主题一 2 动量定理及其简单应用 考点练习 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）

这是一份主题一 2 动量定理及其简单应用 考点练习 2027届高三物理一轮复习（浙江专版），共5页。试卷主要包含了甲同学把一个充气到直径1等内容，欢迎下载使用。
基础巩固练
考点一 对冲量的理解和计算
1.2025年体操世锦赛,在男子双杠项目中,中国选手以15.300分的成绩获得金牌。如图所示,比赛中运动员在时间t内静止在双杠上,手臂与双杠的夹角为θ。在时间t内,下列说法正确的是( )
A.他所受合力的冲量大小为0
B.他所受重力G的冲量大小为Gtcs θ
C.他所受支持力F的冲量大小为Ftsin θ
D.他所受支持力的冲量方向斜向右上方
解析:A 依题意,运动员处于静止状态,合力为0,根据I合=F合t可知他所受合力的冲量大小为0,A正确;他所受重力G的冲量为IG=Gt,B错误;他所受支持力F的冲量为IF=Ft,C错误;由于IG+IF=I合,可知他所受支持力的冲量方向与重力的冲量方向相反,即竖直向上,D错误。
2.(多选)如图所示,质量为m的物块在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F的作用下匀速向右运动。在时间t内,下列说法正确的是( )
A.物块所受重力的冲量为mgt
B.物块所受摩擦力的冲量为0
C.物块所受拉力的冲量为Ftcs θ
D.物块所受合力的冲量为0
解析:AD 物块所受重力的冲量为IG=mgt,故A正确;物块匀速运动,在水平方向,由平衡条件可得摩擦力大小Ff=Fcs θ,物块所受摩擦力的冲量为If=Fcs θ·t≠0,故B错误;物块所受拉力的冲量为IF=Ft,故C错误;物块匀速运动,所受合力为零,物块所受合力的冲量为0,故D正确。
考点二 对动量定理的理解和应用
3.(杭州)如图所示,快递运输时,我们经常看到,有些易损坏物品外面都会利用充气袋进行包裹,这种做法的好处是( )
A.可以大幅度减小颠簸过程中物品所受合力的冲量
B.可以大幅度减小颠簸过程中物品动量的变化
C.可以使颠簸过程中物品动量变化的时间缩短
D.可以使颠簸过程中物品动量对时间的变化率减小
解析:D 充气袋在运输中起到缓冲作用,在某颠簸过程中,物品的动量变化量不变,由动量定理可知,充气袋可以延长动量变化所用的时间,从而减小物品所受的合力,但不能改变合力的冲量,A、B、C错误;动量对时间的变化率即为物品所受的合力,充气袋可以延长动量变化所用的时间,从而减小物品所受的合力,D正确。
4.(台州)甲同学把一个充气到直径1.0 m左右的乳胶气球,以5.0 m/s的速度水平投向乙同学,气球被原速率反弹,已知气球与乙同学接触时间约为0.15 s,空气密度约1.3 kg/m3,则乙同学受到气球的冲击力约为( )
A.10 NB.50 N
C.100 ND.150 N
解析:B 设反弹方向为正方向,则对气球由动量定理FΔt=mv-(-mv),其中m=ρ·16πd3,
解得F≈45.4 N,由牛顿第三定律可知乙同学受到气球的冲击力约为45.4 N,接近50 N。
5.《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6 m/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0.5 s,若撞木对木楔的平均撞击力大小为1 800 N,估测撞木的质量为( )
A.150 kgB.100 kgC.50 kgD.36 kg
解析:B 令撞击前撞木的速度为v1=6 m/s,则撞击后撞木的速度大小v2=v12,撞木撞击木楔的时间为Δt=0.5 s,若撞木对木楔平均撞击力大小为F1=1 800 N,根据牛顿第三定律,木楔对撞木平均撞击力大小为F2=F1,对撞木进行分析,根据动量定理有F2Δt=mv2-(-mv1),若忽略重力,解得m=100 kg。
6.某物理兴趣小组制作了一枚玩具火箭,其推力—时间图像如图所示。t=0时火箭点火,从静止开始发射后竖直向上运动。已知火箭质量为1 kg,不计空气阻力以及火箭发射过程中质量的变化,则10 s内火箭在空中运动的最大速度为( )
A.150 m/sB.160 m/s
C.240 m/sD.250 m/s
解析:B 在F-t图像中图形与坐标轴围成的面积代表冲量,但是刚开始火箭受到的重力大于推力所以火箭不动,一直到2 s后,火箭才开始运动,所以推力的冲量为I=Ft=12×(10+50)×
(10-2)N·S=240 N·s,玩具火箭在上升过程中受到推力和重力,重力的冲量为I重力=mgt=80 N·s,根据动量定理可知推力和重力两个力的冲量等于动量的变化量,即(F-mg)t=mv,代入数据解得v=160 m/s。
能力提升练
7.(浙江)高空抛物伤人事件时有发生,成年人头部受到500 N的冲击力,就会有生命危险。设有一质量为50 g的鸡蛋从高楼坠落,以鸡蛋上、下沿接触地面的时间差作为其撞击地面的时间,上、下沿距离为5 cm,要产生500 N的冲击力,估算鸡蛋坠落的楼层为(g取10 m/s2)( )
A.5层B.8层
C.17层D.27层
解析:C 鸡蛋触地后匀减速运动至静止,位移x=5 cm=0.05 m,匀减速的平均速度为v2,故撞击时间Δt=2xv,以竖直向上为正方向,根据动量定理有(F-mg)Δt=0-(-mv),由于F≫7mg,因此可忽略重力,代入数据解得v=1 000 m/s;由自由落体运动公式v2=2gh得,高度h=v22g=1 0002×10 m=50 m,每层楼高约3 m,对应楼层数为17层。
8.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。重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球运动半周的过程中,动量不变
B.小球运动半周的过程中,合力的冲量大小为2mv
C.小球运动一周的过程中,重力的冲量为零
D.小球运动一周的过程中,拉力的冲量为零
解析:B 小球运动半周的过程中,末速度方向与初速度方向相反,设初速度方向为正,则小球动量的改变量为Δp=-mv-mv=-2mv,根据动量定理得I合=Δp=-2mv,故A错误,B正确;小球运动一周的过程中,小球所受重力的方向始终竖直向下,则重力的冲量大小为IG=mgT,故C错误;小球运动一周的过程中,小球所受拉力始终不为零,时间不为零,故拉力的冲量不为零,故D错误。
9.如图所示,校队足球运动员训练罚点球,足球放置在球门中央的正前方O点,两次射门,足球分别水平垂直打在水平横梁上的a点和竖直梁上的b点后按原速率弹回,到达a、b两点瞬间速度大小为va、vb,从射出到打到a、b两点的时间是ta、tb,两次撞击的平均作用力是Fa、Fb,不计空气作用力,两次撞击时间近似相等,则( )
A.Favb
C.Fa>Fb,tavb,ta=tb
解析:A 设球门宽度为x1,足球到球门的距离为x2,根据逆向思维法可知,足球做平抛运动,当足球打到a点时,有x2=vata,ha=12gta2;当足球打到b点时,有(x12) 2+x22=vbtb,hb=12gtb2,由于ha>hb,则ta>tb,va