新教材2024-2025學年高中物理第1章動量與動量守恒定律分層作業(yè)2動量定理教科版選擇性必修第一冊

第一章分層作業(yè)2動量定理A級必備學問基礎(chǔ)練1.(多選)(2024山東德州高二期中)關(guān)于動量和沖量,下列說法正確的是()A.物體的動量發(fā)生變更,動能可能不變B.合力對物體做功為零,物體動量的變更量也肯定為零C.只要力的大小和力的作用時間乘積相同,那么力的沖量肯定相同D.物體所受合力為零時,它的動量不肯定為零2.減震性跑步鞋通常有較松軟且彈性好的夾層鞋底幫助足部減震。某品牌跑鞋結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,關(guān)于減震的分析,下列說法正確的是()A.減震跑步鞋減小了腳掌受力時間B.減震跑步鞋減小了腳與地面作用前后動量的變更量C.減震跑步鞋減小了腳與地面作用過程的作用力D.減震跑步鞋減震部分汲取的能量不能再釋放出來3.質(zhì)量為m的鋼球從高處落下,以速率v1豎直碰地,且豎直向上彈,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.豎直向下,m(v1-v2) B.豎直向下,m(v1+v2)C.豎直向上,m(v1-v2) D.豎直向上,m(v1+v2)4.汽車的平安性是一個日益突出的問題。汽車假如發(fā)生猛烈碰撞,車內(nèi)的平安氣囊會被彈出并瞬間充溢氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時間內(nèi)減小為零,關(guān)于平安氣囊在此過程中發(fā)揮的作用,下列說法正確的是()A.增加了司機單位面積的受力大小B.延長了司機的受力時間并減小了受力C.使司機受到的沖量削減D.削減了碰撞前后司機動量的變更量5.(多選)貓從高處落下不會受傷。當貓從高處落下時,即使是四腳朝天,它們也能快速地轉(zhuǎn)過身來調(diào)整姿態(tài)。這樣,貓在接近地面的時候,通常都可以保證四肢著地,而貓腳趾上厚實的脂肪質(zhì)肉墊又能有效地減輕振動對其各臟器的損傷。關(guān)于一只從高處落下的貓在與地面接觸的過程中,下列說法正確的是(不考慮貓落地后的反彈及下落過程中的空氣阻力)()A.貓在以不同姿態(tài)與地面接觸的過程中,其自身動量變更量大小是相同的B.厚實的脂肪質(zhì)肉墊可以增加貓緩沖過程與地面的接觸時間C.厚實的脂肪質(zhì)肉墊可以減小貓緩沖過程與地面的作用力D.厚實的脂肪質(zhì)肉墊可以減小貓緩沖過程合力的沖量6.如圖所示,火星探測器在火星表面進行懸停試驗,當探測器向下噴出火焰,探測器可懸停在火星表面上空。假設(shè)探測器在t時間內(nèi)向下噴射的氣體的質(zhì)量約為m,噴射氣體的速度約為v,此過程認為探測器的總質(zhì)量保持不變,噴射氣體的重力忽視不計,火星重力加速度為g0。下列說法正確的是()A.探測器懸停在火星表面上空時加速度大小等于g0B.探測器對噴射氣體的作用力大于噴射氣體對探測器的作用力C.一段時間t內(nèi),探測器動量的變更量為mg0tD.探測器的質(zhì)量為mvB級關(guān)鍵實力提升練7.如圖所示,上端固定在天花板上的橡皮筋下端吊著小球,調(diào)整小球的高度使橡皮筋剛好沿豎直方向伸直無彈力,由靜止釋放小球,已知小球由靜止向下運動到速度最大的過程中,橡皮筋彈力的沖量大小為I1,小球重力的沖量大小為I2;小球由最大速度接著向下運動到最低點的過程中,橡皮筋彈力的沖量大小為I3,小球重力的沖量大小為I4。下列推斷正確的是()A.I1=I2 B.I1>I2C.I3=I4 D.I3>I48.如圖所示,一質(zhì)量m=50kg的蹦床運動員,從離水平網(wǎng)面h1=3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面h2=5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為Δt=0.9s,重力加速度g取10m/s2。(1)求運動員與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)動量的變更量Δp。(2)求網(wǎng)對運動員的平均作用力大小F。(3)運動員與網(wǎng)作用時通過“曲腿然后用力蹬網(wǎng)”動作使自己越蹦越高,請從物理學角度分析其中的道理。9.如圖所示,質(zhì)量為m的小球從距地面H高處自由下落,與地面碰撞后豎直彈起的最大高度為H4。重力加速度為g,(1)求小球與地面碰撞前瞬間的速度。(2)求小球與地面碰撞過程損失的機械能ΔE。(3)若小球與地面碰撞時間為Δt,小球重力不行忽視,求碰撞過程地面對小球的平均作用力大小F。10.某同學練習用頭顛足球如圖所示。某一次足球從靜止起先自由下落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(zhì)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?qū)υ撏瑢W頭部的平均作用力大小。11.一個質(zhì)量為2kg的物體在合力F的作用下,從靜止起先在水平地面上做直線運動。以向東為正方向,合力F隨時間t變更的圖像如圖甲所示。(1)在圖乙中畫出前4s物體運動的v-t圖像。(2)求出t=3s時物體動量的大小。(3)求出前4s內(nèi)物體受到的沖量。答案：1.AD解析物體的動量發(fā)生變更,動能可能不變,比如勻速圓周運動,故A正確;合力對物體做功為零,物體動能變更為零,但物體動量的變更量不肯定為零,比如勻速圓周運動,故B錯誤;力的大小和力的作用時間乘積相同,若力的方向不同,那么力的沖量不相同,故C錯誤;物體所受合力為零時,它的動量不肯定為零,如物體做勻速直線運動,故D正確。2.C解析腳在落地前的速度大小相等,腳落地后最終的速度均為零,說明動量的變更量肯定相等;減震跑步鞋主要是延長了腳與地面相互作用的時間,依據(jù)動量定理可知,減小了腳與地面的作用力;減震跑步鞋鞋底彈性較好,汲取的部分能量可再次回彈給跑步者,故A、B、D錯誤,C正確。3.D解析取豎直向上為正方向,因為碰撞時間極短,所以忽視重力的沖量后,地面對鋼球的沖量就等于鋼球動量的變更量,由動量定理有I=mv2-m(-v1)=m(v1+v2),方向豎直向上,D正確。4.B解析平安氣囊增大了受力面積,使司機單位面積的受力減小,A錯誤;無論有沒有平安氣囊,碰撞前后司機動量的變更量不變,依據(jù)動量定理可知司機受到的沖量不變,但平安氣囊延長了司機的受力時間,使受力減小,B正確,C、D錯誤。5.ABC解析貓在以不同姿態(tài)與地面接觸且不反彈的過程中,其初動量大小相同,且末動量均為零,因此動量變更量大小是相同的,故A正確;依據(jù)動量定理-Ft=0-mv0,貓的沖量大小相同,厚實的脂肪質(zhì)肉墊只是增加了貓與地面接觸過程的時間,從而減小了地面對貓的作用力大小,但并沒有減小合力對貓的沖量,故B、C正確,D錯誤。6.D解析探測器懸停在火星表面上空處于二力平衡狀態(tài),加速度為0,故A錯誤;探測器與噴射氣體間的作用力是相互作用力,滿意牛頓第三定律,等大反向,故B錯誤;探測器懸停在火星表面上空處于靜止狀態(tài),探測器動量的變更量為0,故C錯誤;以噴射氣體為探討對象,設(shè)探測器與噴射氣體間的作用力為F,噴射氣體的重力忽視不計,F就是噴射氣體所受的合力,t時間內(nèi)噴射氣體質(zhì)量為m,由動量定理Ft=mv,可得F=mvt,設(shè)探測器的質(zhì)量為M,由二力平衡得F=Mg0,解得M=mvg0t7.D解析設(shè)小球最大速度為v,取豎直向下為正方向,小球由靜止向下運動到速度最大的過程中,依據(jù)動量定理有I2-I1=mv,即I2>I1,故A、B錯誤;小球由最大速度接著向下運動到最低點的過程中,依據(jù)動量定理有I4-I3=0-mv,即I3>I4,故C錯誤,D正確。8.答案(1)900kg·m/s,方向豎直向上(2)1500N(3)見解析解析(1)依據(jù)動能定理,運動員觸網(wǎng)前mgh1=1運動員觸網(wǎng)后mgh2=1以豎直向上為正方向,觸網(wǎng)過程中動量的變更量Δp=mv2-(-mv1)解得Δp=900kg·m/s方向豎直向上。(2)觸網(wǎng)過程中,由動量定理有(F-mg)Δt=Δp解得F=1500N。(3)運動員與網(wǎng)作用時通過“曲腿然后用力蹬網(wǎng)”增大網(wǎng)的彈性勢能,在彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程中,增大運動員離網(wǎng)的速度,從而使自己越蹦越高。9.答案(1)2gH,方向豎直向下(2)34(3)32解析(1)小球做自由落體運動,則有v2=2gH解得小球與地面碰撞前瞬間的速度為v=2方向豎直向下。(2)小球與地面碰撞過程損失的機械能ΔE=mgH-mg·14H=34(3)小球與地面碰撞后,由機械能守恒定律得12mv'2=mg·1則小球與地面碰撞后瞬間速度為v'=2方向豎直向上,取豎直向上為正方向,由動量定理得(F-mg)Δt=mv'-m·(-v)=m·2gH2-m·(-解得碰撞過程地面對小球平均作用力的大小為F=32gH10.答案(1)0.8s(2)36N解析(1)依據(jù)題意,足球起先做自由落體運動,由公式h=12gt2可得,下落的時間為t1=2hg=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(shè)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?qū)υ撏瑢W頭部的平均作用力大小F'=F=36N。11.答案(1)圖見解析(2)3kg·m/s(3)2N·s解析(1)1~2s內(nèi)物體做勻加速直線運動,由牛頓其次定律得F1=ma1解得a