物理选择性必修 第一册2 动量定理同步练习题

这是一份物理选择性必修 第一册2 动量定理同步练习题，文件包含人教版高中物理选择性必修一同步讲与练12动量定理原卷版doc、人教版高中物理选择性必修一同步讲与练12动量定理解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共36页， 欢迎下载使用。

02
思维导图
03
知识梳理
（一）课前研读课本，梳理基础知识
一、冲量
1. 定义：力与_____________的乘积。
2. 定义式：I＝FΔt。
3. 物理意义：冲量是反映力的作用对时间的_____________的物理量，力越大，作用时间越长，冲量就越____。
4. 单位：在国际单位制中，冲量的单位是_____________，符号为_____________。
5. 矢量性：冲量是_________ (填“矢”或“标”)量。如果力的方向恒定，则冲量的方向与_________相同。
二、动量定理
1. 内容：物体在一个过程中所受力的冲量等于它在这个过程始末的_____________。
2. 表达式：_____________或__________________________。
（二）辨析
1. 冲量的两个要素式力及其作用时间，冲量是状态量还是过程量？
2. 冲量由力（矢量）与力的作用时间（标量）相乘得到，那么冲量是矢量还是标量？
3. “所受力的冲量”指的是什么力的冲量？
4.“等于”仅仅指的是大小相等吗？
04
题型精讲
【题型一】冲量的计算
【点拨】
1．冲量是过程量：冲量是力作用在物体上的时间累积效应，取决于力和时间这两个因素，所以求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量。
2．冲量是矢量：在力的方向不变时，冲量的方向与力的方向相同，如果力的方向是变化的，则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。
3．冲量和功的比较
①某个力在一段时间内做的功为零时，力的冲量不为零。
②一对作用力和反作用力的冲量大小一定相等，方向一定相反；但它们所做的功大小不一定相等，符号也不一定相反。
4. 某个恒力冲量的大小等于该力与时间的乘积，与是否受到其他力无关，与物体的状态无关。某力冲量的方向与该力的方向相同。
5.变力的冲量
①利用公式I＝FΔt求冲量：此公式适用于求恒力的冲量。
②利用F-t图像法。
如图甲、乙所示，该力在时间Δt内的冲量大小在数值上就等于图中阴影部分的“面积”。
③如图丙所示，若力F是变力，但力与时间成线性关系变化，则可用平均力求变力的冲量。
④利用动量定理求解：I＝Δp＝p′－p。
【典型例题1】（23-24高二下·北京丰台·期中）如图所示，一个物体在水平地面上受到与水平方向成θ角的拉力F作用时间t后，加速向右运动，在这段时间内各力的冲量下列说法正确的是（ ）
A．支持力的冲量大小为0
B．合力的冲量大小为Ft
C．摩擦力的冲量大小为Ftcsθ
D．合力的冲量方向水平向右
【典型例题2】（23-24高二下·湖北·期中）质量为1kg的物块静止在水平地面上，t=0时刻施加一水平力F，t=3s时撤掉作用力F，F随时间t变化的图线如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。则（ ）
A．1s~3s时间内F的冲量大小为3N·sB．前1s摩擦力的冲量大小为1N·s
C．前3s物块动量的改变量大小为2kg·m/sD．t=4.5s时物块的速度为0
【对点训练1】（23-24高二下·北京顺义·阶段练习）如图所示，物块放在光滑水平面上，在一个与水平方向成角的恒力作用下，物块沿光滑水平面运动了一段时间，在这段时间内（ ）
A．物块受到的支持力的冲量为0
B．物块受到的力的冲量为
C．物块的动量变化量为
D．物块的动量变化量为
【题型二】动量定理的理解
【点拨】
1．对动量定理的理解
①动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因。
②动量定理的表达式FΔt＝mv′－mv是矢量式，运用动量定理解题时，要注意规定正方向。
③公式中的F是物体所受的合外力，若合外力是变化的力，则F应理解为合外力在作用时间内的平均值。
④动量定理不仅适用于宏观物体的低速运动，而且对微观粒子的高速运动同样适用。
2．动量定理、动能定理的区别
①动量定理指出力在时间上的积累改变了物体的动量，动能定理指出力在空间上的积累改变了物体的动能。
②动量定理是矢量式，动能定理是标量式。
【典型例题1】（23-24高二下·河南郑州·期中）垒球是一项集竞技性、观赏性和娱乐性为一体的运动项目。如图所示，一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回。若球棒与垒球的作用时间为，球棒与垒球的平均作用力大小为，以沿垒球飞向球棒的方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．球棒对垒球的冲量为B．垒球对球棒的冲量为
C．垒球的初动量为D．垒球被击出后的速度大小为
【典型例题2】（23-24高二上·浙江绍兴·期末）神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场着陆。如图所示，离地高度约1m时，返回舱底部的4台着陆反推发动机点火竖直向下喷气，使返回舱速度在0.2s内由8m/s降为2m/s。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为3×103kg。以竖直向下为正方向，反推发动机工作阶段，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动量变化量为1.8×104kg·m/s
B．反推发动机启动时航天员受到的作用力将减小
C．返回舱受到的平均推力大小约为1.2×105N
D．返回舱受到的平均推力大小约为9.0×104N
【对点训练1】（23-24高二下·浙江·期中）《天工开物》中提到一种古法榨油——撞木榨油。如图，撞木榨油是先将包裹好的油饼整齐地摆到榨具里，然后用撞木撞击木楔，挤压油饼，油就流出来。某次撞击前撞木的速度为6m/s，撞击后撞木反弹，且速度大小变为原来的一半。已知撞木撞击木楔的时间为0.5s，撞木的质量为100kg。则撞木对木楔撞击力大小为（ ）
A．600NB．1600NC．1800ND．2800N
【题型三】动量定理的基本应用
【点拨】
1．用动量定理解释生活中的现象
①Δp一定，Δt短则F大，Δt长则F小；
②F一定，Δt短则Δp小，Δt长则Δp大；
③Δt一定，F大则Δp大，F小则Δp小。
2. 动量定理的定量计算
①动量定理是矢量式，应用时必须选取正方向。
②动量定理公式中I(F·Δt)应为合外力的冲量，不要漏掉某个力的冲量。
③应用动量定理定量计算的一般步骤：
【典型例题1】（23-24高一下·重庆·期中）快递气泡袋是由低密度聚乙烯（LDPE）加工而成的一种透明软包装袋，主要用于快递行业小体积、易碎、易损坏、精密货品的包装。将货品装入快递气泡袋的目的是为了（ ）
A．减小撞击时货品的动能变化量B．减小撞击时货品的动量变化量
C．减小撞击时货品受到的冲量D．减小撞击时货品受到的力
【典型例题2】（23-24高三下·重庆·阶段练习）如图所示，小明同学对某轻质头盔进行安全性测试，他在头盈中装入质量为2.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从3.20m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.08m时，物体的速度减为0。挤压过程视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s²。则（ ）
A．挤压过程中物体处于失重状态
B．匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为820N
C．物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为16kg·m/s，方向竖直向下
D．物体在自由下落过程中重力的冲量大小为20N·s
【典型例题3】（23-24高二上·广东梅州·阶段练习）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg，从离人眼睛h=0.2m的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为∆t=0.05s，取重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）手机刚落到眼睛上时速度v的大小；
（2）手机对眼睛的作用力。
【对点训练1】（23-24高二下·广东佛山·阶段练习）如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以80km/h的速度撞向刚性壁障，汽车速度瞬间减为0，同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（ ）
A．安全气囊减少了碰撞过程中模型人的受力时间
B．安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力
C．安全气囊减小了碰撞过程中模型人的动量变化量
D．安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量
【对点训练2】（23-24高二上·山东滨州·期中）2023年10月23日上午，惠民县第七届“县长杯”校园足球联赛拉开帷幕。如图所示，小陈同学正在练习用头颠球。某一次足球由静止下落0.6m，被重新顶起，离开头部后竖直上升至1m处。已知足球与头部作用过程中，头对足球的平均作用力大小为36N，足球的质量为0.4kg，足球在空中时空气阻力为1N，大小不变，其他时间空气阻力不计。重力加速度g取，在此过程中，求：
（1）足球在空中下落过程中空气阻力对它的冲量大小；
（2）足球与头部的作用时间。
【基础强化】
1．（23-24高二下·山西长治·期中）在蹦床比赛中，运动员从某一高度由静止沿竖直方向落到蹦床上，然后用力蹬蹦床，再次沿竖直方向返回原高度。假设运动员在运动过程中受到的空气阻力大小不变，下列说法正确的是（ ）
A．下降过程受重力冲量的大小等于上升过程受重力冲量的大小
B．下降过程受重力冲量的大小小于上升过程受重力冲量的大小
C．下降过程受合力冲量的大小小于上升过程受合力冲量的大小
D．下降过程受合力冲量的大小等于上升过程受合力冲量的大小
2．（23-24高二下·广东深圳·阶段练习）篮球运动在学校普遍受到学生的喜爱，为了检验一篮球的弹性性能，某同学让它从高处自由下落，能够自由弹跳到高度处。篮球和地面接触的时间，不考虑篮球在运动中的转动和所受的空气阻力，篮球的质量为，当地重力加速度g取。若取向上为正方向，则（ ）
A．篮球在下落过程中，合力的冲量为 B．篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为
C．篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为 D．篮球受到地面的平均冲击力大小为
3．（23-24高一下·湖北武汉·期中）一物体静止在光滑水平面上，从时刻起，受到的水平外力F如图所示，以向右运动为正方向，物体质量为2.5kg，则下列说法正确的是（ ）
A．前1s内力F对物体的冲量为B．时物体回到出发点
C．时物体的速度大小为1m/sD．第3s内物体的位移为1m
4．（23-24高二下·河南濮阳·阶段练习）如图所示，不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的O点，另一端系着质量为m的小球，给小球一定的速度v，使之在水平面内做周期为T的匀速圆周运动。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球运动一周的过程中，重力的冲量为零B．小球运动半周的过程中，合力的冲量为零
C．小球运动一周的过程中，合力的冲量为零D．小球运动一周的过程中，拉力的冲量为零
5．（23-24高二下·广东佛山·期中）（多选）据报道，骑车佩戴头盔可防止85%的头部受伤，并且大大减小了损伤程度和事故死亡率。经查阅资料知，头部直接撞地时，撞击能量向头部的传导时间约为4ms；若带上头盔后，则头盔内部的缓冲层能将撞击能量向头部的传导时间延长6ms以上，假定撞击地面后人头部的速度变为0，人头部的质量约为2kg，重力加速度g=10m/s2，忽略撞击过程中肢体对头部的作用力，则下列说法正确的是（ ）
A．头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率
B．头盔减小了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C．在事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量相同
D．若驾驶员头部以6m/s的速度垂直撞击地面，该头盔使撞击力至少减少约1800N
6．（23-24高一下·北京·期中）（多选）如图所示，一个质量的蹦床运动员，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，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．运动员与网接触的这段时间内，动量变化量的大小
B．运动员与网接触的这段时间内，动量变化量的大小
C．网对运动员平均作用力的大小
D．网对运动员平均作用力的大小
7．（23-24高二下·山西长治·期中）女排联赛中，一传不到位的排球触网后沿竖直方向落下，将要触地的瞬间它的速度为5m/s，机敏的二传手双手抱拳将排球竖直向上垫起，当排球上升到最高3.20m处时，高高跃起的主攻手将球扣到对方界内。已知排球的质量为0.260kg，排球与二传手的作用时间为0.10s，不计空气阻力，取。求：
（1）排球被二传手垫起瞬间动量的大小；
（2）二传手对排球的平均作用力。
8．（23-24高二上·贵州六盘水·期中）如图为我国运动员严浪宇在杭州亚运会“蹦床”比赛中的画面，设严浪宇的质量为m，他从床垫正上方高处自由落下，落垫后反弹的高度为，他与床垫接触的时间为t，空气阻力不计，重力加速度为g。求：
（1）严浪宇自由下落高度的过程，重力对他的冲量大小；
（2）严浪宇与床垫接触的时间内，他对床垫的平均作用力大小。
【素养提升】
9．（2024·河北·三模）2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（ ）
A．m/sB．C．D．
10．（2024·河北邢台·二模）某同学利用身边的常见器材在家完成了有趣的物理实验，如图所示。当手持吹风机垂直向电子秤的托盘吹风时，电子秤示数为36.0克。假设吹风机出风口为圆形，其半径为5cm，空气密度为1.29kg/m3，实验前电子秤已校准，重力加速度10m/s2。则此时吹风机的风速约为（ ）
A．6m/sB．8m/sC．10m/sD．12m/s
11．（2024·山东枣庄·三模）如图，将总质量为200g的2000粒黄豆从距秤盘125cm高处连续均匀地倒在秤盘上，观察到指针指在刻度为80g的位置附近。若每粒黄豆与秤盘在极短时间内垂直碰撞一次，且碰撞前后速率不变，重力加速度，不计空气阻力，则持续倾倒黄豆的时间约为（ ）
A．1.5sB．2.5sC．3.0sD．5.0s
12．（23-24高二下·安徽亳州·阶段练习）如图所示，用的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为，打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为，g取.
（1）不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
（2）考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
13．（2024·上海黄浦·二模）消防员用横截面积为S的喷水枪，喷出恒定流速为v的水流，水流垂直射向着火的墙体后，速度可视为0。水的密度为，水流的重力忽略不计。求：
（1）水枪在时间内喷出水的质量。
（2）墙体受到水流平均冲击力的大小。
【能力培优】
14．（23-24高一下·福建龙岩·期中）（多选）图为清洗汽车的高压水枪，设水枪水平喷出水柱，水柱截面为圆形，直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后速度为零。手持高压水枪操作，水流刚进入水枪时的速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列说法正确的是（ ）
A．高压水枪单位时间喷出的水的质量为
B．高压水枪喷水的输出功率为
C．水柱对汽车的平均冲力为
D．水柱对汽车的压强与水流速度的平方成正比
15．（2024·北京石景山·一模）应用物理知识分析生活中的常见现象，解释游戏中的物理原理，可以使学习更加有趣和深入。两同学分别做了如下小游戏。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。甲同学第一次慢拉纸条将纸条抽出，棋子掉落在地上的P点；将棋子、纸条放回原来的位置，第二次快拉纸条将纸条抽出，棋子掉落在地上的N点。乙同学把一象棋子静置于水平桌面上，然后用手指沿水平方向推棋子，棋子由静止开始运动，并且在离开手指后还会在桌面上滑行一段距离才停止运动。据此，两同学提出了如下观点，其中正确的是（ ）
A．甲同学第一次慢拉，棋子受纸条的摩擦力更大
B．甲同学第二次快拉，棋子受纸条摩擦力的冲量更大
C．乙同学推棋子，棋子离开手指前一直做加速运动
D．乙同学推棋子，棋子的最大速度一定在与手指分离之前
16．（2024·北京海淀·二模）如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（ ）
A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
物理素养
学习目标
1.物理观念：理解冲量的概念，知道其矢量性。
2.科学思维：通过理论推导掌握动量定理的表达式，理解其确切含义。
3.科学探究：探究变力冲量的计算方法，体会微分思想的应用。
4.科学态度与责任：通过对缓冲现象的分析，体会物理规律在生产、生活中的应用。
1. 能在恒力情况下进行理论推导，得出动量定理及其表达式。
2. 知道冲量概念，知道动量定理及其表达式的物理意义。
3. 知道动量定理适用于变力情况，领会求解变力冲量时的极限思想。
4. 会用动量定理解释生活生产中的相关现象和解决实际问题。
重点关注：①力、冲量②动量定理③动能、动能定理