高考物理一轮复习课时分层作业（十九）动量和动量定理含答案

课时分层作业(十九)　动量和动量定理

基础性题组

1．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于(　　)

A．人跳在沙坑的动量的变化率比跳在水泥地上的大

B．人跳在沙坑的动量的变化率比跳在水泥地上的小

C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小

D．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的大

2.

[2022·青岛模拟]如图所示，质量为m的小猴子在荡秋千，小猴子用水平力F缓慢将秋千拉到图示位置后由静止释放，此时藤条与竖直方向夹角为θ，小猴子到藤条悬点的长度为L，忽略藤条的质量与空气阻力，重力加速度为g.在此过程中，下列判断正确的是  (　　)

A．缓慢上拉过程中拉力F做的功WF＝FL sin θ

B．由静止释放到最低点，小猴子重力的功率一直在减小

C．小猴子从静止释放再次回到释放点的过程重力的冲量为零

D．小猴子从静止释放后运动到最低点的过程，藤条的拉力不做功

3.

(多选)第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人，如图所示．若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，在空中运动一段时间后落到台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，下列说法正确的是(　　)

A．击球过程合外力对乒乓球做功为零

B．击球过程合外力对乒乓球的冲量为零

C．乒乓球运动至最高点时，动量为零

D．乒乓球下落过程中，在相等时间内动量变化相同

4．(多选)上海迪士尼的游玩经历会让你流连忘返，旋转木马是一个不错的娱乐项目．假设一个质量为20 kg的木马在最低点由静止开始运动，竖直向上为正方向，合力F随时间t按如图乙所示的规律变化．下列说法正确的是(　　)

A．0～4 s内，木马完成一个周期的上下运动

B．第2 s末，木马的动量为20 kg·m/s

C．第3 s末，木马的加速度大小为0.1 m/s2

D．第4 s末，木马的速度为零

综合性题组

5．[2022·安徽皖江名校第五次联考]如果没有空气阻力，天上的云变成雨之后落到地面，在经过加速后，到达地面时的速度会达到300 m/s，这样的速度基本相当于子弹速度的一半，是非常可怕的．由于空气阻力的作用，雨滴经过变加速运动，最终做匀速运动．一般而言，暴雨级别的雨滴落地时的速度为8～9 m/s.某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5 m的雨伞(假设伞面水平，雨水的平均密度为0.5 kg/m3，且不计作用瞬间重力的作用)，由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为(　　)

A．0.25 N     B．2.5 N

C．25 N      D．250 N

6．某节目中，“气功师”平躺在水平地面上，其腹部上平放着一块大石板，助手用铁锤猛击大石板，石板裂开而“气功师”没有受伤．现用下述模型分析探究：

设大石板质量M＝80 kg，铁锤质量m＝5 kg，铁锤从h1＝1.8 m高处由静止落下，打在石板上反弹，当反弹达到最大高度h2＝0.05 m时被拿开；铁锤与石板的作用时间t1＝0.01 s；由于缓冲，石板与“气功师”腹部的作用时间t2＝0.5 s．重力加速度g取10 m/s2.求铁锤敲击大石板的过程中：

(1)铁锤受到的冲量大小；

(2)大石板对铁锤的平均作用力大小；

(3)大石板对人的平均作用力大小．

课时分层作业(十九)　动量和动量定理

1．解析：人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初动量是一定的，落地后静止，末动量一定，人的动量变化是一定的，由动量定理可知人受到的冲量等于人的动量变化，所以两种情况下人受到的冲量相等，选项C、D错误；落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，时间t越长则动量的变化率越小，故选项B正确，A错误．

答案：B

2．解析：秋千缓慢移动，拉力F不是恒力，且大小未知，故A错误；刚刚释放时，速度为零，故重力的功率为零，最低点重力与速度垂直，功率也为零，故由静止释放到最低点，小猴子重力的功率先增大后减小，故B错误；根据冲量的定义I＝Ft，重力大小方向均不变，因此重力的冲量不会为零，故C错误；小猴子从静止释放后运动到最低点的过程，藤条的拉力不做功，故D正确．

答案：D

3．解析：乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，可知乒乓球的动能不变，由动能定理可知，合外力对乒乓球做功为零，选项A正确；乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，可知乒乓球速度变化量不为零，所以动量的变化量不为零，由动量定理可知，击球过程合外力对乒乓球的冲量不为零，选项B错误；乒乓球运动至最高点时，还具有水平方向的速度，故在最高点动量不为零，选项C错误；乒乓球下落过程中，只受重力作用，则在相等的时间内重力的冲量相等，由动量定理可知，在相等时间内动量变化相同，选项D正确．

答案：AD

4．解析：0～2 s木马向上做加速运动，2～4 s木马向上做减速运动，整个过程一直向上运动，未完成一个周期的上下运动，选项A错误；F ­ t图像与坐标轴围成的面积表示合力的冲量．由动量定理得，第2 s末的动量p＝F·t＝ kg·m/s＝20 kg·m/s，选项B正确；第3 s末，木马的加速度为a＝＝－1 m/s2，负号表示方向与速度方向相反，选项C错误；0～4 s内，木马所受合力冲量为零，动量变化量为零，由于初动量为零，因此末动量一定为零，即4 s末，木马的速度为零，选项D正确．

答案：BD

5．解析：设Δt时间内，落到雨伞上雨水的质量为Δm，对“水柱”根据动量定理有－FΔt＝0－vΔm，又Δm＝ρ(vΔt)(πr2)，解得伞面对“水柱”的冲力F＝πρv2r2，代入数值解得最小冲力约为Fmin＝25 N，根据牛顿第三定律可知，“水柱”对伞面的冲力大小约为F′min＝25 N，选项C正确．

答案：C

6．解析：(1)由机械能守恒定律mv2＝mgh

解得v＝

则铁锤敲击石板时的速度v1＝＝6 m/s，方向向下，

铁锤反弹时的速度v2＝＝1 m/s，方向向上，取方向向上为正方向，

对铁锤，由动量定理得I＝mv2－(－mv1)

解得I＝35 N·s

(2)对铁锤，由冲量定义得I＝(F1－mg)t1

解得F1＝3 550 N

(3)对石板，由动量定理得

(F2－Mg)t2－F1t1＝0

解得F2＝871 N

由牛顿第三定律得，大石板对人的平均作用力大小F′2＝F2＝871 N

答案：(1)35 N·s　(2)3 550 N　(3)871 N