高效作业2 2 动量定理-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

高效作业2 [2　动量定理] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [A级　新教材落实与巩固] 1．“涡扇15”是我国为5代战机“歼-20”量身定制的一款发动机，装备了“涡扇15”的“歼-20”战力可发挥到极致。“比冲”是描述航空发动机性能常用的物理量，其定义为“单位质量推进剂产生的冲量”。“比冲”的国际单位制单位是(　　) A．m/s B．N C．N·s D．m/s2 A 2．以下说法正确的是(　　) A．物体速度发生变化，必定有外力对其做功 B．物体动能发生变化，动量一定变化 C．物体动量发生变化，物体的动能必定变化 D．物体受到合力的冲量不为0，物体的速率必定发生变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 【解析】物体速度发生变化，必定受到外力，但外力不一定做功，例如匀速圆周运动，速度变化，而外力不做功，故A错误；物体动能发生变化，则物体速度的大小必定发生变化，所以动量必定变化，故B正确；物体动量发生变化，可能是速度的方向发生改变而大小不改变，此时动能不变，故C错误；物体受到合力的冲量不为0，根据动量定理可知，物体的速度必定改变，可能是速度的方向改变而速率不变，如匀速圆周运动，故D错误。 3．人们从高处跳下，为了安全着地，需遵循以下几个动作要领：①落地前手臂后伸，脚尖主动触地；②落地时屈膝、弓腰；③落地后手臂从后向前摆。对于人从脚尖触地至站稳的过程，下列分析正确的是(　　) 　 　 A．脚尖先触地是为了减小动量变化量 B．屈膝是为了减小地面对人体的冲量 C．手臂从后向前摆可通过减小人的惯性避免前倾 D．上述三个动作要领都是在延长动量变化的时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D 【解析】人刚接触地面的速度是一定的，故人落地速度减为0的过程中动量变化量是一定的，故A错误。人落地过程中动量变化量是一定的，合力对人体的冲量也是一定的，屈膝能增加人落地速度减为0所经历的时间，根据动量定理，人所受合力变小，人与地面之间的作用力会减小，故B错误。人的惯性只与人的质量有关，手臂从后向前摆不会减小人的惯性，手臂从后向前摆，增加了水平方向动量减小到0所用时间，同理可减小人在水平方向受到的合力，可以避免前倾，故C错误。综合上述分析可知，三个动作要领都是在延长动量变化的时间，故D正确。 4．(多选)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(　 　) 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变化量大，掉在草地上的玻璃杯动量变化量小 C．掉在水泥地上的玻璃杯动量变化得快，掉在草地上的玻璃杯动量变化得慢 D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时作用时间长 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 CD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5．某物块的质量为10 kg，静止在水平面上。现有水平推力F＝50 N作用在物块上，F持续作用4 s。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4，g取10 m/s2。4 s 末物块的动量大小为(　　) A．40 kg·m/s B．100 kg·m/s C．200 kg·m/s D．360 kg·m/s 【解析】由动量定理可得(F－μmg)t＝p，代入数据解得p＝40 kg·m/s，故选A。 A 6．2024年3月18日，2023—2024赛季国际滑联短道速滑世锦赛在荷兰鹿特丹落幕，中国队以4金的优异成绩结束征程。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(　　) A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B．甲、乙的动量变化量一定大小相等、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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 【解析】在“交接棒”过程中，甲、乙之间的作用力是一对作用力和反作用力，所以甲对乙的冲量和乙对甲的冲量大小相等、方向相反，甲、乙的动量变化量大小相等、方向相反，A项错误，B项正确；在“交接棒”过程中，由于甲、乙的位移大小不一定相同，所以甲对乙做的负功和乙对甲做的正功的数值不一定相同，D项错误；由动能定理，合力做的功等于物体动能的变化，所以甲、乙的动能变化量也不一定相同，C项错误。 7．一个质量为0.18 kg的垒球以20 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回。设击打过程球棒对垒球的平均作用力大小为900 N，作用时间为0.01 s。被球棒击打后，垒球反向水平速度大小为(　　) A．30 m/s B．40 m/s C．50 m/s D．70 m/s 【解析】设垒球飞来的速度方向为正方向，由动量定理可知－Ft＝－mv－mv0，代入数据解得v＝30 m/s，即垒球飞回的速度大小为30 m/s，故A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A 8．在一条直线上运动的物体，其初动量为8 kg·m/s，它在第1 s内受到的冲量为－3 N·s，在第2 s内受到的冲量为5 N·s，它在第2 s末的动量为(　　) A．10 kg·m/s B．11 kg·m/s C．13 kg·m/s D．16 kg·m/s 【解析】根据动量定理得I1＋I2＝p－mv0，则p＝I1＋I2＋mv0＝(－3＋5＋8) kg·m/s＝10 kg·m/s，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9．[2023·衢州一中检测] 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冲力大小为(　　) A．0.13 N B．0.68 N C．2.6 N D．13 N A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10．(多选)质量为m的物体沿直线运动，只受到恒力F(F≠0)的作用，物体的位移x、速度v、加速度a和受到的冲量I随时间变化的图像如图所示，其中可能正确的是(　　　) BCD 【解析】物体沿直线运动，且只受一个恒力的作用，所以会做匀变速直线运动，A图表示匀速直线运动，B图中斜率表示加速度，则可判断加速度恒定，C图加速度不变，D图根据I＝Ft，可知斜率表示合力，也恒定，故B、C、D都可能正确，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [B级　素养养成与评价] 11．[2023·北仑中学检测] 如图所示，运动员对足球踢了一脚，踢球时的力F＝100 N，足球在地面上滚动了10 s后停下来，若足球受到地面的阻力为5 N，则运动员对足球的冲量为(　　) A．1 000 N·s B．500 N·s C．50 N·s D．无法确定 【解析】对全过程应用动量定理得I－Fft＝0，解得I＝50 N·s，故选C。 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12．如图所示，一个铁块压着一张纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉到地面上的P点。若以速度2v抽出纸条后，则铁块落地点为(　　) A．仍在P点 B．在P点左侧 C．在P点右侧不远处 D．在P点右侧原水平位移的两倍处 B 【解析】以速度2v抽出纸条时，纸条对铁块的作用时间变短，而纸条与铁块间的摩擦力不变，所以与以速度v抽出相比，纸条对铁块的冲量I减小，由动量定理可知，铁块平抛的初速度减小，水平射程减小，故落在P点左侧，B正确，A、C、D错误。 13．一质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图线如图所示，则(　　) A．t＝2 s时物块的速率为1 m/s B．t＝2 s时物块的速率为4 m/s C．t＝4 s时物块的速率为3 m/s D．t＝4 s时物块的速率为1 m/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D 【解析】对物块应用动量定理，0～2 s内有F1t1＝mv1，代入数据得v1＝ 2 m/s，故A、B错误；对物块应用动量定理，0～4 s内有F1t1－F2t2＝mv2，代入数据得v2＝1 m/s，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14．一个可看作质点的物体从t＝0时刻开始由静止做直线运动，0～4 s内其所受合力F随时间t变化的关系图线为一正弦函数(如图所示)。下列判断正确的是(　　) A．0～2 s内合力的冲量先增大再减小 B．0～4 s内合力的冲量为0 C．2 s末物体的速度方向发生变化 D．1 s末物体的动量变化率为0 B 15．[2023·淄博一中检测] 一个小球由静止状态从10 m高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时0.4 s，小球的质量为0.30 kg。求：(结果保留两位小数，g取10 m/s2) (1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量大小。 (2)从进入泥潭到静止，泥潭对小球的冲量大小。 (3)泥潭对小球的平均作用力大小。 答案：(1)4.24 N·s(2)5.44 N·s(3)13.60 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16．[2023·泉州一中检测] 在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图所示，碰撞过程中忽略小球所受重力。 (1)分别求出碰撞前后x轴、y轴方向小球的动量变化量。 (2)分析说明小球对木板作用力的方向。 答案：(1)0　2mv cos θ，方向沿y轴正方向 (2)见解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 【解析】(1)x轴方向，小球的动量变化量为 Δpx＝mv sin θ－mv sin θ＝0 y轴方向，小球的动量变化量为 Δpy＝mv cos θ－(－mv cos θ)＝2mv cos θ 方向沿y轴正方向。 (2)以小球为研究对象，由于Δpx＝0，根据动量定理可知 FΔt＝Δp＝Δpy 可知木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向。 感谢聆听，再见！ 【解析】由动量定理可知I＝mΔv，“单位质量推进剂产生的冲量”即“比冲”为＝Δv，所以“比冲”的国际单位制单位是m/s，故选A。 　　 【解析】玻璃杯是否被撞碎，取决于撞击地面时地面对玻璃杯的撞击力大小。规定竖直向下为正方向，设玻璃杯下落高度为h，玻璃杯的质量为m，它从h高度落地瞬间的速度大小为，则落地前瞬间的动量大小为p＝m，与水泥地或草地接触Δt时间后，玻璃杯停下，在此过程中，玻璃杯的动量变化量为Δp＝－m，再由动量定理可知(－F＋mg)·Δt＝ －m，所以F＝＋mg。由此可知，Δt越小，玻璃杯所受撞击力F越大，玻璃杯就越容易碎。玻璃杯掉在草地上作用时间较长，动量变化慢，作用力小，因此玻璃杯不易碎，故A、B错误，C、D正确。 【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＝＝ N＝0.13 N，根据牛顿第三定律可得人受到的平均反冲力大小为F′＝F＝0.13 N，A正确。 　　 　　 【解析】由题图可知，0～2 s内合力的方向一直为正，根据I＝Ft，可知0～2 s内合力的冲量一直增大，故A错误；根据I＝Ft，可知F­t图像与时间轴围成的面积表示冲量的大小，可知0～4 s内合力的冲量为0，故B正确；由题图可知，0～2 s内物体加速，2～4 s内物体减速，物体做单方向的变速直线运动，4 s末速度为0，速度方向一直不变，故C错误；根据Ft＝Δp，得F＝，知动量变化率表示合力的大小，由题图可知1 s末物体所受合力不为0，则动量变化率不为0，故D错误。 【解析】(1)从开始下落到进入泥潭前，小球的运动时间 t1＝＝ s＝ s 重力对小球的冲量大小 I＝mgt1＝0.30×10× N·s≈4.24 N·s (2)进入泥潭时，小球的速度为 v1＝gt1＝10 m/s 进入泥潭后，选取竖直向上为正方向，根据动量定理可得 I泥－IG＝0－(－mv1) 整理得 I泥＝IG＋mv1＝mgt2＋mv1＝(0.30×10×0.4＋0.30×10) N·s≈5.44 N·s (3)泥潭对小球的平均作用力大小 泥＝＝＝13.60 N $$