2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章動(dòng)量守恒定律2動(dòng)量定理課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE6-動(dòng)量定理(建議用時(shí)：25分鐘)考點(diǎn)一沖量1．如圖所示甲、乙兩種狀況中，人用相同大小的恒定拉力拉繩子，使人和船A均向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過相同的時(shí)間t，圖甲中船A沒有靠岸，圖乙中船A沒有與船B相碰，則經(jīng)過時(shí)間t()甲乙A．圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量比圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量小B．圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量比圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量大C．圖甲中人對(duì)繩子拉力的沖量與圖乙中人對(duì)繩子拉力的沖量一樣大D．以上三種狀況都有可能C[甲、乙兩圖中人對(duì)繩子的拉力相同，作用時(shí)間相等，由沖量的定義式I＝Ft可知，兩沖量相等，只有選項(xiàng)C是正確的．]2．(多選)兩個(gè)質(zhì)量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個(gè)光滑斜面由靜止起先自由下滑，在它們到達(dá)斜面底端的過程中()A．重力的沖量相同B．重力的功相同C．斜面彈力的沖量均為零D．斜面彈力的功均為零BD[設(shè)斜面高為h，傾角為θ，物體的質(zhì)量為m，則兩物體滑到斜面底端的過程，重力做功均為mgh，用時(shí)t＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，重力的沖量IG＝mgt＝eq\f(m,sinθ)eq\r(2gh)，與θ有關(guān)，故重力的沖量不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；斜面彈力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直，斜面彈力不做功，但彈力的沖量不為零，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．]3．一個(gè)物體同時(shí)受到兩個(gè)力F1、F2的作用，F(xiàn)1、F2與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，假如該物體從靜止起先運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t＝10s后，F(xiàn)1、F2以及合力F的沖量各是多少？[解析]解法一：F-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示沖量．由此得，經(jīng)過t＝10sF1的沖量I1＝eq\f(1,2)×10×10N·s＝50N·sF2的沖量I2＝－eq\f(1,2)×10×10N·s＝－50N·s合力F的沖量I合＝I1＋I(xiàn)2＝0.解法二：F1、F2都隨時(shí)間勻稱變更，因此可以用平均力來計(jì)算它們的沖量．F1的沖量為I1＝eq\f(10＋0,2)×10N·s＝50N·sF2的沖量為I2＝eq\f(0－10,2)×10N·s＝－50N·s合力F的沖量為I合＝I1＋I(xiàn)2＝0.[答案]50N·s－50N·s0考點(diǎn)二動(dòng)量定理4．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)間為Δt，離地時(shí)的速率為v2.在碰撞過程中，地面對(duì)鋼球的沖量方向和大小為()A．向下，m(v1－v2)－mgΔtB．向下，m(v1＋v2)－mgΔtC．向上，m(v1－v2)－mgΔtD．向上，m(v1＋v2)＋mgΔtD[取豎直向上為正方向，如圖所示，由動(dòng)量定理I＝Δp得(F－mg)Δt＝mv2－m(－v1)即IF－mgΔt＝m(v2＋v1)則IF＝mgΔt＋m(v2＋v1)，方向向上．]5．質(zhì)量為60kg的建筑工人，不慎從高空跌下，幸好彈性平安帶的愛護(hù)使他懸掛起來．已知彈性平安帶的緩沖時(shí)間是1.5s，平安帶自然長度為5m，g取10m/s2，則平安帶所受的平均沖力的大小約為()A．500N B．1100NC．600N D．1000ND[設(shè)建筑工人下落5m時(shí)速度為v，則v＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×5)m/s＝10m/s，設(shè)平安帶所受平均沖力大小為F，則由動(dòng)量定理得：(mg－F)t＝0－mv，所以F＝mg＋eq\f(mv,t)＝60×10N＋eq\f(60×10,1.5)N＝1000N，故A、B、C錯(cuò)，D對(duì)．]6．原來靜止的物體受合力作用時(shí)間為2t0，合力隨時(shí)間的變更狀況如圖所示，則()A．0～t0時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變更量與t0～2t0時(shí)間內(nèi)物體的動(dòng)量變更量相等B．0～t0時(shí)間內(nèi)物體的平均速率與t0～2t0時(shí)間內(nèi)物體的平均速率不相等C．t＝2t0時(shí)物體的速度為零，外力在2t0時(shí)間內(nèi)對(duì)物體的沖量為零D．0～2t0時(shí)間內(nèi)物體的位移為零，外力對(duì)物體做的功為零C[由題圖可知，0～t0與t0～2t0時(shí)間內(nèi)合力方向不同，動(dòng)量變更量不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t＝t0時(shí)，物體速度最大，由動(dòng)量定理Ft＝Δp可得，F(xiàn)0t0－F0t0＝0，t＝2t0時(shí)物體速度為零，0～t0與t0～2t0時(shí)間內(nèi)物體平均速率相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；0～2t0時(shí)間內(nèi)物體先加速后減速，位移不為零，動(dòng)能變更量為零，合力對(duì)物體做的功為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]7．用水平拉力F拉一物體，使物體在水平地面上由靜止起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻撤去拉力，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到t2時(shí)刻停止．其速度—時(shí)間圖像如圖所示，α＞β，若拉力F做的功為W1，沖量大小為I1；物體克服摩擦阻力f做的功為W2，f的沖量大小為I2.則下列選項(xiàng)正確的是()A．W1＞W(wǎng)2；I1＞I2 B．W1＜W2；I1＞I2C．W1＜W2；I1＜I2 D．W1＝W2；I1＝I2D[物體在水平拉力作用下由靜止起先運(yùn)動(dòng)到最終靜止的全程，只有拉力F和摩擦阻力f做功，故由動(dòng)能定理有W1－W2＝0，得W1＝W2；由動(dòng)量定理有I1－I2＝0，得I1＝I2.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．]考點(diǎn)三應(yīng)用動(dòng)量定理分析問題8．2024年國際籃聯(lián)籃球世界杯，在北京等八座城市實(shí)行．籃球競賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員通常伸出雙手迎接傳來的籃球，接球時(shí)，兩手隨球快速收縮至胸前，這樣做可以()A．減小球?qū)κ值臎_量B．減小球?qū)κ值臎_擊力C．減小球的動(dòng)量變更量D．減小球的動(dòng)能變更量B[先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球收縮至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時(shí)間，依據(jù)動(dòng)量定理得－Ft＝0－mv，解得F＝eq\f(mv,t)，當(dāng)時(shí)間增大時(shí)，作用力就減小，而球?qū)κ值臎_量I＝mv恒定不變，球的動(dòng)量變更量Δp＝mv恒定不變，球的動(dòng)能變更量ΔEk＝eq\f(1,2)mv2恒定不變，所以B正確．]9．一輛車強(qiáng)行超車時(shí)，與另一輛迎面駛來的轎車相撞，兩車相撞后連為一體，兩車車身因相互擠壓，皆縮短了0.5m．據(jù)測算兩車相撞前的速度約為30m/s.(1)若人與車一起做減速運(yùn)動(dòng)，車禍過程中車內(nèi)約60kg的人受到的平均沖力是多大？(2)若車內(nèi)的人系有平安帶，在車禍過程中平安帶與人體作用時(shí)間是0.1s，求人受到的平均沖力大?。甗解析](1)由v2－veq\o\al(2,0)＝－2ax得人和車減速的加速度大小為a＝eq\f(v\o\al(2,0),2x)＝eq\f(302,2×0.5)m/s2＝900m/s2依據(jù)牛頓其次定律得人受到的平均沖力大小為F＝ma＝60×900N＝5.4×104N.(2)對(duì)車內(nèi)的人，由動(dòng)量定理得－F′t＝mv－mv0解得人受到的平均沖力大小為F′＝eq\f(mv0－mv,t)＝eq\f(60×30－0,0.1)N＝1.8×104N.[答案](1)5.4×104N(2)1.8×104N(建議用時(shí)：15分鐘)10．如圖甲所示為跳水運(yùn)動(dòng)員打算進(jìn)行跳板跳水訓(xùn)練．如圖乙所示，從起跳到落水前過程的路徑為拋物線，將運(yùn)動(dòng)員從最高點(diǎn)到入水前的運(yùn)動(dòng)過程記為Ⅰ，運(yùn)動(dòng)員入水后到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程記為Ⅱ，忽視空氣阻力，則()甲乙A．過程Ⅰ中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變更率漸漸增大B．過程Ⅰ、Ⅱ中運(yùn)動(dòng)員的總動(dòng)量變更量為零C．過程Ⅰ中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變更量等于重力的沖量D．過程Ⅱ中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變更量等于重力的沖量C[過程Ⅰ中運(yùn)動(dòng)員只受重力作用，所以運(yùn)動(dòng)員在該過程的動(dòng)量變更量等于重力的沖量，且在該過程中，對(duì)運(yùn)動(dòng)員始終有mgΔt＝Δp，則eq\f(Δp,Δt)＝mg，故A錯(cuò)誤，C正確；過程Ⅰ中運(yùn)動(dòng)員的初速度不為0，過程Ⅱ中運(yùn)動(dòng)員的末速度為0，故過程Ⅰ、Ⅱ中運(yùn)動(dòng)員的總動(dòng)量變更量不為0，B錯(cuò)誤；過程Ⅱ中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變更量等于合外力的沖量，不等于重力的沖量，故D錯(cuò)誤．]11．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的速度抽出紙條，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[抽出紙條的過程，鐵塊所受的滑動(dòng)摩擦力肯定．以速度v抽出紙條，鐵塊所受滑動(dòng)摩擦力的作用時(shí)間較長，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程中，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)的水平位移較小，故B選項(xiàng)正確．]12．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止起先釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)時(shí)速度減為零．不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.小球在剛接觸地面到速度變?yōu)榱愕倪^程中，下列說法中正確的有()A．小球的機(jī)械能削減了mghB．小球克服阻力做的功為mg(H＋h)C．小球所受阻力的沖量等于meq\r(2gH)D．小球動(dòng)量的變更量大小等于meq\r(2gH)BD[小球在整個(gè)過程中，動(dòng)能變更量為零，重力勢能減小mg(H＋h)，則小球的機(jī)械能削減了mg(H＋h)，故A錯(cuò)誤；對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，mg(H＋h)－Wf＝0，則小球克服阻力做功Wf＝mg(H＋h)，故B正確；落到地面時(shí)的速度v＝eq\r(2gH)，對(duì)進(jìn)入泥潭的過程運(yùn)用動(dòng)量定理得，IG＋I(xiàn)f＝0－meq\r(2gH)，可知阻力的沖量大小不等于meq\r(2gH)，故C錯(cuò)誤；落到地面時(shí)的速度v＝eq\r(2gH)，進(jìn)入泥潭后的速度為0，所以小球動(dòng)量的變更量大小等于meq\r(2gH)，故D正確．]13．如圖所示，水力采煤時(shí)，用水槍在高壓下噴出強(qiáng)力的水柱沖擊煤層，設(shè)水柱直徑為d＝30cm，水速為v＝50m/s，假設(shè)水柱射在煤層的表面上，沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，求水柱?duì)煤層的平均沖擊力大?。?水的密度ρ＝1.0×103kg/m[解析]設(shè)在一小段時(shí)間Δt內(nèi)，從水槍射出的水的質(zhì)量為Δm，水柱橫截面