高中物理第二节 动量定理课后作业题

这是一份高中物理第二节 动量定理课后作业题，共16页。试卷主要包含了2动量定理 跟踪训练，5T时，物块速度为等内容，欢迎下载使用。

1．如图所示，质量为m的物体从倾角为θ的斜面顶端以速度v匀速滑下。经过时间t滑到斜面底端，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力的冲量大小等于mgtsinθ
B．摩擦力的冲量大小等于mgtsinθ
C．由于物体受到的支持力与速度垂直，所以支持力的冲量为0
D．物体所受合力的冲量大于零，且方向沿斜面向下
2．在一条直线上运动的物体，其初动量为8 kg·m/s，它在第1 s内受到的冲量为-3 N·s，第2 s内受到的冲量为5 N·s，它在第2 s末的动量为（ ）
A．10 kg·m/sB．11 kg·m/sC．13 kg·m/sD．16 kg·m/s
3．一质量为m的物块静止在水平光滑桌面上，现用一力F（大小未知）拉动物块，物块运动时的图像如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．0.5T时，物块速度为
B．与物块运动形式不同
C．，过程中F冲量为
D．过程中F做功为零
4．一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落，其速度v随时间t变化的图线如图所示。则物块（ ）
A．第一个时间内的位移等于第二个时间内的位移
B．第一个时间内合外力做的功小于第二个时间内合外力做的功
C．第一个时间内重力的冲量等于第二个时间内重力的冲量
D．第一个时间内合外力的冲量小于第二个时间内合外力的冲量
5．甲、乙两个物体的质量相同，以相同的初速度在不同的水平面上滑行，甲比乙先停下来；则有（ ）
A．甲物体受到的合冲量较大
B．乙物体受到的合冲量较大
C．甲和乙受到的合冲量一样大
D．由于滑动摩擦因数未知，无法比较冲量的大小
6．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前。这样做可以（ ）
A．减小篮球的动量变化量
B．减小篮球对手的冲量
C．减小篮球的动能变化量
D．减小篮球与手之间的相互作用力
7．某物体的v－t图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．0～t1和t2～t3，合力做功和冲量都相同
B．t1～t2和t3～t4，合力做功和冲量都相同
C．0～t2和t2～t4，合力做功和冲量都相同
D．0～t1和t3～t4，合力做功和冲量都相同
8．距地面高处以速度水平抛出质量为的物体，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．落地时重力的功率为
B．落地时物体动量大小为
C．若抛出时的速度大小为，则落地时重力的功率变大
D．若抛出时的速度大小为，则从抛出到落地物体动量变化量不变
9．随着科技信息电子产品的快速发展，人们对手机的依赖性越来越强，据有关方面不完全统计，人们一天平均看手机的次数在150次以上。许多人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。如图所示，若手机质量为，从离人眼睛约的高度无初速度跌落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到的手机的冲击时间约为，重力加速度，下列分析正确的是（ ）
A．手机对眼睛的冲量大小约为
B．手机与眼睛作用过程中手机动量的变化量大小约为
C．手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D．手机对眼睛的作用力大小约为
10．从同一高度由静止落下的玻璃杯，掉在水泥地上易碎，掉在棉花上不易碎，这是因为玻璃杯掉在棉花上时（ ）
A．玻璃杯受到冲量变小B．延缓了作用时间，作用力较小
C．动量的改变量变小D．玻璃杯受到的阻力变大
11．篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，两臂随球迅速收缩至胸前，这样做可以（ ）
A．减小球对手的冲量B．减小球的动量变化量
C．延长球与人的相互作用的时间D．将球的动能全部转移给运动员
12．如图，一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合。A、O、B为竖直平面上的点，且O为等量异种点电荷连线的中点，。现有带电荷量为q、质量为m的小物块视为质点，从A点以大小为的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0，则（ ）
A．小物块一定带正电
B．从A到B，小物块电势能先减小后增大
C．从A到B，小物块加速度先增大后减小
D．从A到B，小物块重力的冲量小于
13．将质量为的物块置于水平地面上，已知物块与水平桌面间的动摩擦因数为，现在物块上施加一个平行于水平面的恒力，物块由静止开始运动，作用4s后撤去F。已知，对于物块从静止开始到物块停下这一过程下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中物块运动的时间为6s
B．整个过程中摩擦力的冲量大小为
C．整个过程中物块的位移大小为80m
D．整个过程中物块的最大动量为
14．如图1所示，一根长为L=1m的空心铝管竖直放置，把一枚m=20g的小圆柱形永磁体从铝管上端管口放入管中由静止释放，圆柱形永磁体直径略小于铝管的内径。永磁体在管内运动时，不与铝管内壁发生摩擦且无翻转，不计空气阻力。若永磁体下落过程中在铝管内受到的阻力f与永磁体下落的速度大小v成正比，且满足f=0.1v（N），永磁体运动的v-t图像如图2所示，永磁体在时刻离开铝管下端时阻力恰好等于重力，重力加速度g取。关于永磁体在铝管内运动的过程，下列说法正确的是（ ）
A．永磁体离开铝管下端时的速度大小为2m/s
B．永磁体穿过铝管的时间为0.5s
C．永磁体穿过铝管的过程中阻力的冲量大小为0.10
D．永磁体穿过铝管的过程中重力的冲量大小为0.10
15．如图所示，质量为m、2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上，某时刻，它们同时受到水平恒力F，经过时间t，同时撤掉力F。下列叙述中，正确的是（ ）
A．在力F作用的时间内，两物体动量变化Δp甲<Δp乙
B．在力F作用的时间内，两物体动量变化Δp甲>Δp乙
C．在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量I甲D．在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量I甲>I乙
16．如图所示，为汽车碰撞试验，一款轿车以p=20000kg•m/s的动量撞击试验台，经t=0.1s的时间停止运动。求：
（1）撞击过程中的汽车受到的平均力大小；
（2）若汽车质量是1000kg，撞击前瞬间汽车的速度大小。
17．如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层。设水柱直径为D，水流速度为v，水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度为零。求：
（1）高压水枪的功率；
（2）水柱对煤的平均冲力。
18．一高空作业的工人质量为60kg，系一条长为L=5m的安全带，若工人由静止不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1s（工人最终静止悬挂在空中），则缓冲过程中安全带受的平均冲力是多少？（g取10m/s2，忽略空气阻力的影响）
19．有一宇宙飞船，它的正面面积为，以的速度飞入宇宙微粒尘区，尘区每空间有一个微粒，每一微粒平均质量，若要使飞船速度保持不变，飞船的推进力应为多少？（设微粒尘与飞船碰撞后附着于飞船上）
参考答案
1．B
【详解】
A．重力的冲量大小等于mgt，A错误；
B．由于物体匀速下滑，由平衡条件可得，物体受到的摩擦力为
则摩擦力的冲量大小为
B正确；
C．物体所受支持力为
所以支持力的冲量为
C错误；
D．由于物体匀速下滑，动量保持不变，由动量定理可得
即物体所受合力的冲量为零，D错误。
故选B。
2．A
【详解】
略根据动量定理得：Ft=p-mv0，则p=Ft＋mv0=(-3＋5＋8） kg·m/s=10 kg·m/s，故选A。
略
3．C
【详解】
AB．根据a-t图像与时间轴所围的面积大小表示速度的变化量，且物体从静止开始运动可知：物体在0～0.5T时间内做初速度为零的加速度为a0的匀加速直线运动，0.5T时物体的速度
0.5T~T时间内物体的加速度为零，以速度v做匀速运动
T~1.5T时间内物体的加速度为-a0，物体做匀减速运动，1.5T时刻的速度
1.5T~2T时间内物体做初速度为零加速度为-a0的反向匀加速直线运动，2T时物体的速度
其速度时间图像如图所示
AB正确；
C．T~1.5T，根据动量定理可知F冲量等于物体的动量变化，即
C错误；
D．T~2T过程中，根据动能定理可知：F做的功等于物体的动能变化，即
D正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．在图象中，图线与时间轴围成的面积表示物块的位移。由图可知，物块第一个t0时间内的位移小于第二个t0时间内位移，A错误；
B．根据动能定理可知，合外力对物块做的功等于动能的改变量，由图可知，第一个t0时间内动能的变化量大小等于第二个t0时间内动能的变化量大小，则第一个t0时间内合外力做的功大小等于第二个t0时间内合外力做的功大小，B错误；
C．根据冲量定义
可知第一个t0时间内重力的冲量等于第二个t0时间内重力的冲量，故C正确；
D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化，因两个过程动量变化大小相等，则第一个时间内合外力的冲量大小等于第二个时间内合外力的冲量的大小，故D错误；
故选C。
5．C
【详解】
甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量，由动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于动量的变化量，由题中可知，甲、乙两物体初、末状态的动量都相同，动量变化量相同，I=Δp，所以所受的冲量均相同。
故选C。
6．D
【详解】
先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得
-Ft=0-mv
解得
接球过程，球的动量变化量相等，当时间增大时，球动量的变化率减小，作用力就减小，而冲量和动量和动能的变化量都不变。
故选D。
7．C
【详解】
A．0～t1内动能的变化量为mv02，动量变化量为mv0；t2～t3内动能变化量为mv02，动量变化量为－mv0，根据动能定理可知这两段时间内合力做功相等，根据动量定理知合力的冲量不同，故A错误；
B．t1～t2内动能变化量为
0-mv02＝-mv02
动量变化量为
0-mv0＝-mv0
t3～t4内动能变化量为
0-mv02＝-mv02
动量变化量为
0-＝mv0
则知动能变化量相同，而动量变化量不同，所以合力做功相等，合力的冲量不同，故B错误；
C．0～t2和t2～t4内动能变化量均为0，动量变化量均为0，根据动能定理和动量定理得知合力的功和冲量都相同，故C正确；
D．由上分析得知：0～t1和t3～t4内动能变化量不同，动量变化量相同，故合力的功不相同，合外力的冲量相同，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．落地时重力的功率为
选项A错误；
B．落地时物体动量大小为
选项B错误；
C．若抛出时的速度大小为，则落地时竖直速度不变，则重力的功率仍为
选项C错误；
D．若抛出时的速度大小为，因落地时的时间不变，则从抛出到落地物体动量变化量
不变，选项D正确。
故选D。
9．A
【详解】
B．根据自由落体运动公式得
选取向上为正方向，手机与眼睛作用后手机的速度变为零，所以手机与眼睛作用的过程中动量变化量为
故B错误；
AC．手机与眼睛的接触过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向上为正方向，则
代入数据得
手机对眼睛的作用力和眼睛对手机的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小约为，方向竖直向下，故A正确，C错误；
D．由冲量的定义可知
代入数据得
由牛顿第三定律得手机对眼睛的作用力大小约为，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
AC．杯子从同一高度落下，故到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等，与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理
I=P
可以知道，冲量也相等。故AC错误；
BD．在棉花上时，因为棉花的缓冲使时间变长，动量的变化率较小，即
所以作用力较小。故B正确；D错误。
故选B。
11．C
【详解】
根据动量定理可知
篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，两臂随球迅速收缩至胸前，只是延长球与人的相互作用的时间，进而较小了作用力，动量变化量不变，球对手的冲量也不变，球此时还有速度，并没有将全部的动能都转给运动员。
故选C。
12．AC
【详解】
A．由场强的叠加规律可知，图中等量异种电荷中垂线上的场强水平向右，若小物块带负电，受到的电场力水平向左，不可能沿AB下滑，故小物块带正电，A正确；
B．AB为该等量异种电荷电场中的等势面，故从A到B，电场力不做功，小物块电势能不变，B错误；
C．从A到B，场强先增大后减小，O点场强最大，小物块在水平方向由平衡条件可得
小物块从A点以大小为的初速度向B滑动，到达B点时速度恰好为0，故小物块全程减速，加速度始终向上，竖直方向由牛顿第二定律可得
故小物块加速度先增大后减小，C正确；
D．从A到B，对小物块由动量定理可得
可得
无法确定重力的冲量是否小于，D错误。
故选AC。
13．BC
【详解】
A．整个过程由动量定理可得
解得运动的总时间为
A错误；
B．整个过程中摩擦力的冲量大小为
B正确；
C．加速过程由动量定理可得
解得运动过程的最大速度为
物块从静止加速至20m/s再减速至0，故全程的平均速度为
整个过程中物块的位移大小为
C正确；
D．整个过程中物块的最大动量为
D错误。
故选BC。
14．AC
【详解】
A．永磁体在时刻离开铝管下端时阻力恰好等于重力，则有
解得
选项A正确；
C．永磁体穿过铝管的过程中阻力的冲量大小为
选项C正确；
D．竖直方向根据动量定理有
解得永磁体穿过铝管的过程中重力的冲量大小
选项D错误；
B．重力的冲量
解得
选项B错误。
故选AC。
15．BC
【详解】
由冲量的定义
I＝Ft
可知，两物体的恒力的冲量相同；由于两物体的质量不同，故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体受到的摩擦力；摩擦力的冲量
I甲乙物体受到的合外力的冲量小于甲的冲量，由动量定理可知，两物体动量变化
p甲>p乙
故选BC。
16．（1）2×105N；（2）20m/s
【详解】
（1）由动量定理得
代入数据解得
F=2×105N
（2）由动量表达式知
代入数据得
v=20m/s
17．（1）ρπD2v3；（2）ρπD2v2
【详解】
（1）设Δt时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，则
Δm＝ρΔV
ΔV＝vSΔt＝vπD2Δt
Δt时间内从喷口喷出的水的动能
Ek＝Δmv2＝ρπD2v3Δt
由动能定理知，高压水枪对水做的功
W＝Ek＝ρπD2v3Δt
高压水枪的功率
P＝＝ρπD2v3
（2）考虑一个极短时间Δt′，在此时间内喷到煤层上水的质量为Δm′，由动量定理得
FΔt′＝Δm′v
Δt′时间内冲到煤层水的质量
Δm′＝ρSvΔt′＝ρπD2vΔt′
联立解得
F＝ρπD2v2
18．1200N，方向竖直向下
【详解】
设工人刚要拉紧安全带时的速度为v1，由自由落体运动规律可得
经缓冲时间t=1s后速度变为0，取竖直向下为正方向，对工人由动量定理可得
联立解得
F=1200N
由牛顿第三定律可知，工人对安全带的平均冲力大小为1200N，方向竖直向下。
19．
【详解】
选在时间 内与飞船碰撞的微粒为研究对象，其质量应等于底面积为S，高为 的圆柱体内微粒的质量
设飞船对微粒的作用力为F，由动量定理得
解得
根据牛顿第三定律可知，微粒对飞船的撞击力大小，要使飞船速度保持不变，飞船的推进力应为