人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理课时训练

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理课时训练，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(时间25分钟 满分60分)
一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分)
1．关于力的冲量，下列说法正确的是( B )
A．力越大，力的冲量就越大
B．作用在物体上的力大，力的冲量不一定大
C．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零
D．F1与作用时间t1的乘积F1t1在数值上等于F2与作用时间t2的乘积F2t2，则这两个冲量相同
解析：由冲量定义式I＝Ft可知，力越大，力的冲量不一定越大，还与时间有关，A错，B对；静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为Ft，C错；冲量是矢量，大小相等，若方向不同，则这两个冲量不相同，D错。
2．如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以( C )
A．减小球的动量的变化量
B．减小球对手作用力的冲量
C．减小球的动量变化率
D．延长接球过程的时间来减小动量的变化量
解析：篮球的动量变化量一定，所以球对手的冲量也一定，A、B、D错误；由动量定理F·Δt＝Δp，可知Δt增大，减小了球的动量变化率，C正确。
3.沿同一直线，甲、乙两物体分别在合外力F1、F2作用下做直线运动，甲在t1时间内、乙在t2时间内动量p随时间t变化的p－t图像如图所示，设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1，乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是( A )
A．F1>F2，I1＝I2 B．F1I2 D．F1＝F2，I1＝I2
解析：由F＝eq \f(Δp,Δt)知F1>F2，由I＝Δp知I1＝I2，A正确。
4．研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40 m/s，假设打一次喷嚏大约喷出5×10－5 m3的空气，用时约0.02 s。已知空气的密度为1.3 kg/m3，估算打一次喷嚏人受到的平均反作用力为( A )
A．0.13 N B．0.68 N
C．2.6 N D．13 N
解析：打一次喷嚏喷出的空气质量为m＝ρV＝1.3×5×10－5 kg＝6.5×10－5 kg，设打一次喷嚏喷出的空气受到的平均作用力为F，根据动量定理得FΔt＝mv，解得F＝eq \f(mv,Δt)＝eq \f(6.5×10－5×40,0.02) N＝0.13 N，根据牛顿第三定律可得人受到的平均反作用力为F′＝F＝0.13 N，故A正确。
5．如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条，发现杯子会滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落，对于这个实验，下列说法正确的是( D )
A．缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小
B．快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大
C．为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些
D．为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些
解析：在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中，杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，但快速拉动时，纸条与杯子作用时间短，此时摩擦力对杯子的冲量小，由I＝Δp可知，杯子增加的动量较小，因此杯子没有滑落，缓慢拉动时纸条与杯子作用时间长，摩擦力对杯子的冲量大，杯子增加的动量大，杯子会滑落，选项A、B错误；为使杯子不滑落，杯子与纸条间的摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些，选项C错误；杯子与桌面间的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，杯子不容易滑落，选项D正确。
6．(多选)人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120 g，从离人眼约20 cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s，重力加速度g取10 m/s2，下列分析正确的是( BD )
A．手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48 kg·m/s
B．手机对眼睛的冲量大小约为0.48 N·s
C．手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D．手机对眼睛的作用力大小约为2.4 N
解析：根据自由落体得手机掉落到人眼睛位置时的速度为v＝eq \r(2gh)＝2 m/s，手机与眼睛作用后手机的速度变为0，选取向下为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为Δp＝0－mv＝－0.24 kg·m/s，故A错误；手机与眼睛接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向下为正方向，对手机由动量定理得mgt＋I＝Δp，代入数据得I＝－0.48 N·s，负号表示方向竖直向上，根据力的作用是相互的，所以手机对眼睛的冲量大小约为0.48 N·s，故B正确；因为手机对眼睛的力的方向是竖直向下，所以手机对眼睛的冲量方向竖直向下，故C错误；根据冲量定义得手机对眼睛的作用力大小约为F＝eq \f(－I,t)＝2.4 N，故D正确。
二、非选择题(共24分)
7．(12分)在水平力F＝30 N的作用下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)
答案：12 s
解析：用动量定理求解，研究全过程。选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、末状态的物体速度都等于零。
取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得
(F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0
解得t2＝eq \f(F－μmg,μmg)t1＝eq \f(30－0.2×5×10,0.2×5×10)×6 s＝12 s。
8．(12分)一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求：
(1)0～8 s时间内拉力的冲量；
(2)0～8 s时间内物体的动量的变化量。
答案：(1)18 N·s (2)4 kg·m/s
解析：(1)由图乙知IF＝F1Δt1＋F2Δt2＋F3Δt3＝18 N·s。
(2)由图丙可知：前2 s内物体处于静止状态，2～6 s物体匀加速运动；6～8 s物体做匀速直线运动，在此过程中物体拉力与摩擦力相等，即Ff＝2 N。
物体在0～8 s时间内动量的变化量等于合外力的冲量Δp＝IF－IFf＝18 N·s－1×2 N·s－2×6 N·s＝4 N·s＝4 kg·m/s。
能力提升练
(时间15分钟 满分40分)
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．(2023·天津一中高二下学期模块检测)物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，如图(a)所示，A的质量为m，B的质量为M，当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，如图(b)所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为( D )
A．mv B．Mu
C．mv＋Mu D．mv＋mu
解析：对B由动量定理得：MgΔt＝Mu－0，对A由动量定理得，设弹簧弹力的冲量为I：I－mgΔt＝mv－0，联立解得：I＝mv＋mu，A、B、C错误，D正确。
2.(多选)游乐场滑索项目的简化模型如图所示，索道AB段光滑，A点比B点高1.25 m，与AB段平滑连接的BC段粗糙，长4 m。质量为50 kg的滑块从A点由静止下滑，到B点进入水平减速区，在C点与缓冲墙发生碰撞，反弹后在距墙1 m的D点停下。设滑块与BC段的动摩擦因数为0.2，规定向右为正方向。g取10 m/s2。下列说法正确的是( BC )
A．缓冲墙对滑块的冲量为－50 N·s
B．缓冲墙对滑块的冲量为－250 N·s
C．缓冲墙对滑块做的功为－125 J
D．缓冲墙对滑块做的功为－250 J
解析：由动能定理可知mgh＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,B)，解得vB＝5 m/s。由B到C的过程中，由动能定理得μmgLBC＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,B)－eq \f(1,2)mveq \\al( 2,C)，解得vC＝3 m/s
滑块与墙碰撞后反弹滑行1 m停下，同理可得
滑块反弹的速度
vC′＝－2 m/s(方向与初速度反向，取负)
由动量定理可知缓冲墙对滑块的冲量
I＝Δp＝mvC′－mvC＝－250 N·s
由动能定理可得缓冲墙对滑块做的功
W＝eq \f(1,2)mvC′2－eq \f(1,2)mveq \\al( 2,C)＝－125 J，综上分析可知B、C正确。
3．如图所示甲、乙两种情况中，人用相同大小的恒定拉力拉绳子，使人和船A均向右运动。经过相同的时间t，图甲中船A没有到岸，图乙中船A没有与船B相碰，则经过时间t( C )
A．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小
B．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大
C．图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大
D．以上三种情况都有可能
解析：甲、乙两种情况下人对绳子的拉力相等，作用时间相同，由冲量的定义式I＝FΔt可知，两冲量大小相等，只有选项C正确。
4.篮球运动是深受人们喜爱的体育运动，有一种传球方式是通过地面传球的，其简化过程如图所示，若将质量为m的篮球以速度v斜射到地板上，入射的角度是45°，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45°，速度大小仍为v，则下列说法中正确的是( A )
A．合外力对篮球的冲量大小为eq \r(2)mv
B．篮球动量的改变量为零
C．地面对篮球冲量的方向水平向左
D．篮球动量改变量的方向竖直向下
解析：由图可知，碰撞前的动量大小为p1＝mv，方向沿初速度方向，末动量大小为p2＝mv，方向沿末速度方向；根据三角形定则，篮球动量的改变量为Δp＝eq \r(2)mv，方向竖直向上，故合外力的冲量竖直向上，大小为eq \r(2)mv，故A正确，B、D错误；因重力的冲量竖直向下，故地面对篮球的冲量方向一定竖直向上，故C错误。
二、非选择题(共16分)
5．(16分)(2023·广州大学附中高二下学期期末)一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5 m，据测算两车相撞前速度约为30 m/s。则：
(1)试求车祸中车内质量约为60 kg的人受到的平均冲力是多大？
(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s，求这时人体受到的平均冲力为多大？
答案：(1)5.4×104 N (2)1.8×103 N
解析：(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5 m。设运动的时间为t，根据x＝eq \f(v0,2)t，
得t＝eq \f(2x,v0)＝eq \f(1,30) s。
根据动量定理F·t＝Δp＝mv0，
得F＝eq \f(mv0,t)＝eq \f(60×30,\f(1,30)) N＝5.4×104 N。
(2)若人系有安全带，则F′＝eq \f(mv0,t′)＝eq \f(60×30,1) N＝1.8×103 N。