高中物理人教版 (新课标)选修33 动量守恒定律（二） 动量守恒定律习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修33 动量守恒定律（二） 动量守恒定律习题，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。

一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．(黄石市有色一中2015～2016学年高二下学期期中)关于物体的动量，下列说法中正确的是eq \x(导学号 96140025)( )
A．物体的动量越大，其惯性也越大
B．同一物体的动量越大，其速度不一定越大
C．物体的加速度不变，其动量一定不变
D．运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
答案：D
解析：惯性大小的唯一量度是物体的质量，如果物体的动量大，但也有可能物体的质量很小，所以不能说物体的动量大其惯性就大，故A错误；动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即p＝mv，同一物体的动量越大，其速度一定越大，故B错误。加速度不变，速度是变化的，所以动量一定变化，故C错误；动量是矢量，动量的方向就是物体运动的方向，故D正确。
2．运动员向球踢了一脚(如图)，踢球时的力F＝100N，球在地面上滚动了t＝10s停下来，则运动员对球的冲量为eq \x(导学号 96140026)( )
A．1000N·s B．500N·s
C．零 D．无法确定
答案：D
解析：滚动了t＝10s是地面摩擦力对足球的作用时间。不是踢球的力的作用时间，由于不能确定人作用在球上的时间，所以无法确定运动员对球的冲量。
3．质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是eq \x(导学号 96140027)( )
A．10N·s,10N·sB．10N·s，－10N·s
C．0,10N·sD．0，－10N·s
答案：D
解析：由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故正确答案为D。
4．(湖北省部分重点中学2015～2016学年高二下学期期中)下列说法中正确的是eq \x(导学号 96140028)( )
A．合外力的冲量是物体动量变化的原因
B．若合外力对物体不做功，则物体的动量一定不变
C．作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化越小
D．物体如果不受外力作用，则物体的动量保持不变
答案：AD
解析：合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体所受合外力冲量越大，它的动量变化就越大，故A正确；合外力对物体不做功，物体动能不变，速度方向可能改变，它的动量可能要改变，故B错误；由I＝Ft，作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化不一定越小，还与时间有关，故C错误；如果不受外力作用，则物体的动量保持不变，故D正确。
5．(昌乐二中2015～2016学年高二下学期检测)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是eq \x(导学号 96140029)( )
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
答案：CD
解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，故选项A错；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项B错；由动量定理可知落在水泥地上作用时间短，受到的作用力大，故选项C、D对。
二、非选择题
6．在水平力F＝30N的作用下，质量m＝5kg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6s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10m/s2)eq \x(导学号 96140030)
答案：12s
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、终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)×6s＝12s。
7．一个质量为m＝0.4kg的足球以10m/s的速度水平飞向球门。守门员跃起用双拳将足球以12m/s的速度反方向击出，守门员触球时间约为0.1s，问足球受到的平均作用力为多大？方向如何？eq \x(导学号 96140031)
答案：88N，方向与原来速度方向相反
解析：选定足球原运动方向为正方向。根据动量定理eq \x\t(F)·Δt＝p′－p，这里eq \x\t(F)为足球在水平方向受到的平均作用力，Δt为击球的时间，p′为击球后足球的动量，p为足球原来的动量。设足球的质量为m，击球先、后的速度分别为v和v′，于是可得到eq \x\t(F)＝eq \f(p′－p,t)＝eq \f(mv′－mv,t)＝eq \f(mv′－v,t)＝eq \f(0.4×－12－10,0.1)N＝－88N。
可见，足球受到的平均作用力为88N，方向与原来速度方向相反。
能力提升
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．(成都市2015～2016学年高三模拟)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则eq \x(导学号 96140032)( )
A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
答案：B
解析：相互作用过程中的相互作用力大小相等，方向相反，作用时间相同，因此甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反，由动量定理可知，甲、乙动量变化大小相等，方向相反，A错，B对；虽然相互作用力大小相等，方向相反，甲、乙在相互作用过程中的位移不同，乙对甲做的正功，与甲对乙做的负功多少不同，由动能定理知，甲的动能增加量，不等于乙动能的减少量，故C、D错误。
2．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护，使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为eq \x(导学号 96140033)( )
A．500N B．1100N
C．600N D．100N
答案：B
解析：选取人为研究对象，人下落过程中由v2＝2gh，v＝10m/s，缓冲过程由动量定理得(F－mg)t＝mv，
F＝eq \f(mv,t)＋mg＝1100N。由牛顿第三定律可知，安全带所受的平均冲力为1100N。
3．如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为eq \x(导学号 96140034)( )
A．仍在P点B．在P点左边
C．在P点右边不远处D．在P点右边原水平位移的两倍处
答案：B
解析：以v或2v抽纸条时，纸条给铁块的摩擦力不变，以2v抽纸条时，纸条对铁块的作用时间短，对铁块的冲量小，铁块获得的速度小，根据平抛知识可知它的水平射程短，所以落点在P点的左边。
4．(黄冈市2013～2014学年高二下学期期末)一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中eq \x(导学号 96140035)( )
A．地面对他的冲量为mv＋mgΔtB．地面对他的冲量为mv－mgΔt
C．地面对他做的功为eq \f(1,2)mv2D．地面对他做的功为零
答案：AD
解析：取运动员为研究对象，由动量定理得：(F－mg)Δt＝mv－0，I＝FΔt＝mv＋mgΔt，运动员没有离开地面，地面对运动员的弹力做功为零，所以A、D选项正确。
5．(江西抚州市2014～2015学年高二下学期四校联考)静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是eq \x(导学号 96140036)( )
A．0～4s内物体的位移为零B．0～4s内拉力对物体做功为零
C．4s末物体的动量为零D．0～4s内拉力对物体的冲量为零
答案：BCD
解析：由图象可知物体在4s内先做匀加速后做匀减速运动，4s末的速度为零，位移一直增大，A错；前2s拉力做正功，后2s拉力做负功，且两段时间做功代数和为零，故B正确；4s末的速度为零，故动量为零，故C正确；根据动量定理，0～4秒内动量的变化量为零，所以拉力对物体的冲量为零，故D正确，故选B、C、D。
二、非选择题
6．(吉林长春外国语学校2014～2015学年高二下学期期中)一个质量是60kg的人从墙上跳下，以7m/s的速度着地，与地面接触0.1s停下来，地面对他的作用力多大？如果他着地时弯曲双腿，用了0.3s钟停下来，地面对他的作用力又是多大？取g＝10m/s2。eq \x(导学号 96140037)
答案：4800N 2000N
解析：规定向上为正方向，根据动量定理得：
(F－mg)t1＝0－mv
代入数据，解得地面对他的作用力大小为：
F＝4800N
若着地时弯曲双腿，根据动量定理得：
(F′－mg)t2＝0－mv
代入数据，解得地面对他的作用力大小：
F′＝2000N。
7．2016年9月在济青高速公路上，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0.5m，据测算两车相撞前速度约为30m/s。则：eq \x(导学号 96140038)
(1)试求车祸中车内质量约60kg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)5.4×104N (2)1.8×103N
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0.5m。设运动的时间为t，根据s＝eq \f(v0,2)t，得t＝eq \f(2s,v0)＝eq \f(1,30)s。
根据动量定理Ft＝Δp＝mv0，
得F＝eq \f(mv0,t)＝eq \f(60×30,\f(1,30))N＝5.4×104N。
(2)若人系有安全带，则
F′＝eq \f(mv0,t′)＝eq \f(60×30,1)N＝1.8×103N。