石棱中”就是描述李广射虎的故事。假设箭的质量约为，以的速度射在石头上，作用时间为。下列说法正确的是（　　）

A．箭与石之间平均作用力大小为

B．箭与石之间平均作用力大小为

C．箭的动能变化量为

D．箭的动能变化量为

15．如图所示，在卫生大扫除中，某同学用与水平方向成θ=37°角的恒力F推着拖把在水平地板上做直线运动，拖把由静止开始在t=3 s内运动了x=9 m。已知拖把的质量m=1.5 kg，推杆的质量忽略不计，拖把与水平地板间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　）

A．拖把的加速度大小为2 m/s2 B．推力F的大小为21 N

C．3 s末拖把的速度大小为3 m/s D．3 s内推力F的冲量大小为50.4 N·s

16．将质量为m=1kg的小球，从距水平地面高h=5m处，以v0=10m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10m/s2。求：

（1）平抛运动过程中小球动量的增加量Δp；

（2）小球落地时的动能。

17．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目一个质量为60kg的运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处已知运动员与网接触的时间为，重力加速度。试求：

(1)运动员自由下落过程中，重力对运动员的冲量；

(2)运动员与网接触过程中动量变化的大小；

(3)运动员与网接触过程中，网对运动员的平均冲击力的大小。

18．起跳摸高是篮球爱好者喜欢的运动。如图所示，篮球框高度。某男生质量为，手竖直向上伸直后指尖离地高度为，某次该生从地面竖直起跳后指尖恰好碰到了篮球框，重力加速度取，不计空气阻力。

(1)他起跳时的速度多大？

(2)该次起跳前，他先下蹲使重心下降一定高度，然后用力蹬地，使重心匀加速上升，此过程中地面对他的平均作用力大小为，求的值；

(3)落地时，该生采用双膝弯曲的方式进行自我保护，假设脚与地面缓冲的时间，求该生在缓冲过程中受到地面对他的平均作用力的大小。

19．某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160g的该种型号手机从距离地面高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上，保护器撞击地面的时间为，不计空气阻力，，试求：

(1)手机落地前瞬间的速度大小；

(2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小；

(3)地面对手机的平均作用力大小。

参考答案

1．C

【详解】

鸡蛋从高处落下，可近似看成是自由落体运动，则根据

可得鸡蛋落到安全帽上的瞬时速度

鸡蛋壳与安全帽碰撞的过程，设安全帽对鸡蛋壳的作用力为F，竖直向上为正方向，对鸡蛋由动量定理得

所以

由牛顿第三定律可得安全帽受到的平均冲击力大小约为，故选C。

2．C

【详解】

A．两次拉动中棋子的质量没变，故其惯性不变；故A错误；

B．由于正压力不变，故纸带对棋子的摩擦力没变，故B错误；

C．由于快拉时作用时间变短，故摩擦力对棋子的冲量变小了，故C正确；

D．由动量定理可知，合外力的冲量减小，则棋子离开桌面时的动量变小，故D错误；

故选C。

3．A

【详解】

根据

得，弹性绳绷直时，工人的速度为

取人为研究对象，在人和安全带相互作用的过程中，人受到重力mg和安全带给的冲力F，取F方向为正方向，由动量定理得

代入数据解得

F=1100N

方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，安全带受到的平均冲力为

F′=F=1100N

方向竖直向下。故A正确，BCD错误。

故选A。

4．D

【详解】

A．因v-t图像的面积等于位移，可知两物体的位移相同，时间也相同，则平均速度相同，选项A正确，不符合题意；

B．由v－t图象可知，两个匀减速运动的加速度之比为1∶2，由牛顿第二定律可知

f=ma

 A、B受摩擦力大小相等，所以A、B的质量关系是2∶1，选项B正确，不符合题意；

C．全过程中由动量定理

而摩擦力的冲量If相同，则F1、F2冲量大小之比为1∶1，选项C正确，不符合题意；

D．因整个过程中摩擦力相等，由v－t图象可知，A、B两物体加速与减速的位移之和相等，则全过程中A、B克服摩擦力做功相等，选项D错误，符合题意；

故选D。

5．A

【详解】

A．对物块进行分析，原来物块以匀速下滑，受到重力、支持力和摩擦力，合力为零，施加F后，合力即为F，力F为变力，根据动量定理有

在F-t图象中面积代表冲量，即

联立解得

则小物块到达斜面底端时的动能为

故A正确；

B．若把小物块下滑看作匀加速直线运动，则位移为

但实际上不是匀加速直线运动，故位移不等于12m，故B错误；

C．对斜面体受力分析，如图

根据牛顿第三定律，可知其中压力FN与摩擦力f的合力大小等于小物块的重力mg，而变力F并不会影响斜面体受力，则有

由牛顿第三定律可知，斜面体对水平面的压力大小始终为60N，故C错误；

D．由上面受力分析可知，平面对斜面体没有摩擦力，故D错误。

故选A。

6．A

【详解】

打一次喷嚏喷出的空气质量为

设打一次喷嚏喷出的空气受到的作用力为F，根据动量定理得

解得

根据牛顿第三定律可得人受到的平均反冲力为

故C正确，ABD错误。

故选C。

7．A

【详解】

AB．铁锤上连接弹性杆的目的是为了延长人对铁锤的作用时间，增大铁锤在空中运动的距离，使铁锤能获得更大的速度，增大铁锤打击铁楔子时的初动量和初动能，A正确，B错误；

C．使用铁楔子而不用木楔子，其目的是为了缩短铁锤与铁楔子间的作用时间，根据动量定理得作用时间越短作用力越大，即可以增大铁锤对铁楔子的作用力，也即增大楔子对石头的作用力，使石头更容易裂开，C错误；

D．铁锤打击的过程，由于反弹还有动能，动能没有全部转化为热能，D错误。

故选A。

8．A

【详解】

气囊弹出后司机与气囊的接触面积增大，同时增大司机的受力时间，使司机从高速运动到停止，根据动量定理有

可知动量的变化量不变，作用时间增大，平均作用力减小。

故选A。

9．B

【详解】

设斜面倾角，则物体在斜面上的加速度

设斜面高度为h。则物体在斜面上滑行的时间为：

可得小球在斜面上的滑行时间比在上的滑行时间长；

A．根据可知，两小球所受重力冲量不相同，选项A错误；

B．根据动能定理两小球的末速度大小相同，根据动量定理可知，两小球的动量改变量大小相同，选项B正确；

C．下落过程中两小球各自机械能守恒，C错误；

D．两小球到达斜面底端时间不相同，选项D错误；

故选B。

10．B

【详解】

取极短时间内射在煤层上质量为的水为研究对象，建立水柱模型，设水柱的横截面积为，取水的初速度方向为正方向，由动量定理得

又

根据压强公式得

联立并带入数据解得

故选B。

11．AC

【详解】

A．以竖直向下为正，则

故A正确；

BD．t秒内重力的冲量为

得

故BD错误；

C．不计空气阻力，则上升时间和下落时间相等，则重力在上升和下落过程的冲量大小相等，故C正确。

故选AC。

12．BD

【详解】

AB．在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有

即在产生拉力瞬间速度为

之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得：有

联立解得

选项A错误，B正确；

C．保险带刚被拉直时的一段时间内，重力大于弹力，人向下加速运动，动能增加，当弹力等于重力时，速度最大，人的动能最大；当弹力大于重力时，加速度向上，人做减速运动，动能减小，选项C错误；

D．在此过程中，保险带的弹力一直对人做负功，则人的机械能减小，选项D正确。

故选BD。

13．ABD

【详解】

A．根据图2，可得0～8s时间内拉力的冲量为

故A正确；

B．根据图3的面积关系，可得0～6s时间内物体的位移为

故B正确；

C．0～2s物体速度为零，是因为合力为零。而拉力的冲量为

故C错误；

D．6～8s内物体做匀速运动，可知滑动摩擦力等于此时的拉力为2N，由图3的面积关系可得，物体的位移为15m，则物体克服摩擦力所做的功为30J，故D正确。

故选ABD。

14．BC

【详解】

AB．以箭为研究对象，设受到的平均作用力为F，初速度方向为正，由动量定理得

代入数据解得

方向与初速度方向相反，A错误，B正确；

CD．动能变化量为

C正确，D错误。

故选BC。

15．AB

【详解】

A．由

得拖把的加速度大小为

A正确；

B．由牛顿第二定律得

解得推力F的大小为

B正确；

C．3 s末拖把的速度大小为

C错误；

D．3 s内推力F的冲量大小为

D错误。

故选AB。

16．（1）10N·s，方向竖直向下；（2）100J

【详解】

（1）由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故

h=gt2

落地时间

t==1s

小球飞行过程中只受重力作用，由动量定理得

Δp=I=mgt=10N·s

方向竖直向下；

（2）小球平抛运动中，由动能定理

Mgh=Ek-mv2

解得

Ek=100J

17．(1)，方向竖直向下；(2)；(3)

【详解】

(1)根据

解得

则可得重力对运动员的冲量为

方向竖直向下；
 

(2)设运动员从h1处下落，刚触网的速度为

方向向下；运动员反弹到达高度h2，离网时速度为

方向向上；设向上方向为正，由动量定理有

(3)在接触网的过程中，运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，则有

解得

18．(1)4m/s；(2)0.5m；(3)1800N

【详解】

(1)该男生起跳高度为

由

得

(2)该男生匀加速上升过程中有：

得

(3)对人缓冲过程由动量定理有：

解得

19．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)落地的速度

代入数值得

(2)方法一：根据自由落体运动

代入数值得

根据

得重力冲量

方法二：由动量定理

代入数值得

(3)取竖直向下为正方向，由动量定理

得