课时梯级训练(2) 动量定理（Word练习）-【优化指导】2024-2025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(2)　动量定理 1．下列关于冲量的描述，不正确的是(　　) A．冲量是力与时间的乘积，是矢量 B．冲量的方向一定与力的方向一致 C．冲量是物体动量发生改变的原因 D．冲量的单位可以是kg·m/s A　解析：冲量是反映力在作用时间内积累效果的物理量，是矢量，恒力的冲量等于力与时间的乘积，变力的冲量不能用力与时间的乘积表示，A错误；冲量是矢量，有大小和方向，方向始终与力的方向一致，B正确；力是速度改变的原因，故冲量是物体动量变化的原因，C正确；根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化，故冲量的单位可以用kg·m/s表示，D正确。 2．从一定高度落下一个鸡蛋，分别落到棉絮上和水泥地上，下列结论正确的是(　　) A．落到棉絮上的鸡蛋不易破碎，是因为它的动量变化小 B．落到水泥地上的鸡蛋易碎，是因为它受到的冲量大 C．落到棉絮上的鸡蛋不易破碎，是因为它的动量变化率大 D．落到水泥地上的鸡蛋易碎，是因为它的动量变化快 D　解析：落到棉絮上的鸡蛋不易碎，而落到水泥地上的鸡蛋易碎，不是其动量大小和冲量大小的原因，而是作用时间不同，落到棉絮上的作用时间长，动量变化率小，合力小，则不易破碎，落到水泥地上的作用时间短，动量变化率大，合力大，则易破碎，D正确，A、B、C错误。 3.(多选)第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人，如图所示。若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，在空中运动一段时间后落到台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，下列说法正确的是(　　) A．击球过程合外力对乒乓球做功为零 B．击球过程合外力对乒乓球的冲量为零 C．乒乓球运动至最高点时，动量为零 D．乒乓球下落过程中，在相等时间内动量变化相同 AD　解析：乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，可知乒乓球的动能不变，由动能定理可知，合外力对乒乓球做功为零，A正确；乒乓球的速度变化量不为零，所以动量的变化量不为零，由动量定理可知，击球过程合外力对乒乓球的冲量不为零，B错误；乒乓球运动至最高点时，还具有水平方向的速度，故在最高点动量不为零，C错误；乒乓球下落过程中，只受重力作用，则在相等的时间内重力的冲量相等，由动量定理可知，在相等时间内动量变化相同，D正确。 4．质量为1 kg的物体做直线运动，其v-t图像如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是(　　) A．10 N·s，10 N·s　　　 B．10 N·s，－10 N·s C．0，10 N·s D．0，－10 N·s D　解析：在前10 s内，物体的初速度为5 m/s，末速度为5 m/s，根据动量定理得I合＝Δp，可知外力的冲量为0；在后10 s内，物体的初速度为5 m/s，末速度为－5 m/s，根据动量定理得I合′＝Δp′＝mv2－mv1＝－10 N·s，D正确。 5．某运动员用头颠球，若足球用头顶起，每次上升高度为80 cm，足球的质量为400 g，与头部作用时间Δt为0.1 s，则足球在空中运动一次的时间及足球给头部的作用力大小为(空气阻力不计，g取10 m/s2)(　　) A．t＝0.4 s，FN＝16 N B．t＝0.4 s，FN＝36 N C．t＝0.8 s，FN＝36 N D．t＝0.8 s，FN＝32 N C　解析：足球自由下落时有h＝gt2，解得t＝＝0.4 s，竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间，所以t总＝2t＝0.8 s；设竖直向上为正方向，由动量定理得(FN－mg)Δt＝mv－(－mv)，又v＝gt＝4 m/s，联立解得FN＝36 N，C正确，A、B、D错误。 6．(多选)关于动量、冲量以及动量变化的说法正确的是(　　) A．一个做曲线运动的物体，其动量的大小和方向变化，而在相等时间内物体受到的合外力的冲量不可能始终相等 B．一个做曲线运动的物体，其动量的大小始终不变，而在相等时间内合外力的冲量大小可能总相等 C．一个物体合外力冲量为零时，虽然其动量不变，但是物体受到的每个力的冲量可能一直增大 D．一个运动物体，其动量越来越大，而其加速度可能越来越小 BCD　解析：物体做曲线运动，速度方向一定改变，速度大小可能改变，在相等时间内物体受到的合外力的冲量可能始终相等，如平抛运动，A错误；一个做曲线运动的物体，其动量的大小始终不变，如果受到的合外力大小不变，则相等时间内合外力的冲量大小总相等，如匀速圆周运动，B正确；物体合外力冲量为零时，根据动量定理，其动量不变，但是物体受到的每个力的冲量可能一直增大，只要保证合力为零即可，C正确；运动的物体，其动量越来越大，说明速度越来越大，加速度可能越来越小，如从高空落下的雨滴，有收尾速度，D正确。 7.一个质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，合力F随时间t变化的关系图像如图所示，则(　　) A．t＝2 s时，物块的动量大小为0 B．t＝3 s时，物块的速率为1 m/s C．t＝0到t＝1 s时间内，合力F对物块冲量的大小为1 N·s D．t＝2 s到t＝3 s时间内，物块动量变化量的大小为2 kg·m/s B　解析：F-t图像和时间轴所围成的面积表示物块受到的冲量，根据动量定理I合＝Δp，有×2 kg·m/s＝p－0，解得p＝3 kg·m/s，A错误；由动量定理有×2 kg·m/s－1×1 kg·m/s＝mv－0，得v＝1 m/s，B正确；在t＝0到t＝1 s时间内，合力F对物块冲量大小I＝1×2 N·s＝2 N·s，C错误；t＝2 s到t＝3 s时间内，物块动量变化量大小Δp＝I＝1×1 kg·m/s＝1 kg·m/s，D错误。 8．(多选)(2023·广西南宁高二期中)严冬树叶结有冰块，经常出现人在树下被冰块砸到头部的情况。若冰块质量为100 g，从离人约45 cm的高度无初速度掉落，砸到头部后冰块未反弹，头部受到冰块的冲击时间约为0.3 s，重力加速度g取10 m/s2，下列分析正确的是(　　) A．冰块接触头部之前的速度约为6 m/s B．冰块对头部的冲量大小约为0.6 N·s C．冰块对头部的作用力大小约为4 N D．冰块与头部作用过程中冰块的动量变化量的大小约为0.3 kg·m/s BD　解析：冰块掉落时做自由落体运动，故冰块接触头部之前的速度约为v＝＝ m/s＝3 m/s，A错误；设头部对冰块的作用力为F，因为冰块落在头上未反弹，速度减为0，以竖直向上为正方向，由动量定理得(F－mg)t＝0－(－mv)，解得F＝2 N，根据力的作用是相互的，则冰块对头部的作用力F′也是2 N，作用时间是0.3 s，故冰块对头部的冲量大小I＝F′t＝2×0.3 N·s＝0.6 N·s，B正确，C错误；冰块的动量变化量大小Δp＝0－(－mv)＝0－(－0.1 kg×3 m/s)＝0.3 kg·m/s，D正确。 9．一名质量m＝50 kg的蹦床运动员，从离水平网面h1＝3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面h2＝5.0 m高处。已知运动员与网接触的时间Δt＝0.9 s，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)运动员与网接触的这段时间内动量的变化量Δp； (2)网对运动员的平均作用力大小。 答案：(1)900 kg·m/s，方向竖直向上　(2)1 500 N 解析：(1)设运动员触网前的速度大小为v1，触网后的速度大小为v2， 下落过程有mgh1＝mv 解得v1＝＝8 m/s 上升过程有mgh2＝mv 解得v2＝＝10 m/s 以竖直向上为正方向，则触网过程中运动员动量的变化量为 Δp＝mv2－(－mv1)＝900 kg·m/s 方向竖直向上。 (2)触网过程中，根据动量定理可得 (－mg)Δt＝Δp 解得＝＋mg＝1 500 N。 10．质量为1 kg的物体静止放在足够大的水平桌面上，物体与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.4，有一个大小为5 N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3 s后撤去F，求物体运动的总时间。(g取10 m/s2) 答案：3.75 s 解析：物体由开始运动到停止运动的全过程中，F的冲量为Ft1，摩擦力的冲量为Fft。选水平恒力F的方向为正方向，根据动量定理有 Ft1－Fft＝0　① 又Ff＝μmg　② 联立①②式解得t＝， 代入数据解得t＝3.75 s。 学科网（北京）股份有限公司 $$