2021-2022学年下学期高一物理暑假巩固练习6 动量 动量定理

一、选择题：第1～5题为单选题，第6～10题为多选题。

1．物理学科核心素养第一要素是“物理观念”，下列“物理观念”中正确的是（　　）

A．做曲线运动的物体，动量的变化率一定改变

B．做匀变速运动的物体，任意时间内的动量变化量的方向是相同的

C．合外力对物体做功为零，则合外力的冲量也一定为零

D．做圆周运动的物体，经过一个周期，合外力的冲量一定为零

2．很多同学看过或玩过磁悬浮陀螺，一般情况下，磁悬浮陀螺可以在空中悬浮十分钟以上。当磁悬浮陀螺在空中稳定地旋转时，在5 s的时间内，下列说法正确的是（　　）

A．磁悬浮陀螺在竖直方向上的动量变化量为0

B．磁悬浮陀螺所受的重力产生的冲量为0

C．磁悬浮陀螺所受的磁力产生的冲量为0

D．时间越长，磁悬浮陀螺在竖直方向上的合力产生的冲量越大

3．在光滑的水平地面上，一个小物块在水平恒力的作用下从静止开始运动，经过时间t动能达到了E，再经过相同的时间，它的动能会达到（　　）

A．E B．2E C．3E D．4E

4．2021年中国火星探测器“天问一号”在火星表面成功着陆，火星车“祝融号”开展巡视探测，假定火星上风速约为18 m/s，火星大气密度约为1.3×10－2 kg/m3，“祝融号”迎风面积约为6 m2，风垂直吹到火星车上速度立刻减为零，则火星车垂直迎风面受到的压力约为（　　）

A．1.4 N B．25 N C．140 N D．250 N

5．2022年2月4日冬奥会在北京举办，吸引了大量爱好者投入到冰雪运动中。如图所示，一滑雪运动员在忽略空气阻力的情况下，自A点由静止下滑，经B点越过宽为d的横沟到达平台C时，其速度vC刚好沿水平方向。已知A、B两点的高度差为20 m，坡道在B点的切线方向与水平面成37°角，vC＝12 m/s，运动员的质量m＝60 kg，重力加速度取10 m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．B、C两点间的高度差h＝4.5 m

B．横沟的宽度d＝10 m

C．从B到C的运动过程中，运动员动量的变化量大小为450 kg·m/s

D．从A到B的运动过程中，运动员机械能的减少量为5250 J

6．特技演员从建筑物的高处跳下，在接触地面时，总要曲膝下蹲，其工作原理与下列哪些设施或运动的原理相同（　　）

A．跳水运动员踩踏板的幅度尽可能大 B．拳击运动员带厚拳套

C．跳远运动员落在沙坑内 D．汽车的安全气囊

7．如图所示，木箱A、B在粗糙的水平面上运动，已知A、B质量不等，它们与地面间的动摩擦因数相同，则下列说法中正确的是（　　）

A．若A、B运动的初速度不相同，则它们的加速度也不同

B．若A、B的初动量相同，则质量大的运动时间长

C．若A、B的初动能相同，则质量大的运动时间短

D．若A、B的初动能相同，则质量大的运动位移小

8．2021年7月30日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手朱雪莹夺得冠军，若朱雪莹比赛中上升的最高点距地面高为H，朱雪莹质量为m，蹦床平面距地面高为h。朱雪莹下落过程，弹性网最大下陷量为x，空气阻力恒为f，下落过程中的总时间为t（从最高点落到弹性网的最低点），则朱雪莹（看作质点）从最高点下落至最低点的过程，下列说法正确的是（　　）

A．下落的最大速度为

B．朱雪莹从与蹦床接触到落至最低点过程中所受合外力的冲量大小为

C．弹性网最大弹性势能为

D．朱雪莹的机械能减少

9．如图甲所示，一名消防队员在演习训练中，沿着竖直固定钢管往下滑。图乙所示的v－t图像记录了他两次从同一位置下滑的运动情况。关于这两次下滑，下列说法正确的是（　　）

A．0～1.5T过程中，消防员两次下滑的高度相同

B．0～1.5T过程中，消防员克服摩擦力做功相等

C．0～1.5T过程中，消防员所受摩擦力的冲量相等

D．0～3T过程中，消防员两次下滑的平均速度相同

10．如图甲，质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a－t图像如图乙所示，S1表示0到t1时间内A的a－t图线与坐标轴所围面积大小，S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a－t图线与坐标轴所围面积大小。下列说法正确的是（　　）

A．0到t1时间内，墙对B的冲量为0 

B．B运动后，弹簧的最大形变量等于x

C．mA∶mB＝S3∶S2                        

D．S1－S2＝S3

二、非选择题

11．我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔。小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。某次，他在头盔中装入质量为5.0 kg的物体（物体与头盔密切接触），使其从1.80 m的高处自由落下（如图），并与水平地面发生碰撞，头盔厚度被挤压了0.03 m时，物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力，且视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：

(1)头盔接触地面前瞬间的速度大小；

(2)物体做匀减速直线运动的时间；

(3)物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。

12．如图甲所示，足够长的、质量M＝1 kg的木板静止在水平面上，质量m＝1 kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。已知木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F，作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象如图乙所示。

(1)求铁块与木板间的动摩擦因数；

(2)不给铁块施加水平力时，铁块与木板相对地面处于静止状态，此时给铁块一个水平向左的大小为6 N∙s的瞬时冲量，求铁块相对地面运动的位移。

1．【答案】B

【解析】根据动量定理可知，动量的变化率即物体受到的合外力，做曲线运动的物体，合外力可能恒定，即动量的变化率可能恒定，比如平抛运动，故A错误；做匀变速运动的物体，加速度恒定，则合外力恒定，根据动量定理，则任意时间内的动量变化量的方向即合冲量的方向是相同的，故B正确；合外力不为零，如果合外力与速度垂直，则合外力对物体做功为零，但合外力的冲量不一定为零，故C错误；做圆周运动的物体，经过一个周期，速度可以变大也可以变小，动量变化量不一定为零，合外力的冲量不一定零，故D错误。

2．【答案】A

【解析】磁悬浮陀螺受到竖直方向上的磁力和竖直向下的重力保持不变，均不为零，则两个力产生的冲量不为零，故BC错误；磁悬浮陀螺在竖直方向上的合力为零，则冲量为零，竖直方向的动量变化为零，故A正确，D错误。

3．【答案】D

【解析】根据动量定理可得，而，解得，再经过相同的时间，则，解得，故选D。

4．【答案】B

【解析】设很短一段时间内吹到火星车“祝融号”上的风的质量为m，则有，以该部分风为研究对象，设风速方向为正方向，根据冲量定理有，解得，根据牛顿第三定律可知火星车垂直迎风面受到的压力约为25N，故B项正确，ACD项错误。

5．【答案】D

【解析】运动队员从B点到C点的过程做斜抛运动，根据速度的合成与分解有，则vB的竖直分量，运动员从B到C的时间，所以，，故AB错误；根据动量定理可知从B到C的运动过程中，运动员动量的变化量大小，故C错误；根据能量守恒定律可知从A到B的运动过程中，运动员机械能的减少量，故D正确。

6．【答案】BCD

【解析】特技演员从建筑物的高处跳下，在接触地面时，总要曲膝下蹲，是为了延长与地面的作用时间，减小作用力，起到缓冲的作用。跳水运动员踩踏板的幅度尽可能大，以获得较大的起跳速度，A错误；拳击运动员带厚拳套，延长与对手身体接触时间，起到缓冲的作用，B正确；跳远运动员落在沙坑内，有缓冲的效果，减小地面对运动员的作用力，C正确；汽车的安全气囊，弹开时起到缓冲的作用，减小司机所受的伤害，D正确。

7．【答案】CD

【解析】根据牛顿第二定律可知木箱A、B的加速度大小均为，故A错误；木箱的运动时间为，所以若A、B的初动量相同，则质量大的运动时间短，若A、B的初动能相同，则质量大的运动时间短，故B错误，C正确；根据动能定理可知木箱的运动位移，所以若A、B的初动能相同，则质量大的运动位移小，故D正确。

8．【答案】BC

【解析】下落至蹦床时，由动能定理可得，解得，由于此时朱雪莹所受合力不为零，且方向向下，则还会继续向下加速，则下落的最大速度不为，故A错误；从朱雪莹与蹦床接触到落至最低点过程中，由动量定理可得，此过程中所受合外力的冲量为，故B正确；下落过程中，根据能量守恒得，解得弹性网最大弹性势能，故C正确；以下落的最低点为零势能面，则朱雪莹原来的重力势能为，动能为零，下落到最低点时，重力势能为零，动能也为零，则朱雪莹的机械能减少量为，故D错误。

9．【答案】CD

【解析】由题图乙，根据图形的对称性可知两图线的其中一个交点的横坐标为1.5T，根据v－t图像与坐标轴所围面积表示位移可知0～1.5T过程中，消防员第一次下滑的高度比第二次下滑的高度大，故A错误；0～1.5T过程中，设消防员两次下滑的高度分别为h1、h2，克服摩擦力做功分别为W1、W2，根据前面分析可知消防员两次下滑在1.5T时刻的速度大小相同，根据动能定理有，因为h1＞h2，所以，故B错误；0～1.5T过程中，两次下滑过程中消防员的重力相同，作用时间相同，所以重力的冲量IG相同，根据动量定理有，由于两次1.5T时刻v相同，所以消防员所受摩擦力的冲量If相等，故C正确；0～3T过程中，消防员两次下滑的高度相同，所用时间相同，所以平均速度相同，故D正确。

10．【答案】CD

【解析】设物体A在t1时刻的速度为，在t2时刻物体A、物体B的速度分别为、，0到t1时间内，根据动量定理，对物块A有，设墙对B的冲量为I，对物块B有，由a－t图线面积表示物体速度变化量，解得，故A错误；由图可知，当物体B运动后，物体A的加速度小于0时刻的加速度，则弹簧的形变量小于x，故B错误；t1到t2时间内，由图像可知a－t图线面积表示物体速度变化量，则，，根据动量定理，对物块A有，对物块B有，解得，故C正确；由图可知，物体A和物体B在t2的加速度为0，此时物体A和物体B速度相等可得，则，故D正确。

11．【解析】(1)由自由落体运动规律

带入数据解得。

(2)由匀变速直线运动规律

解得。

(3)由动量定理得

解得。

12．【解析】(1)由图可知，6s后铁块和木板处于相对滑动状态，设木板与地面间的滑动摩擦力为f1，木板与铁块间的动摩擦因数为，滑动摩擦力为。由滑动摩擦力公式

联立解得。

(2)当给铁块一个冲量，铁块获得初速度

然后铁块开始匀减速，木板开始匀加速，当达到共同速度以后开始共同做匀减速运动，

设经过时间达到共同速度v，由动量定理

对铁块

对木板

联立解得，

铁块对地位移

解得

铁块和木板整体做匀减速运动，经过达到静止

铁块对地位移

解得

铁块对地位移的总位移

解得。