2024-2025學(xué)年高中物理第十六章動(dòng)量守恒定律第2節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理課后作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE5-第2節(jié)動(dòng)量和動(dòng)量定理A組：合格性水平訓(xùn)練1．(對(duì)動(dòng)量的理解)(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．物體的動(dòng)量變更，肯定是速度大小變更B．物體的動(dòng)量變更，肯定是速度方向變更C．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更，其動(dòng)量肯定變更D．物體的速度方向變更，其動(dòng)量肯定變更答案CD解析動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的變更可能是大小變更，也可能是方向變更，故A、B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用速度來(lái)描述的，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更時(shí)速度肯定變更，只要速度變更，不論是大小還是方向變更，動(dòng)量都發(fā)生變更，故C、D正確。2．(對(duì)動(dòng)量的理解)(多選)關(guān)于動(dòng)量的概念，下列說(shuō)法中正確的是()A．動(dòng)量大的物體慣性肯定大B．動(dòng)量大的物體肯定運(yùn)動(dòng)得快C．動(dòng)量相同的物體運(yùn)動(dòng)方向肯定相同D．動(dòng)量相同的物體速度小的慣性大答案CD解析慣性的大小只和物體的質(zhì)量有關(guān)，依據(jù)p＝mv可知?jiǎng)恿看蟮奈矬w，質(zhì)量不肯定大，所以慣性也不肯定大；同理，動(dòng)量大的物體，速度不肯定大，即不肯定運(yùn)動(dòng)得快，A、B錯(cuò)誤；動(dòng)量是矢量，物體的動(dòng)量相同，運(yùn)動(dòng)方向肯定相同，C正確；動(dòng)量相同的狀況下，速度越小，質(zhì)量越大，故動(dòng)量相同的物體速度小的慣性大，D正確。3．(動(dòng)能與動(dòng)量間的關(guān)系)兩個(gè)具有相等動(dòng)量的物體A、B，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＞m2，則()A．B動(dòng)能較大 B．A動(dòng)能較大C．兩物體動(dòng)能相等 D．無(wú)法推斷答案A解析物體動(dòng)能與動(dòng)量間的關(guān)系為Ek＝eq\f(p2,2m)，兩個(gè)具有相等動(dòng)量的物體A、B，質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＞m2，則EkA<EkB，即B物體的動(dòng)能較大，故A正確。4．(對(duì)沖量的理解)對(duì)于力的沖量的說(shuō)法，正確的是()A．作用在物體上的力越大，力的沖量就越大B．作用在物體上的力越大，力的沖量不肯定大C．力F1與作用時(shí)間t1的乘積F1t1等于F2與作用時(shí)間t2的乘積F2t2，則這兩個(gè)沖量相同D．靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t仍靜止，則此推力的沖量為零答案B解析由沖量公式I＝Ft，可知作用在物體上的力大，作用時(shí)間不確定，故沖量不肯定大，A錯(cuò)誤，B正確；沖量是矢量，F(xiàn)1與作用時(shí)間t1的乘積F1t1等于F2與作用時(shí)間t2的乘積F2t2，則這兩個(gè)沖量大小相等，但方向不肯定相同，所以沖量不肯定相同，C錯(cuò)誤；靜置于地面的物體受水平推力F的作用，經(jīng)時(shí)間t仍靜止，則此推力的沖量為Ft，與物體的速度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。5．(沖量的理解與計(jì)算)某質(zhì)量為m的物體在推力F的作用下沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后()A．推力的沖量為零B．推力的沖量為FtcosθC．合力的沖量為FtD．重力的沖量為mgt答案D解析依據(jù)沖量的公式，在時(shí)間t內(nèi)推力的沖量I1＝Ft，重力的沖量I2＝mgt，A、B錯(cuò)誤，D正確；物體靜止，合外力為零，則合力的沖量I3＝0，C錯(cuò)誤。6．(動(dòng)量定理的理解)假如物體在任何相等的時(shí)間內(nèi)受到的沖量都相同，則此物體的運(yùn)動(dòng)()A．是勻速運(yùn)動(dòng)B．可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C．不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．可能是勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案B解析依據(jù)沖量I＝Ft，在任何相等時(shí)間t內(nèi)沖量I相同，說(shuō)明作用在物體上的力F是恒力，因此物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，其中包括勻變速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，B正確，A、C錯(cuò)誤。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受向心力大小恒定，但方向指向圓心，是變力，D錯(cuò)誤。7．(動(dòng)量定理的應(yīng)用)(2024·湖北省荊門市期末)質(zhì)量是90kg的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性平安帶的愛護(hù)，他被懸掛起來(lái)。已知平安帶長(zhǎng)5m，從起先繃直到拉伸至最長(zhǎng)的緩沖時(shí)間是1.2s，取g＝10m/s2，則平安帶所受的平均沖力的大小為()A．900N B．1200NC．1650N D．4500N答案C解析工人在平安帶繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)彈性平安帶繃直前瞬間，工人速度大小為v，則v＝eq\r(2gL)＝eq\r(2×10×5)m/s＝10m/s。設(shè)豎直向下為正方向，從平安帶起先繃直到拉伸至最長(zhǎng)，依據(jù)動(dòng)量定理得(mg－eq\x\to(F))·Δt＝0－mv，其中eq\x\to(F)為彈性平安帶的平均彈力大小，解得eq\x\to(F)＝1650N，依據(jù)牛頓第三定律，平安帶所受的平均沖力大小為1650N，故C正確。8．(沖量的計(jì)算)一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平桌面上，如圖1所示，現(xiàn)在對(duì)該物體施加一個(gè)水平向右的拉力F，拉力F隨時(shí)間t變更的圖象如圖2所示，已知物體在第1s內(nèi)保持靜止?fàn)顟B(tài)，第2s初起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則前3s內(nèi)拉力F的沖量的大小為________。答案25N·s解析前3s內(nèi)拉力F的沖量的大小為I＝F1t1＋F2t2＝5×1N·s＋10×2N·s＝25N·s。9．(動(dòng)量定理的應(yīng)用)質(zhì)量是40kg的鐵錘從5m的高處自由落下，打在一高度可忽視的水泥樁上沒(méi)有反彈，與水泥樁撞擊的時(shí)間是0.05s，不計(jì)空氣阻力。求：撞擊時(shí)鐵錘對(duì)樁的平均沖擊力的大小。答案8400N解析對(duì)自由下落過(guò)程，由動(dòng)能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2－0，對(duì)撞擊過(guò)程，設(shè)豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理得(F－mg)t＝0－(－mv)，聯(lián)立解得F＝8400N。依據(jù)牛頓第三定律可知鐵錘對(duì)樁的平均沖擊力的大小為F′＝F＝8400N。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練10．(對(duì)動(dòng)量的理解)(多選)關(guān)于物體的動(dòng)量，下列說(shuō)法中正確的是()A．動(dòng)量越大的物體，其慣性也越大B．同一物體的動(dòng)量越大，其速度肯定越大C．物體的加速度不變，其動(dòng)量肯定不變D．運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量方向肯定是該時(shí)刻的速度方向答案BD解析慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量，依據(jù)p＝mv可知物體的動(dòng)量大，物體的質(zhì)量可能很小，所以不能說(shuō)動(dòng)量越大的物體其慣性就越大，A錯(cuò)誤；動(dòng)量等于物體的質(zhì)量與物體速度的乘積，即p＝mv，同一物體的動(dòng)量越大，其速度肯定越大，B正確；物體的加速度不變且不為零時(shí)，速度是變更的，物體的動(dòng)量肯定變更，C錯(cuò)誤；動(dòng)量等于物體的質(zhì)量與物體速度的乘積，即p＝mv，動(dòng)量是矢量，運(yùn)動(dòng)物體在任一時(shí)刻的動(dòng)量的方向就是該時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)的方向，D正確。11．(沖量的理解與計(jì)算)如圖所示，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)光滑斜面由靜止自由滑下，到達(dá)斜面底端的過(guò)程中，兩個(gè)物體具有的物理量相同的是()A．重力的沖量 B．彈力的沖量 C．剛到達(dá)底端時(shí)的動(dòng)量 D．以上幾個(gè)量都不同答案D解析物體在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝gsinβ，所用時(shí)間t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2h,sinβ)·\f(1,gsinβ))＝eq\f(1,sinβ)eq\r(\f(2h,g))，斜面的夾角不同，故所用時(shí)間不同，重力的沖量I1＝mgt不相等，A錯(cuò)誤；沖量是矢量，而兩物體所受彈力的方向不同，故彈力的沖量不同，B錯(cuò)誤；由于到達(dá)斜面底端的速度方向不同，所以此時(shí)的動(dòng)量也不相同，C錯(cuò)誤；綜上所述，D正確。12．(沖量的理解與計(jì)算)(多選)質(zhì)量為m的物體，在水平面上以加速度a從靜止起先運(yùn)動(dòng)，所受阻力是f，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，它的速度為v，在此過(guò)程中物體所受合外力的沖量是()A．ft B．mvC．mat D．(ma－f)t答案BC解析由牛頓其次定律可知合外力為F＝ma，所以合外力的沖量為mat；依據(jù)動(dòng)量定理I＝mv－0，則合外力的沖量為I＝mv，故B、C正確。13．(動(dòng)量定理的應(yīng)用)一壘球手水平揮動(dòng)球棒，迎面打擊一以速度5m/s水平飛來(lái)的壘球，壘球隨后在離打擊點(diǎn)水平距離為30m的壘球場(chǎng)上落地。設(shè)壘球質(zhì)量為0.18kg，打擊點(diǎn)離地面高度為2.2m，球棒與壘球的作用時(shí)間為0.010s，重力加速度為9.9m/s2，求球棒對(duì)壘球的平均作用力的大小。答案900N解析由題意可知，壘球被擊出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有x＝vt，聯(lián)立解得v＝45m/s。選取球被擊出后的速度方向?yàn)檎较?，則v0＝－5m/s，設(shè)平均作用力為F，由動(dòng)量定理得Ft0＝mv－mv0，代入數(shù)據(jù)解得F＝900N。14．(質(zhì)量連續(xù)變動(dòng)問(wèn)題)由噴泉中噴出的豎直水柱，把一個(gè)質(zhì)量為M的垃圾筒頂在空中。若水以恒定的速率v0從面積為S的小孔中噴出，射向空中，在沖擊垃圾筒底后以原速豎直濺下。將水的密度記為ρ，求垃圾筒在空中停留的高度h。答案eq\f(v\o\al(2,0),2g)－eq\f(g,8)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρv0S)))2解析小孔噴出的水在空中做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)水柱射到高度為h處時(shí)速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：veq\o\al(2,0)－v2＝2gh①每秒鐘射到垃圾筒底的水的質(zhì)量為：Δm＝ρv0S②設(shè)水對(duì)垃圾筒底沖擊力的反作用力為f′，以Δm的水為探討對(duì)象，取豎