专题2 动量定理-2021-2022学年物理链接教材精准变式练（人教版2019选择性必修第一册）

链接教材精准变式练 专题2 动量定理 ( 教材习题精讲 ) 1．如图，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后，物体仍保持静止。现有以下看法： A．物体所受拉力的冲量方向水平向右 B．物体所受拉力的冲量大小是 C．物体所受摩擦力的冲量大小为0 D．物体所受合力的冲量大小为0 你认为这些看法正确吗？请简述你的理由。 【答案】A．错误，物体所受拉力的冲量方向与F相同；B．错误，物体所受拉力的冲量大小是；C． 错误，物体所受摩擦力的冲量大小为；D．正确，物体所受合力为零，所以物体所受合力的冲量大小为0 【解析】A．根据冲量 物体所受拉力的冲量方向与F相同，A错误； B．物体所受拉力的冲量大小是，B错误； C．物体处于平衡状态，则有 则物体所受摩擦力的冲量大小为 C错误； D．物体所受合力为零，所以物体所受合力的冲量大小为0，D正确。 2．体操运动员在落地时总要屈腿，这是为什么？ 【答案】见解析 【解析】体操运动员落地时的动量一定，在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；由I=Ft可知，体操运动员在着地时屈腿可以延长时间t，可以减小运动员所受到的平均冲力F。 3．如图，用的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为。打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为。 (1)不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ (2)考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？ (3)你分析一下，在计算铁锤钉钉子的平均作用力时，在什么情况下可以不计铁锤所受的重力。 【答案】(1)200N；(2)205N；(3)当作用的时间比较小时，铁锤的重力可以忽略不计。 【解析】(1)对铁锤，不计铁锤的重量时只受到钉子的作用力，由动量定理得 Ft=mv 代入数据解得 F=200N 由牛顿第三定律可知，铁锤对钉子的作用力 F′=F=200N (2)考虑铁锤的重力，对铁锤，由动量定理得 （F-mg）t=mv 代入数据解得 F=205N 由牛顿第三定律可知，铁锤对钉子的作用力 F′=F=205N (3)根据前2问的铁锤对钉子的作用力的比较可知，205N比200N大5N，为 由此可知，当作用的时间比较小时，铁锤的重力可以忽略不计。 4．如图，一个质量为m=10kg的物体，以v=10m/s的速度做匀速直线运动，受到一个反方向的作用力F，经过4s，速度变为反向2m/s。这个力有多大？ 【答案】30N 【解析】规定末速度的方向为正方向，根据动量定理 代入数据解得 F=30N 5．一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。已知运动员与网接触的时间为，取。 (1)求运动员与网接触的这段时间内动量的变化量。 (2)求网对运动员的平均作用力大小。 (3)求从自由下落开始到蹦回离水平网面高处这一过程中运动员所受重力的冲量、弹力的冲量。 【答案】（1）；（2）；（3），方向向下，，方向向上， 【解析】（1）向下接触网面的速度为 向上离开网面的速度为 向上为正，动量的变化量为 解得 （2）网对运动员的平均作用力，根据动量定理 解得 （3）向下接触网面的时间 解得 向上运动到最高的时间 解得 重力的冲量 方向向下 弹力的冲量 方向向上 6．曾经有一则新闻报道，一名4岁儿童从3层高的楼房掉下来，被一名见义勇为的青年接住。请你估算一下，儿童受到的合力的冲量是多大？设儿童与青年之间的相互作用时间为，则儿童受到的合力的平均值有多大？ 【答案】， 【解析】每层楼高约3.3米，则儿童从3层高的楼房掉到地上时的速度约为 儿童的质量约为10kg，落地过程根据动量定理有 若儿童与青年之间的相互作用时间为，则儿童受到的合力的平均值 【要点提炼】 考点一 冲量的计算方法 （1）若物体受到恒力作用，力的冲量的数值等于力与作用时间的乘积，冲量的方向与恒力方向一致；若力为同一方向均匀变化的力，该力的冲量可以用平均力计算；若力为一般变力则不能直接计算冲量． （2）冲量绝对性．由于力和时间均与参考系无关，因此力的冲量也与参考系的选择无关． （3）冲量计算公式既适用于恒力的冲量的计算，又可以适合合力的冲量的计算．根据计算冲量时，只考虑该力和其作用时间． （4）冲量的运算服从平行四边形定则．如果物体所受的每一个外力的冲量都在同一条直线上，那么选定正方向后，每个力冲量的方向可以用正负号表示． （5）冲量是一过程量，求冲量必须明确研究对象和作用过程． （6）计算冲量时，一定要明确是计算分力的冲量还是合力的冲量．如果是计算分力的冲量还必须明确是哪个分力的冲量． （7）在图象下的面积就是力的冲量．如图甲所示，若求变力的冲量，仍可用“面积法”表示，如图乙所示．