课时梯级训练(3) 动量定理的应用（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理 选择性必修 第一册（人教版2019）

课时梯级训练(3)　动量定理的应用 1．(多选)如图描述的是竖直上抛物体的动量变化量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线。若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么下列选项正确的是(　　) CD　解析：由动量定理得Δp＝I＝－mgt，A错误，C正确；又因为＝F＝－mg，B错误，D正确。 2．水平面上一质量为m的物体，在水平推力F的作用下由静止开始运动。经时间2Δt，撤去F，又经过3Δt，物体停止运动，则该物体与水平面之间的动摩擦因数为(　　) A． B． C． D． C　解析：对整个过程研究，根据动量定理可得F·2Δt－μmg·(2Δt＋3Δt)＝0，解得μ＝，A、B、D错误，C正确。 3.(多选)高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。几年前某地一名3个月大的女婴被高空掉下的一个苹果砸中头部造成十级伤残，如图所示的关于高空抛物的一幅漫画就来源于这个不幸事件。若苹果质量为200 g，从离地面20 m高的楼层上静止释放，落在坚硬的水泥地面上，不计空气阻力，苹果落地与地面的作用时间为0.01 s，g取10 m/s2，则(　　) A．苹果落地时速度大小为1 m/s B．苹果落地对地面的平均作用力为402 N C．苹果下落的过程中重力做功的平均功率为20 W D．苹果落地对地面的作用力大于地面对苹果的作用力 BC　解析：苹果落地时速度大小为v＝＝ m/s＝20 m/s，A错误；取向上为正方向，根据动量定理得(F－mg)t＝0－(－mv)，解得苹果落地时地面对苹果的平均作用力为F＝＋mg＝402 N，由牛顿第三定律可知，苹果对地面的平均作用力为402 N，B正确；苹果下落的时间t′＝＝2 s，重力做功的平均功率为＝＝20 W，C正确；苹果落地时地面对苹果的作用力与苹果对地面的作用力是一对作用力与反作用力，则苹果对地面的作用力等于地面对苹果的作用力，D错误。 4．一架中国国际航空CA103客机，从天津飞往香港途中遭遇鸟击，飞机头部被撞穿约一平方米的大洞，雷达罩被砸穿，所幸客机及时安全着陆，无人受伤。若飞机的速度为700 m/s，小鸟在空中的飞行速度非常小，小鸟的质量为0.4 kg。小鸟与飞机的碰撞时间为2.5×10－4 s。则飞机受到小鸟对它的平均作用力的大小约为(　　) A．104 N B．105 N C．106 N D．107 N C　解析：本题为估算题，可以认为撞击前小鸟的速度为零，撞击后小鸟与飞机的速度相等，飞机速度v＝700 m/s，撞击过程可以认为小鸟做匀加速直线运动，对小鸟，由动量定理得FΔt＝mv－0，则F＝＝ N＝1.12×106 N，C正确，A、B、D错误。 5．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2 s，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小和方向。(g取10 m/s2) 答案：1 500 N　方向向上 解析：(解法一)运动员刚接触网时速度的大小 v1＝＝ m/s＝8 m/s，方向向下 刚离网时速度的大小 v2＝＝ m/s＝10 m/s，方向向上 运动员与网接触的过程，设网对运动员的作用力为F，则运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，对运动员应用动量定理(以向上为正方向)，有 (F－mg)Δt＝mv2－m(－v1) 整理得F＝＋mg 解得F＝ N＝1 500 N，方向向上。 (解法二：本题也可以对运动员下降、与网接触、上升的全过程应用动量定理) 运动员自由下落的时间为 t1＝＝ s＝0.8 s 运动员离网后上升所用的时间为 t2＝＝ s＝1 s 整个过程中运动员始终受重力作用，仅在与网接触的t3＝1.2 s的时间内受到网对他向上的弹力F的作用，对全过程应用动量定理(取向上为正方向)，有 Ft3－mg(t1＋t2＋t3)＝0 解得F＝mg＝×60×10 N＝1 500 N，方向向上。 6.如图所示的是清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷出水柱的直径为D，水流速度为v，水柱垂直于汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零。手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为ρ。下列说法正确的是(　　) A．高压水枪单位时间喷出的水的质量为πρvD2 B．高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρvD2 C．水柱对汽车的平均冲力为ρD2v2 D．当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，喷出的水对汽车的压强变为原来的4倍 D　解析：高压水枪单位时间喷出水的质量等于单位时间内喷出的水柱的质量，即m0＝ρV＝πρ·v＝πρvD2，A、B错误；水柱对汽车的平均冲力为F，由动量定理得Ft＝mv