【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修1：第1章第1節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理分層作業(yè)課件

第1章第1節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理12345678910A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.行駛中的汽車(chē)如果發(fā)生劇烈碰撞,車(chē)內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿(mǎn)氣體。若碰撞后汽車(chē)的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零,關(guān)于安全氣囊在此過(guò)程中的作用,下列說(shuō)法正確的是(

)A.增加了司機(jī)單位面積的受力大小B.減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量C.將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車(chē)的動(dòng)能D.延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積D解析

安全氣囊延長(zhǎng)了司機(jī)減速到零的時(shí)間,安全氣囊彈出后增大了司機(jī)的受力面積,碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量都為Δp=p'-p=0-p,并沒(méi)有改變;由動(dòng)量定理可知,Ft=Δp,t增加,司機(jī)受力變小,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。汽車(chē)最后速度為零,司機(jī)的動(dòng)能不可能轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的動(dòng)能,司機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和氣囊的彈性勢(shì)能,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。12345678910123456789102.一匹馬通過(guò)不計(jì)質(zhì)量的繩子拉著貨車(chē)從甲地到乙地,在這段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是(

)A.馬拉車(chē)的沖量大于車(chē)?yán)R的沖量B.車(chē)?yán)R的沖量大于馬拉車(chē)的沖量C.兩者互施的沖量大小相等D.無(wú)法比較沖量大小C解析

馬對(duì)車(chē)的拉力與車(chē)對(duì)馬的拉力是一對(duì)作用力與反作用力,大小總是相等,作用時(shí)間總是相同,根據(jù)沖量的定義,它們的沖量的大小相等,故選項(xiàng)C正確。123456789103.質(zhì)量為m的鋼球自高處落下,以速率v1碰地,豎直向上彈回,碰撞時(shí)間極短,離地的速率為v2。在碰撞過(guò)程中,地面對(duì)鋼球沖量的方向和大小為(

)A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2)C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2)D解析

取向上為正方向,由于時(shí)間極短,所以忽略重力的沖量后,地面對(duì)鋼球的沖量就等于鋼球動(dòng)量的變化量,考慮到碰撞地面前后的速度方向相反,于是有I=mv2-m(-v1)=m(v1+v2),方向豎直向上,選項(xiàng)D正確。123456789104.(多選)一質(zhì)量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,則(

)A.t=1s時(shí)物塊的速率為1m/sB.t=2s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4kg·m/sC.t=3s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5kg·m/sD.t=4s時(shí)物塊的速度為零AB解析

由動(dòng)量定理有Ft=mv,解得v=,t=1

s時(shí)物塊的速率v==1

m/s,A正確;t=2

s時(shí),由動(dòng)量定理有Ft=p-0,得物塊的動(dòng)量大小為p=2×2

kg·m/s=4

kg·m/s,B正確;t=3

s時(shí),由動(dòng)量定理有Ft1-F't2=p'-0,得物塊的動(dòng)量大小為p'=(2×2-1×1)

kg·m/s=3

kg·m/s,C錯(cuò)誤;t=4

s時(shí),由動(dòng)量定理有Ft1-F't3=p″-0,得物塊的動(dòng)量大小為p″=(2×2-1×2)

kg·m/s=2

kg·m/s,速度不為零,D錯(cuò)誤。12345678910123456789105.(多選)一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始自由下落,然后陷入泥潭中。若把其在空中下落的過(guò)程稱(chēng)為過(guò)程Ⅰ,進(jìn)入泥潭起到停止的過(guò)程稱(chēng)為過(guò)程Ⅱ,則(

)A.過(guò)程Ⅰ中鋼珠動(dòng)量的變化量等于重力的沖量B.過(guò)程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過(guò)程Ⅰ中重力的沖量的大小C.Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)過(guò)程中合外力的總沖量等于零D.過(guò)程Ⅱ中鋼珠動(dòng)量的變化量等于零AC解析

對(duì)過(guò)程Ⅰ,鋼珠只受重力,據(jù)動(dòng)量定理知Gt1=mv,A正確;對(duì)過(guò)程Ⅱ,由動(dòng)量定理得G·t2-F阻·t2=0-mv,則B、D錯(cuò)誤;全過(guò)程Δp=0,C正確。123456789106.一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的壘球以25m/s的水平速度飛向球棒,被球棒擊打后,反向水平飛回,速度的大小為45m/s。球棒與壘球的作用時(shí)間為0.002s。壘球動(dòng)量的變化量大小為

kg·m/s,球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為

N。

12.6

6300解析

設(shè)壘球的初速度v0=25

m/s的方向?yàn)檎较?則末速度為v1=-45

m/s。動(dòng)量的變化量為矢量,有Δp=mv1-mv0=-12.6

kg·m/s,即壘球的動(dòng)量變化量大小為12.6

kg·m/s,由I=Ft=Δp可知,球棒對(duì)壘球的平均作用力為F=-6

300

N,球棒對(duì)壘球的平均作用力大小為6

300

N。12345678910B級(jí)關(guān)鍵能力提升練7.(多選)如圖所示,箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一質(zhì)量為m的鐵球以速度v向左壁碰去,來(lái)回碰幾次后停下來(lái),而箱子始終靜止,則整個(gè)過(guò)程中(

)A.鐵球?qū)ο渥拥臎_量為零B.鐵球和箱子受到的沖量為零C.箱子對(duì)鐵球的沖量為mv,向右D.地面摩擦力對(duì)箱子的沖量為mv,向左CD解析

箱子在水平方向上受到兩個(gè)力作用,鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧偷孛鎸?duì)箱子的摩擦力,二力始終等大反向,其合力始終為零,故箱子始終靜止。鐵球?qū)ο渥拥臎_量與地面摩擦力對(duì)箱子的沖量等大反向,合沖量為零,故A錯(cuò)誤;以水平向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理,鐵球受到的沖量為I=0-mv=-mv,而箱子受到的沖量始終為零,故B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)量定理,箱子對(duì)鐵球的沖量為I=0-mv=-mv,負(fù)號(hào)表示方向向右,故C正確;箱子對(duì)鐵球的沖量為mv,向右,根據(jù)牛頓第三定律,鐵球?qū)ο渥拥臎_量為mv,向左,又因?yàn)榈孛婺Σ亮εc鐵球?qū)ο渥拥淖饔昧Φ却蠓聪?所以地面摩擦力對(duì)箱子的沖量為mv,向右,故D正確。12345678910123456789108.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度v抽出紙條后,鐵塊掉在地上的P點(diǎn)。若以2v速度抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)為(

)A.仍在P點(diǎn)B.在P點(diǎn)左邊C.在P點(diǎn)右邊不遠(yuǎn)處D.在P點(diǎn)右邊原水平位移的兩倍處B解析

紙條抽出的過(guò)程,鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力一定,以v的速度抽出紙條,鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較長(zhǎng),由I=ft=mv0得鐵塊獲得速度較大,平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移較大。以2v的速度抽出紙條的過(guò)程,鐵塊受滑動(dòng)摩擦力作用時(shí)間較短,鐵塊獲得速度較小,平拋運(yùn)動(dòng)的位移較小,故B正確。123456789109.某同學(xué)練習(xí)用頭顛足球如圖所示。某一次足球從靜止開(kāi)始自由下落80cm,被重新頂起,離開(kāi)頭部后豎直上升的最大高度仍為80cm。已知足球與頭部的作用時(shí)間為0.1s,足球的質(zhì)量為400g,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,求:(1)每次顛足球,足球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(2)足球?qū)υ撏瑢W(xué)頭部的平均作用力大小。由對(duì)稱(chēng)性可知,足球上升的時(shí)間也為0.4

s,每次顛足球,足球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=2t1=0.8

s。12345678910(2)由公式v=gt可得,足球下落到頭頂時(shí),速度的大小為v1=4

m/s,方向豎直向下由于離開(kāi)頭部后豎直上升的最大高度仍為80

cm,則足球彈起時(shí)速度的大小為v2=4

m/s,方向豎直向上取豎直向上為正方向,設(shè)該同學(xué)頭部對(duì)足球的平均作用力大小為F,由動(dòng)量定理有FΔt-mgΔt=mv2-(-mv1)代入數(shù)據(jù)解得F=36

N由牛頓第三定律可得,足球?qū)υ撏瑢W(xué)頭部的平均作用力大小F'=F=36

N。答案

(1)0.8s

(2)36N123456789101234567891010.(2023廣東汕尾高二期末)某建筑工地上的打夯機(jī)將質(zhì)量為1×104kg的鋼制重錘升高到20m的高處后使其自由下落,重錘在地面上砸出一個(gè)深坑,重錘沖擊地面的過(guò)程歷時(shí)0.1s。g取10m/s2。求:(1)重錘落地瞬間速度的大小;(2)重錘沖擊地面的過(guò)程中所受重力的沖量;(3)重錘對(duì)地面的平均作用力大小。12345678910解析

(1)重錘自由下落過(guò)程中,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2=2gh重錘落地瞬間速度大小為(2)由沖量公式得I=Ft重錘沖擊地面的過(guò)程中所受重力的沖量大