高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理同步练习题，共5页。试卷主要包含了起跳摸高是学生常进行的一项活动等内容，欢迎下载使用。

1．质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上，随后以3m/s速度反向弹回．若取竖直向下的方向为正方向，则小球动量的变化为( )
A．10kg·m/sB．－10kg·m/s
C．40kg·m/sD．－40kg·m/s
2．某物体受到－2N·s的冲量作用，则( )
A．物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反
B．物体的末动量一定是负值
C．物体的动量一定减小
D．物体的动量增量一定与规定的正方向相反
3．[2022·河南驻马店高二检测]篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球．接球时，两手随球迅速收缩至胸前．这样做可以( )
A．减小球对手的冲量
B．减小球对人的冲击力
C．减小球的动量变化量
D．减小球的动能变化量
4．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.5s，安全带自然长度为5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为( )
A．500NB．1100N
C．600ND．1000N
5．一名消防队员从一平台上无初速度跳下，下落0.8s后双脚触地，接着用屈腿的方法缓冲，又经过0.2s重心停止了下降，在该过程中(不计空气阻力)，可估计地面对他双脚的平均作用力为( )
A．自身所受重力的5倍
B．自身所受重力的8倍
C．自身所受重力的4倍
D．自身所受重力的2倍
6．[2022·石家庄二中高二检测]质量为1kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图所示．则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是( )
A．10N·s，10N·sB．10N·s，－10N·s
C.0，10N·sD．0，－10N·s
7．在某校“玩转奇趣悬浮，揭开飞翔奥秘”的科技实验活动中，一位同学表演了一个悬球实验，该实验装置如图：一根两端开口的竖直细管，底端与充气泵(图中未画出)连接，充气泵将气体由底端吹入，使细管上端的小球悬浮在空中．假设气体的密度恒为ρ，气体与小球的作用面积恒为S，气体与小球作用前速度为v，与作用面垂直，作用后速度减为零．重力加速度为g，则小球的质量为( )
A．eq \f(ρSv2,g)B．eq \f(ρSv2,2g)
C．eq \f(ρSv,2g)D．eq \f(ρS2v,g)
8．起跳摸高是学生常进行的一项活动．某中学生身高为1.80m，质量为70kg.他站立举臂，手指摸到的高度为2.10m．在一次摸高测试中，如果他先下蹲，再用力蹬地向上跳起，同时举臂，离地后手指摸到的高度为2.55m．设他从蹬地到离开地面所用的时间为0.7s．不计空气阻力，g取10m/s2.求：
(1)从蹬地到离开地面过程中重力的冲量的大小；
(2)上跳过程中他对地面平均压力的大小．
素养综合练
9．[2022·长沙长郡中学检测]如图所示，把茶杯压在一张白纸上，第一次用水平力迅速将白纸从茶杯下抽出；第二次以较慢的速度将白纸从茶杯下抽出．下列说法中正确的是( )
A．第二次拉动白纸过程中，纸对茶杯的摩擦力大一些
B．第一次拉动白纸过程中，纸对茶杯的摩擦力大一些
C．第二次拉出白纸过程中，茶杯增加的动量大一些
D．第一次拉出白纸过程中，纸给茶杯的冲量大一些
10．质量为2kg的物体受水平拉力F作用在粗糙水平面上做加速直线运动时的a­t图像如图所示，t＝0时其速度大小为2m/s，滑动摩擦力大小恒为2N，则( )
A．t＝6s时，物体的速度为18m/s
B．在0～6s内，合力对物体做的功为400J
C．在0～6s内，拉力对物体的冲量为36N·s
D.t＝6s时，拉力F的功率为200W
11．羽毛球是速度最快的球类运动之一，我国某羽毛球运动员某次扣杀羽毛球的速度为342km/h，假设球的速度为90km/h，该运动员将球以342km/h的速度反向击回．设羽毛球质量为5g.
(1)该运动员击球过程中羽毛球的动量变化量；
(2)在该运动员的这次扣杀中，羽毛球的速度变化、动能变化各是多少？
课时分层作业(二) 动量定理
1．解析：取向下为正方向，则碰撞前小球的动量为正，碰撞后为负，Δp＝p2－p1＝mv2－mv1＝5×(－3)kg·m/s－5×5kg·m/s＝－40kg·m/s，D项正确．
答案：D
2．解析：由动量定理I合＝Δp＝p2－p1可知合外力冲量的方向一定与动量变化的方向相同，I合<0，Δp<0，但由于动量是矢量，物体的动量不一定减小，故D正确．
答案：D
3．解析：接球过程中，球的初动量和末动量一定，所以球的动量变化量恒定不变，选项C错误；根据动量定理，手对球的冲量等于球动量的改变量，也恒定不变，球对手的冲量也不变，选项A错误；球的初动能和末动能一定，所以球的动能变化量恒定不变，选项D错误；根据动量定理I＝Ft，球对手的冲量I不变，接球时两手随球迅速收缩至胸前，是通过延长受力时间以减小球对人的冲击力F，所以选项B正确．
答案：B
4．解析：设建筑工人下落5m时速度为v，由v2＝2gh得v＝eq \r(2gh)＝eq \r(2×10×5)m/s＝10m/s；设安全带所受平均冲力为F，则由动量定理得：(mg－F)t＝0－mv，所以有：F＝mg＋eq \f(mv,t)＝60×10N＋eq \f(60×10,1.5)N＝1000N.
答案：D
5．解析：以向下为正方向，对消防队员下落的全程应用动量定理可得mg(t1＋t2)＋(－Ft2)＝0－0，代入数据解得F＝5mg.
答案：A
6．解析：由图像可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故正确答案为D.
答案：D
7．解析：设管中单位时间喷出气体的质量为m，则m＝ρvS
设气体对球的作用力为F，则F＝Mg
由动量定理FΔt＝Δm·v＝mΔt·v
解得M＝eq \f(ρSv2,g).
答案：A
8．解析：(1)根据冲量的定义可知重力的冲量大小为
IG＝mgt＝70×10×0.7N·s＝490N·s
(2)该中学生摸高跳起的高度
h＝(2.55－2.10) m＝0.45m
所以他跳起刚离开地面时的速度大小v满足eq \f(1,2)mv2＝mgh
得v＝eq \r(2gh)＝eq \r(2×10×0.45)m/s＝3m/s
设上跳过程中地面对他的平均支持力为F，根据动量定理有
Ft－IG＝mv
代入数据解得F的大小为
F＝1000N
根据牛顿第三定律得上跳过程中他对地面平均压力F′的大小
F′＝F＝1000N
答案：(1)490N·s (2)1000N
9．解析：A、B错：两次拉动中，茶杯和纸之间均发生相对滑动，因此受到的均为滑动摩擦力，因压力不变，则由f＝μFN可知，两次拉动时纸对茶杯的摩擦力相同．C对：第二次较慢拉动白纸过程中，摩擦力作用时间长，则产生的冲量较大，根据动量定理可知，茶杯获得的动量大一些．D错：第一次迅速拉动白纸过程中，摩擦力作用时间短，故纸给茶杯的冲量小一些．
答案：C
10．解析：A错：根据Δv＝aΔt可知a­t图像中，图线与时间轴围成的面积表示速度的增量，则在t＝6s时刻，物体的速度v6＝v0＋Δv＝2m/s＋eq \f(1,2)×(2＋4)×6m/s＝20m/s.
B错：根据动能定理得W合＝ΔEk＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(6)) －eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＝396J.
C错：根据动量定理，在0～6s时间内，IF－ft＝m(v6－v0)，解得IF＝48N·s.
D对：在t＝6s时刻，根据牛顿第二定律得F＝ma＋f＝2×4N＋2N＝10N，拉力F的功率P＝Fv6＝10×20W＝200W.
答案：D
11．解析：(1)以羽毛球飞回的方向为正方向，则
p1＝mv1＝－5×10－3×eq \f(90,3.6)kg·m/s＝－0.125kg·m/s
p2＝mv2＝5×10－3×eq \f(342,3.6)kg·m/s＝0.475kg·m/s
所以羽毛球的动量变化量为Δp＝p2－p1＝0.475kg·m/s－(－0.125kg·m/s)＝0.600kg·m/s
即羽毛球的动量变化大小为0.600kg·m/s，方向与羽毛球飞回的方向相同．
(2)以羽毛球飞回的方向为正方向，则羽毛球的初速度为v1＝－25m/s
羽毛球的末速度为v2＝95m/s
所以Δv＝v2－v1＝95m/s－(－25m/s)＝120m/s
羽毛球的初动能：
Ek＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＝eq \f(1,2)×5×10－3×(－25)2J≈1.56J
羽毛球的末动能：
E′k＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ＝eq \f(1,2)×5×10－3×952J≈22.56J
所以ΔEk＝E′k－Ek＝21J.
答案：(1)0.600kg·m/s 方向与羽毛球飞回的方向相同
(2)120m/s 21J