2024-2025學年高二物理選擇性必修第一冊（配魯科版）分層作業(yè)1 動量和動量定理

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分層作業(yè)1動量和動量定理A組必備知識基礎練1.(多選)(2024江蘇徐州高二月考)在利用擺球測量小球碰撞前后的速度的實驗中,下列說法正確的是()A.懸掛兩球的細線長度要適當,且等長B.由靜止釋放小球以便較準確地計算小球碰撞前的速度C.兩小球必須都是剛性球,且質量相同D.兩小球碰后可以粘在一起共同運動2.一匹馬通過不計質量的繩子拉著貨車從甲地到乙地,在這段時間內,下列說法正確的是()A.馬拉車的沖量大于車拉馬的沖量B.車拉馬的沖量大于馬拉車的沖量C.兩者互施的沖量大小相等D.無法比較沖量大小3.質量為m的鋼球自高處落下,以速率v1碰地,豎直向上彈回,碰撞時間極短,離地的速率為v2。在碰撞過程中,地面對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)4.(多選)一質量為2kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示,則()A.t=1s時物塊的速率為1m/sB.t=2s時物塊的動量大小為4kg·m/sC.t=3s時物塊的動量大小為5kg·m/sD.t=4s時物塊的速度為零5.(多選)一粒鋼珠從靜止狀態(tài)開始自由下落,然后陷入泥潭中。若把其在空中下落的過程稱為過程Ⅰ,進入泥潭起到停止的過程稱為過程Ⅱ,則()A.過程Ⅰ中鋼珠動量的變化量等于重力的沖量B.過程Ⅱ中阻力的沖量大小等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小C.Ⅰ、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零D.過程Ⅱ中鋼珠動量的變化量等于零6.一個質量為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間為0.002s。壘球動量的變化量大小為kg·m/s,球棒對壘球的平均作用力大小為N。

B組關鍵能力提升練7.(多選)如圖所示,箱子放在水平地面上,箱內有一質量為m的鐵球以速度v向左壁碰去,來回碰幾次后停下來,而箱子始終靜止,則整個過程中()A.鐵球對箱子的沖量為零B.鐵球和箱子受到的沖量為零C.箱子對鐵球的沖量為mv,向右D.地面摩擦力對箱子的沖量為mv,向左8.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當以速度v抽出紙條后,鐵塊掉在地上的P點。若以2v速度抽出紙條,則鐵塊落地點為()A.仍在P點B.在P點左邊C.在P點右邊不遠處D.在P點右邊原水平位移的兩倍處9.某同學練習用頭顛足球如圖所示。某一次足球從靜止開始自由下落80cm,被重新頂起,離開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間為0.1s,足球的質量為400g,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力,求:(1)每次顛足球,足球在空中運動的時間;(2)足球對該同學頭部的平均作用力大小。10.某建筑工地上的打夯機將質量為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深坑,重錘沖擊地面的過程歷時0.1s。g取10m/s2。求:(1)重錘落地瞬間速度的大小;(2)重錘沖擊地面的過程中所受重力的沖量;(3)重錘對地面的平均作用力大小。

參考答案第1章動量及其守恒定律分層作業(yè)1動量和動量定理1.ABD細線長度適當,便于操作;兩線等長,保證兩球對心碰撞,故A正確;由靜止釋放,初動能為零,可由mgL(1-cosα)=12mv2計算碰前小球速度,方便簡單,故B正確;為保證實驗的普適性,兩球的質量不一定相同,但大小相同才能對心碰撞,故C錯誤;碰后分開或共同運動都是可能的,故D正確。2.C馬對車的拉力與車對馬的拉力是一對作用力與反作用力,大小總是相等,作用時間總是相同,根據(jù)沖量的定義,它們的沖量的大小相等,故選項C正確。3.D取向上為正方向,由于時間極短,所以忽略重力的沖量后,地面對鋼球的沖量就等于鋼球動量的變化量,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D正確。4.AB由動量定理有Ft=mv,解得v=Ftm,t=1s時物塊的速率v=Ftm=1m/s,A正確;t=2s時,由動量定理有Ft=p-0,得物塊的動量大小為p=2×2kg·m/s=4kg·m/s,B正確;t=3s時,由動量定理有Ft1-F't2=p'-0,得物塊的動量大小為p'=(2×2-1×1)kg·m/s=3kg·m/s,C錯誤;t=4s時,由動量定理有Ft1-F't3=p″-0,得物塊的動量大小為p″=(2×2-1×2)kg·m/s=2kg·m/s,速度不為零5.AC對過程Ⅰ,鋼珠只受重力,據(jù)動量定理知Gt1=mv,A正確;對過程Ⅱ,由動量定理得G·t2-F阻·t2=0-mv,則B、D錯誤;全過程Δp=0,C正確。6.解析設壘球的初速度v0=25m/s的方向為正方向,則末速度為v1=-45m/s。動量的變化量為矢量,有Δp=mv1-mv0=-12.6kg·m/s,即壘球的動量變化量大小為12.6kg·m/s,由I=Ft=Δp可知,球棒對壘球的平均作用力為F=-6300N,球棒對壘球的平均作用力大小為6300N。答案12.663007.CD箱子在水平方向上受到兩個力作用,鐵球對箱子的作用力和地面對箱子的摩擦力,二力始終等大反向,其合力始終為零,故箱子始終靜止。鐵球對箱子的沖量與地面摩擦力對箱子的沖量等大反向,合沖量為零,故A錯誤;以水平向左為正方向,根據(jù)動量定理,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錯誤;根據(jù)動量定理,箱子對鐵球的沖量為I=0-mv=-mv,負號表示方向向右,故C正確;箱子對鐵球的沖量為mv,向右,根據(jù)牛頓第三定律,鐵球對箱子的沖量為mv,向左,又因為地面摩擦力與鐵球對箱子的作用力等大反向,所以地面摩擦力對箱子的沖量為mv,向右,故D正確。8.B紙條抽出的過程,鐵塊所受的滑動摩擦力一定,以v的速度抽出紙條,鐵塊所受滑動摩擦力的作用時間較長,由I=ft=mv0得鐵塊獲得速度較大,平拋運動的水平位移較大。以2v的速度抽出紙條的過程,鐵塊受滑動摩擦力作用時間較短,鐵塊獲得速度較小,平拋運動的位移較小,故B正確。9.解析(1)根據(jù)題意,足球開始做自由落體運動,由公式h=12gt2可得,下落的時間為t1=2hg=0.由對稱性可知,足球上升的時間也為0.4s,每次顛足球,足球在空中運動的時間為t=2t1=0.8s。(2)由公式v=gt可得,足球下落到頭頂時,速度的大小為v1=4m/s,方向豎直向下由于離開頭部后豎直上升的最大高度仍為80cm,則足球彈起時速度的大小為v2=4m/s,方向豎直向上取豎直向上為正方向,設該同學頭部對足球的平均作用力大小為F,由動量定理有FΔt-mgΔt=mv2-(-mv1)代入數(shù)據(jù)解得F=36N由牛頓第三定律可得,足球對該同學頭部的平均作用力大小F'=F=36N。答案(1)0.8s(2)36N10.解析(1)重錘自由下落過程中,由運動學公式有v2=2gh重錘落地瞬間速度大小為v=2gh=20m/s(2)由沖量公式得I=Ft重錘沖擊地面的過程中所受重力的沖量大