2020屆高考物理總復(fù)習(xí)第六章碰撞與動量守恒核心素養(yǎng)提升練十八6.1動量動量定理含解析新人教版.docx

動量動量定理(45分鐘100分)(20分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分，14題為單選題，5題為多選題)1.如圖所示，小明在演示慣性現(xiàn)象時(shí)，將一杯水放在桌邊，杯下壓一張紙條。若緩慢拉動紙條，發(fā)現(xiàn)杯子會出現(xiàn)滑落；當(dāng)他快速拉動紙條時(shí)，發(fā)現(xiàn)杯子并沒有滑落。對于這個實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A.緩慢拉動紙條時(shí)，摩擦力對杯子的沖量較小B.快速拉動紙條時(shí)，摩擦力對杯子的沖量較大C.為使杯子不滑落，杯子與紙條的動摩擦因數(shù)盡量大一些D.為使杯子不滑落，杯子與桌面的動摩擦因數(shù)盡量大一些【解析】選D。紙帶對杯子的摩擦力一定，緩慢拉動紙條時(shí)時(shí)間長，則摩擦力對杯子的沖量較大；快速拉動紙條時(shí)時(shí)間短，則摩擦力對杯子的沖量較小，故A、B錯誤；為使杯子不滑落，杯子與桌面的動摩擦因數(shù)盡量大一些，這樣杯子在桌面上運(yùn)動的加速度大，位移短，故C錯誤、D正確。2.如圖所示為某物業(yè)公司的宣傳提醒牌。從提供的信息知：一枚30 g的雞蛋從17樓(離地面人的頭部為45 m高)落下，能砸破人的頭骨。若雞蛋殼與人頭部的作用時(shí)間為4.510-4 s，人的質(zhì)量為50 kg，重力加速度g取10 m/s2，則頭骨受到的平均沖擊力約為()A.1 700 NB.2 000 NC.2 300 ND.2 500 N【解析】選B。由2gh=v2可得v= m/s=30 m/s；設(shè)向下為正方向，對碰撞過程應(yīng)用動量定理可得(mg+F)t=0-mv，代入數(shù)據(jù)得：F-2 000 N；負(fù)號說明雞蛋受到的沖擊力向上；根據(jù)牛頓第三定律可知，頭骨受到的平均沖擊力為2 000 N，故B正確。3.(2019梧州模擬)如圖所示，物體由靜止做直線運(yùn)動，04 s內(nèi)其合外力隨時(shí)間變化的關(guān)系為某一正弦函數(shù)，下列表述不正確的是()A.02 s內(nèi)合外力的沖量一直增大B.04 s內(nèi)合外力的沖量為零C.2 s末物體的動量方向發(fā)生改變D.04 s內(nèi)物體的動量方向一直不變【解析】選C。F-t圖象的面積表示沖量，正負(fù)表示方向，時(shí)間軸上方表示沖量一直增大，2 s后減小，故A正確；從F-t圖象的面積可以看出，在04 s內(nèi)合外力的沖量為零，故B正確；02 s內(nèi)加速，24 s內(nèi)減速，物體做單方向變速直線運(yùn)動，速度方向一直不變，由動量定理I=p可知，04 s內(nèi)物體的動量方向一直不變，故C錯誤、D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示，靜止于水平地面上的物塊在豎直向上的恒力作用下豎直上升，經(jīng)過一段時(shí)間，突然撤去該恒力，之后物塊經(jīng)相同時(shí)間落回地面。不計(jì)空氣阻力，則該恒力與物塊所受重力的大小之比為()A.2 B. C. D.【解析】選C。設(shè)物塊在撤去拉力時(shí)速度大小為v，落地速度大小為v；上升過程：x=t；下降過程：x=t；解得vv=12；由動量定理得，上升過程：(F-mg)t=mv；下降過程：-mgt=-mv-mv；聯(lián)立解得Fmg=43，故選C。4.(2018襄陽模擬)如圖所示，用傳送帶給煤車裝煤，平均每5 s內(nèi)有5 000 kg的煤粉落于車上，由于傳送帶的速度很小，可認(rèn)為煤粉豎直下落。要使車保持以0.5 m/s的速度勻速前進(jìn)，則對車應(yīng)再施以向前的水平力的大小為()A.50 NB.250 NC.500 ND.750 N【解析】選C。車和煤粉整體受重力G、支持力FN、拉力F作用，對5 s內(nèi)過程運(yùn)用動量定理，有Ft=mv，解得F= N=500 N，故C正確。5.(2018汕頭模擬)跳臺滑雪運(yùn)動員從平臺末端a點(diǎn)以某一初速度水平滑出，在空中運(yùn)動一段時(shí)間后落在斜坡上b點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則運(yùn)動員在空中飛行過程中()A.在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動量的改變量總是相同的B.在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，動能的改變量總是相同的C.在下落相等高度的過程中，動量的改變量總是相同的D.在下落相等高度的過程中，動能的改變量總是相同的【解析】選A、D。運(yùn)動員做平拋運(yùn)動，只受重力，是恒力，根據(jù)動量定理，動量的改變量等于合力的沖量，任意相等時(shí)間內(nèi)合力的沖量相等，故任意相等時(shí)間內(nèi)動量的改變量相等，故A正確；平拋運(yùn)動豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，是勻加速運(yùn)動，故在相等的時(shí)間間隔內(nèi)豎直分位移不一定相等，故重力做的功不一定相等，故動能增加量不一定相等，故B錯誤；平拋運(yùn)動豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，是加速運(yùn)動，在下落相等高度的過程中，時(shí)間不一定相等，故合力的沖量不一定相等，故動量的增加量不一定相等，故C錯誤；在下落相等高度的過程中，合力的功相等，根據(jù)動能定理，動能的增加量相等，故D正確。二、計(jì)算題(本題共15分，需寫出規(guī)范的解題步驟)6.光滑水平面上放著質(zhì)量mA=2.5 kg的物塊A與質(zhì)量mB=1.5 kg的物塊B，A與B均可視為質(zhì)點(diǎn)，物塊A、B相距L0=0.4 m，A、B間系一長L=1.0 m的輕質(zhì)細(xì)繩，開始時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。現(xiàn)對物塊B施加一個水平向右的恒力F=5 N，物塊B運(yùn)動一段時(shí)間后，繩在短暫的時(shí)間內(nèi)被拉斷，繩斷后經(jīng)時(shí)間t=0.6 s，物塊B的速度達(dá)到vt=3 m/s。求：(1)繩拉斷后瞬間的速度vB的大小。(2)繩拉斷過程繩對物塊B的沖量I的大小。(3)繩拉斷過程繩對物塊A所做的功W。【解析】(1)繩拉斷之后對B研究，對B應(yīng)用動量定理得Ft=mBvt-mBvB，解得 vB=1 m/s。(2)繩拉斷之前對B應(yīng)用動能定理得F(L-L0)=mB-0繩拉斷過程，對B應(yīng)用動量定理得I=mBvB-mBv0解得 I=-1.5 Ns即繩對B的沖量大小為1.5 Ns。(3)繩拉斷過程，取向右為正方向，由動量守恒定律得mBv0=mBvB+mAvA繩拉斷過程繩對物塊A所做的功 W=mA解得 W=0.45 J答案：(1)1 m/s(2)1.5 Ns(3)0.45 J(25分鐘50分)7.(7分)如圖所示，斜面靜止在水平地面上，一滑塊( 視為質(zhì)點(diǎn)) 以某一初速度從斜面底端滑上斜面，上升到某一高度后再返回斜面底端，斜面傾角為，所有接觸面均不光滑，整個過程斜面始終保持靜止，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A.滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)大于tan B.整個過程重力的沖量為0C.上滑過程中摩擦力的沖量小于下滑過程中摩擦力的沖量D.整個過程中斜面對地面的壓力大小不變【解析】選C。由題意可知，滑塊在斜面上不能靜止，則有mgsin mgcos ，解得tan ，故A錯誤；根據(jù)沖量的定義可知，I=mgt，故重力的沖量不為零，故B錯誤；根據(jù)受力分析可知，上滑時(shí)的加速度一定大于下滑時(shí)的加速度，由位移公式可知，上滑過程用時(shí)小于下滑用時(shí)，而摩擦力大小相等，則可知，上滑過程中摩擦力的沖量小于下滑過程摩擦力沖量，故C正確；對斜面受力分析可知，滑塊上滑時(shí)，斜面受摩擦力向下，而滑塊下滑時(shí)，斜面受摩擦力向上，則可知，兩種情況下斜面受到的摩擦力不同，而斜面始終靜止，斜面對地面的壓力大小不同，故D錯誤。8.(7分)(2018咸陽模擬)如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定的速率v1逆時(shí)針運(yùn)動，一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點(diǎn)沖上傳送帶，從此時(shí)起到物塊再次回到P點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是()A.合力對物塊的沖量大小一定為2mv2B.合力對物塊的沖量大小一定為2mv1C.合力對物塊的沖量大小可能為零D.合外力對物塊做的功可能為零【解析】選D。若v2v1，則物塊返回到P點(diǎn)的速度大小為v2，根據(jù)動量定理知，合力的沖量為I合=mv2-(-mv2)=2mv2，根據(jù)動能定理知，合力做功的大小為零。v2v1，則物塊返回到P點(diǎn)的速度大小為v1，根據(jù)動量定理知，合力的沖量I合=mv1+mv2，合力做功為W=m-m。故D正確，A、B、C錯誤。9.(7分)(多選)(2018泉州模擬)如圖所示，足夠長的固定光滑斜面傾角為，質(zhì)量為m的物體以速度v從斜面底端沖上斜面，達(dá)到最高點(diǎn)后又滑回原處，所用時(shí)間為t。對于這一過程，下列判斷正確的是()A.斜面對物體的彈力的沖量為零B.物體受到的重力的沖量大小為mgtC.物體受到的合力的沖量大小為零D.物體動量的變化量大小為mgsin t【解析】選B、D。斜面對物體的彈力的沖量大小I=FNt=mgcos t，彈力的沖量不為零，故A錯誤；根據(jù)沖量的定義式可知，物體所受重力的沖量大小為IG=mgt，故B正確；物體所受到的合力的沖量大小為mgtsin，由動量定理得，動量的變化量為p=I合=mgsin t，故C錯誤，D正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)如圖，從豎直面上大圓的最高點(diǎn)A，引出兩條不同的光滑軌道，端點(diǎn)都在大圓上。相同物體由靜止開始，從A點(diǎn)分別沿兩條軌道滑到底端，下列說法中正確的是()A.到達(dá)底端的動量大小不相等B.重力的沖量都相同C.物體動量的變化率都相同D.物體所受支持力的沖量大小相同【解析】選A、B。物體下滑過程只有重力做功，機(jī)械能守恒，物體初末狀態(tài)機(jī)械能相等，由機(jī)械能守恒定律可知，兩物體到達(dá)底部時(shí)下落的高度不同，故到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度大小不相同，所以到達(dá)底端的動量大小不相同，故A正確；對物體在軌道上受力分析，由牛頓第二定律可求得，a=gcos ；根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式x=at2，可得，2Rcos =gcos t2，t=2，因此下滑時(shí)間與軌道的傾角無關(guān)，只與圓的半徑及重力加速度有關(guān)，故下落時(shí)間相同，由I=mgt可知，重力的沖量相等，故B正確；因?yàn)橹С至Υ笮〔幌嗤灾С至Φ臎_量大小不相同，D錯誤；因末速度大小不相等，故動量的變化不相同，所以動量的變化率不相同，故C錯誤。10.(7分)(多選)一質(zhì)量為0.5 kg的物塊靜止在水平地面上，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)給物塊一水平方向的外力F，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度為g=10 m/s2，則()A.t=1 s時(shí)物塊的動量大小為2 kgm/sB.t=1.5 s時(shí)物塊的動量大小為1 kgm/sC.t=(6-2) s時(shí)物塊的速度為零D.在34 s的時(shí)間內(nèi)，物塊受到的摩擦力逐漸減小【解析】選B、C、D。01 s內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得F-mg=ma1，得a1=2 m/s2，物體在1 s末的速度為v1=a1t1=21 m/s=2 m/s，1 s時(shí)物塊的動量大小為p=mv1=0.52 kgm/s=1 kgm/s，故A錯誤；12 s內(nèi)，因?yàn)?F=mg=1 N，所以物體做勻速運(yùn)動，t=1.5 s時(shí)物塊的動量等于t=1 s時(shí)物塊的動量為1 kgm/s，故B正確；設(shè)t時(shí)刻物塊的速度為零，由動量定理得IF-mgt=0-0，圖象在24 s內(nèi)方程為F=0.5t-2(N)，根據(jù)F-t圖象與t軸所圍的面積表示沖量，可得IF=21+11+(t-2)，聯(lián)立解得t=(6-2) s，故C正確；因?yàn)閠=(6-2) s2.5 s，所以在22.5 s內(nèi)物體做減速運(yùn)動，所以在34 s的時(shí)間內(nèi)，物塊靜止，隨著F的減小，物塊受到的摩擦力逐漸減小，故D正確。11.(7分)(多選)(2019曲靖模擬)如圖所示，木板B放在光滑的水平面上，滑塊A在木板上從右向左運(yùn)動，剛滑上木板B的最右端時(shí)，其動能為E1，動量大小為p1；滑到木板B的最左端時(shí)，其動能為E2，動量大小為p2；A、B間動摩擦因數(shù)恒定，則該過程中，滑塊A的平均速度大小為()A.B.C.+D.-【解析】選B、C。設(shè)當(dāng)滑塊A從木板右端滑到左端時(shí)，經(jīng)過的時(shí)間為t，發(fā)生的位移為x，則由動能定理得E2-E1=-fx；由動量定理得p2-p1=-ft，解得=；選項(xiàng)B正確，A錯誤；因=，=，因滑塊A做勻變速直線運(yùn)動，則平均速度v=+，選項(xiàng)C正確，D錯誤；故選B、C。【加固訓(xùn)練】(多選)使用無人機(jī)植樹時(shí)，為保證樹種的成活率，將種子連同營養(yǎng)物質(zhì)包進(jìn)一個很小的莢里。播種時(shí)，在離地面10 m高處、以15 m/s 的速度水平勻速飛行的無人機(jī)中，播種器利用空氣壓力把莢以5 m/s的速度(相對播種器)豎直向下射出，莢進(jìn)入地面下10 cm深處完成一次播種。已知莢的總質(zhì)量為20 g，不考慮所受大氣阻力及進(jìn)入土壤后重力的作用，取g=10 m/s2，則下列說法錯誤的有()A.射出莢的過程中，播種器對莢做的功為2.5 JB.離開無人機(jī)后，莢在空中運(yùn)動的時(shí)間為 sC.土壤對莢沖量的大小為3 kgm/sD.莢在土壤內(nèi)受到平均阻力的大小為22.5 N【解析】選A、B、C。播種器利用空氣壓力把莢以5 m/s的速度(相對播種器)豎直向下射出，該過程中播種器對莢做的功轉(zhuǎn)化為莢的動能W=m=2010-352 J=0.25 J，故A錯誤；離開無人機(jī)后，莢做斜下拋運(yùn)動，豎直方向：y=vy t+gt2，代入數(shù)據(jù)可得t=1 s(t=-2 s不符合題意)，故B錯誤；莢離開無人機(jī)時(shí)的速度v0= m/s=5 m/s，設(shè)莢到達(dá)地面的速度為v，則mv2=mgh+m，代入數(shù)據(jù)可得v=15 m/s，不考慮重力的作用，則土壤對莢沖量的大小等于莢的動量的變化，大小為|I|=|p|=mv=2010-315 kgm/s=0.3 kgm/s，故C錯誤；莢的初速度為15 m/s，到達(dá)地面的速度為15 m/s，由幾何關(guān)系可知，莢到達(dá)地面的速度方向與水平方向之間的夾角為45，莢能進(jìn)入地面下10 cm，則莢相對于地面的位移大小為s=d=1010-2 m=0.1 m，不計(jì)重力，根據(jù)動能定理可得-Fs=0-mv2，代入數(shù)據(jù)可得F=22.5 N。故D正確。12.(15分)如圖甲所示是明德中學(xué)在高考前100天倒計(jì)時(shí)宣誓活動中為給高三考生加油，用橫幅打出的激勵語。下面我們來研究橫幅的受力情況，如圖乙所示，若橫幅的質(zhì)量為m，且質(zhì)量分布均勻、由豎直面內(nèi)的四條輕繩A、B、C、D固定在光滑的豎直墻面上，四條繩子與水平方向的夾角均為，其中繩A、B是不可伸長的剛性繩，繩C、D是彈性較好的彈性繩且對橫幅的拉力恒為T0，重力加速度為g。(1)求繩A、B所受力的大小。(2)在一次衛(wèi)生大掃除中，樓上的小明同學(xué)不慎將質(zhì)量為m0的抹布滑落，正好落在