浙江專版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)量定理訓(xùn)練提升新人教版選擇性必修第一冊

2動(dòng)量定理課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)1.跳遠(yuǎn)時(shí),跳在沙坑里比跳在水泥地上平安,這是因?yàn)?)A.人跳在沙坑的動(dòng)量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑的動(dòng)量變更比跳在水泥地上小C.人跳在沙坑受到的沖量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上小答案D解析人在下落中接觸地面的瞬間速度不變,故跳在沙坑的動(dòng)量與跳在水泥地的動(dòng)量是相等的,到人的動(dòng)量變成0,動(dòng)量的變更是相等的,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;人跳在沙坑的動(dòng)量與跳在水泥地的動(dòng)量變更是相等的,則由動(dòng)量定理mv=Ft可知,人受到的沖量也是相等的,但在沙坑中由于沙的緩沖,使減速時(shí)間延長,人受到的沖力將小于人在地面上受到的沖力,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。2.如圖所示,質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面對(duì)上滑動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t1速度為零然后又下滑,經(jīng)過時(shí)間t2回到斜面底端,滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力大小始終為F1。在整個(gè)過程中,重力對(duì)滑塊的總沖量為()A.mgsinθ(t1+t2) B.mgsinθ(t1-t2)C.mg(t1+t2) D.0答案C解析談到?jīng)_量必需明確是哪一個(gè)力的沖量,此題中要求的是重力對(duì)滑塊的總沖量,依據(jù)沖量的定義式I=Ft,可知重力對(duì)滑塊的總沖量應(yīng)為重力乘以作用時(shí)間,所以I=mg(t1+t2),即選項(xiàng)C正確。3.一質(zhì)量為0.2kg的小鋼球由距地面5m高處自由下落,與地面碰撞后又以等大的動(dòng)量被反彈,碰撞作用時(shí)間為0.1s。若取向上為正方向,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.小鋼球碰地前后的動(dòng)量變更是2kg·m/sB.小鋼球碰地過程中受到的合沖量是4N·sC.地面受到小鋼球的平均壓力為40ND.引起小鋼球動(dòng)量變更的是地面對(duì)小鋼球彈力的沖量答案B解析小球落地時(shí)的速度大小為v=2gh=2×10×5m/s=10m/s,落地時(shí)動(dòng)量為p1=-mv=-2kg·m/s,反彈時(shí)的動(dòng)量為p2=-p1=2kg·m/s,則小鋼球碰地前后的動(dòng)量變更是Δp=p2-p1=4kg·m/s,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;依據(jù)動(dòng)量定理可得小鋼球碰地過程中受到的合沖量I=Δp=4N4.太空探測器常裝配離子發(fā)動(dòng)機(jī),其基本原理是將被電離的原子從發(fā)動(dòng)機(jī)尾部高速噴出,為探測器供應(yīng)推力。若某探測器的質(zhì)量為500kg,離子以肯定的速率(遠(yuǎn)大于探測器的飛行速率)向后噴出,流量為3.0×10-3g/s,探測器獲得的平均推力大小為0.099N,則離子被噴出的速率為()A.33km/s B.3.3km/sC.30km/s D.3km/s答案A解析單位時(shí)間內(nèi)噴出離子的質(zhì)量為m=3.0×10-3×10-3kg=3.0×10-6kg,則t時(shí)間內(nèi)噴出離子的質(zhì)量為mt,由牛頓第三定律可知,探測器對(duì)噴出的離子的平均推力大小為F=F'=0.099N,對(duì)噴出的離子,規(guī)定離子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理得Ft=mtv-0,代入數(shù)據(jù)解得離子被噴出的速率為v=3.3×104m/s=33km/s,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。5.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,鐵塊掉到地面上的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)左側(cè)C.在P點(diǎn)右側(cè)不遠(yuǎn)處D.在P點(diǎn)右側(cè)原水平位移的兩倍處答案B解析兩種狀況下鐵塊受到的摩擦力相同,但摩擦力的作用時(shí)間不同,以2v速度抽出紙條時(shí),作用時(shí)間短,摩擦力的沖量小,依據(jù)動(dòng)量定理可知,以2v速度抽出紙條時(shí),鐵塊的動(dòng)量變更小,拋出時(shí)的速度小,依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,鐵塊落在P點(diǎn)左側(cè)。二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)6.如圖所示,質(zhì)量均為m的小球A、B在同一水平線上,在A球水平拋出的同時(shí)B球自由下落,運(yùn)動(dòng)到t=2s時(shí)刻,兩球的運(yùn)動(dòng)方向夾角為37°(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),不計(jì)空氣阻力,則()A.當(dāng)t=2s時(shí),A球與B球重力的瞬時(shí)功率之比為5∶4B.當(dāng)t=2s時(shí),A球與B球重力的瞬時(shí)功率之比為1∶1C.在0~2s過程中,兩球的動(dòng)能變更不同D.在0~2s過程中,兩球的動(dòng)量變更相同答案BD解析因t=2s時(shí)兩球豎直方向速度相同,為vy,重力的功率P=mgvy,相同,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;在0~2s過程中,下落高度相同,重力做功相同,兩球的動(dòng)能變更相同,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在0~2s過程中,重力的沖量相同,則兩球的動(dòng)量變更相同,故選項(xiàng)D正確。三、非選擇題7.質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4。有一大小為5N的水平恒力F作用于物體上,使之加速前進(jìn),經(jīng)3s后撤去F。求物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。(g取10m/s2)答案3.75s解析物體由起先運(yùn)動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)的全過程中,F的沖量為Ft1,摩擦力的沖量為Fft。選水平恒力F的方向?yàn)檎较?依據(jù)動(dòng)量定理有Ft1-Fft=0 ①又Ff=μmg ②聯(lián)立①②式解得t=Ft1μmg,代入數(shù)據(jù)解得t=8.下圖是一則平安警示廣告,描述了高空墜物對(duì)人損害的嚴(yán)峻性。小王同學(xué)用下面的實(shí)例來檢驗(yàn)廣告詞的科學(xué)性:一個(gè)雞蛋從8樓的窗戶自由下落到地面(試驗(yàn)前已確認(rèn)地面無人且周邊已圍上警示欄)。經(jīng)測量雞蛋質(zhì)量約50g,8層樓高約20m,與地面接觸時(shí)間約為0.02s。不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)雞蛋下落到地面時(shí)動(dòng)量的大小;(2)雞蛋對(duì)地面平均作用力的大小。答案(1)1kg·m/s(2)50.5N解析(1)由v2=2gh得下落到地面時(shí)的速度v=2gh=動(dòng)量的大小為p=mv=50×10-3×20kg·m/s=1kg·m/s。(2)設(shè)向上為正方向,依據(jù)動(dòng)量定理可知,對(duì)雞蛋(F-mg)Δt=0-(-mv)解得F=mvΔt+mg=10.02由牛頓第三定律可知雞蛋對(duì)地面平均作用力的大小F'=50.5N。實(shí)力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)1.質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度圖像如圖所示。則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是()A.10N·s,10N·sB.10N·s,-10N·sC.0,10N·sD.0,-10N·s答案D解析由題圖可知,在前10s內(nèi)初、末狀態(tài)的動(dòng)量相同,p1=p2=5kg·m/s,由動(dòng)量定理知I1=0;在后10s內(nèi)末狀態(tài)的動(dòng)量p3=-5kg·m/s,由動(dòng)量定理得I2=p3-p2=-10N·s,故正確答案為選項(xiàng)D。2.學(xué)?？茖W(xué)晚會(huì)上,科技制作社團(tuán)表演了震撼動(dòng)量球試驗(yàn)。在互動(dòng)環(huán)節(jié),表演者將球拋向觀眾,讓其感受碰撞過程中的力,假設(shè)質(zhì)量約為3kg的超大氣球以3m/s的速度豎直下落到手面,某觀眾雙手上推,使氣球以原速度大小豎直向上反彈,作用時(shí)間為0.1s。忽視氣球所受浮力及空氣阻力,g取10m/s2,則觀眾雙手受的壓力共計(jì)()A.150N B.180NC.210N D.240N答案C解析取豎直向下為正方向,對(duì)氣球由動(dòng)量定理有(mg-F)·Δt=-mv-mv,代入數(shù)據(jù)解得F=-210N,負(fù)號(hào)表示力的方向豎直向上,由牛頓第三定律可知,觀眾雙手受到的壓力為210N,故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。3.在一次水火箭競賽中,學(xué)生利用廢棄的飲料瓶來制作箭體。放射時(shí),先灌入三分之一的水,再用打氣筒充入空氣,到達(dá)肯定的壓力后放射升空。若某次試驗(yàn)中豎直向上放射瞬間加速度大小達(dá)到重力加速度大小的4倍,向下噴射的水流速度為3m/s,已知飲料瓶的容積為540mL,忽視飲料瓶的質(zhì)量,水的密度為1×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2,則放射瞬間后0.01s時(shí)間內(nèi)噴射的水的質(zhì)量為()A.0.09kg B.0.9kgC.0.03kg D.0.3kg答案C解析設(shè)放射瞬間噴出的水對(duì)飲料瓶的作用力為F,由牛頓其次定律得F-m0g=m0a其中m0=13ρV,代入數(shù)據(jù)解得F=9N,再由動(dòng)量定理得Ft=mv,可得m=Ftv,代入數(shù)據(jù)解得m=04.墊球是排球運(yùn)動(dòng)中通過手臂的迎擊動(dòng)作,使來球從墊擊面上反彈出去的一項(xiàng)擊球技術(shù),若某次從墊擊面上反彈出去豎直向上運(yùn)動(dòng)的排球,之后又落回到原位置,設(shè)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中排球所受阻力大小不變,則()A.球從擊出到落回的時(shí)間內(nèi),重力的沖量為零B.球從擊出到落回的時(shí)間內(nèi),空氣阻力的沖量為零C.球上升階段阻力的沖量小于下降階段阻力的沖量D.球上升階段動(dòng)量的變更量等于下降階段動(dòng)量的變更量答案C解析整個(gè)過程中,重力不為零,作用時(shí)間不為零,依據(jù)IG=mgt可知,重力沖量不為零,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于整個(gè)過程中,阻力都做負(fù)功,所以上升階段的平均速度大于下降階段的平均速度,即上升過程所用時(shí)間比下降過程所用時(shí)間少,依據(jù)If=Fft可知上升階段阻力沖量小于下降階段阻力沖量,整個(gè)過程中阻力沖量不為零,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;設(shè)初速度為v0,上升階段,初速度為v0,末速度為零,動(dòng)量變更量為Δp1=0-mv0=-mv0,下降階段,初速度為零,末速度小于v0,動(dòng)量變更量為Δp2<-mv0,兩者不相等,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.有關(guān)專家探討得出打噴嚏時(shí)氣流噴出的速度可達(dá)50m/s,假設(shè)一次打噴嚏大約噴出5.0×10-5m3的空氣,一次噴嚏大約0.02s,已知空氣的密度為1.3kg/m3,估算打一次噴嚏人受到的平均反沖力為()A.0.11N B.0.13NC.0.16N D.0.20N答案C解析打一次噴嚏噴出的空氣質(zhì)量為m=ρV=6.5×10-5kg,設(shè)打一次噴嚏噴出的空氣受到的作用力為F,令噴出的速度方向?yàn)檎较?依據(jù)動(dòng)量定理得FΔt=mv,解得F=mvΔt=6.5×10二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)6.守株待兔是我們熟識(shí)的寓言故事,它出自《韓非子》。假設(shè)一只兔子質(zhì)量為2kg,受到驚嚇后從靜止起先沿水平道路勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過1.2s速度大小達(dá)到9m/s后勻速奔跑,撞樹后被水平彈回,反彈速度大小為1m/s,設(shè)兔子與樹的作用時(shí)間為0.05s,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是()A.加速過程中兔子的加速度為7.5m/s2B.加速過程中地面對(duì)兔子的平均作用力大小為20NC.撞樹過程中樹對(duì)兔子的平均作用力大小為320ND.撞樹過程中樹對(duì)兔子的平均作用力大小為400N答案AD解析兔子經(jīng)過1.2s速度由0達(dá)到9m/s,依據(jù)加速度公式可知,a=ΔvΔt=7.5m/s2,故選項(xiàng)A正確。加速過程中,地面對(duì)兔子的平均作用力大小為F1,依據(jù)動(dòng)量定理可知,F1t=mv-0,代入數(shù)據(jù)解得F1=15N,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。撞樹過程中,撞樹前的動(dòng)量大小p=mv=2×9kg·m/s=18kg·m/s,以撞樹前兔子的速度方向?yàn)檎较?兔子撞樹后的動(dòng)量p'=mv'=2×(-1)kg·m/s=-2kg·m/s,兔子撞樹過程動(dòng)量變更量Δp=p'-p=-2kg·m/s-18kg·m/s=-20kg·m/s,由動(dòng)量定理得F2t=Δp=-20N·s,則兔子受到的平均作用力大小為F7.物體在水平地面上受到水平推力F的作用,在6s內(nèi)速度、力F隨時(shí)間變更如圖所示,由圖像可得()甲乙A.物體的質(zhì)量為4kgB.前6s內(nèi)合力的沖量為4N·sC.在前6s內(nèi)推力做的功為7JD.在6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移為6m答案ABC解析由題圖甲看出,物體在2~6s做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有Ff=F2=1N,0~2s物體加速度為a=ΔvΔt=0.5m/s2,由牛頓其次定律得F1-Ff=ma,代入解得m=4kg,故選項(xiàng)A正確;前6s內(nèi)合力的沖量為動(dòng)量的變更量,I=Δp=mv=4N·s,故選項(xiàng)B正確;物體在6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移為x=12×1×2m+1×4m=5m,前2s內(nèi)通過的位移為1m,后4s內(nèi)的位移為4m,在6s內(nèi)推力做的功為W=3×1J+1三、非選擇題8.噴口豎直向下的水龍頭噴出的水形成水柱沖擊到地面,已知噴口距地面