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Word教参（人教版2019）

多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 高效作业22动量定理 [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) A.m/s B.N C.Ns D.m/s2 【解析】由动量定理可知I=m△0，“单位质量推进剂产生的冲量”即“比冲” 为Im=△o,所以“比冲”的国际单位制单位是ms,故选A。 2.以下说法正确的是(B) 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 【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(D) A.脚尖先触地是为了减小动量变化量 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 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 【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(CD) 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 【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,玻瑞杯的质量为m,它从h高度 落地瞬间的速度大小为2gh,则落地前瞬间的动量大小为p=m2gh,与水泥地或草 地接触△t时间后，玻璃杯停下，在此过程中，玻璃杯的动量变化量为△p=一2gh, 再由动量定理可知（一F+mg)△1=一m2gh,所以F=2gh)t十mg。由此可知，△1 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。 5,某物块的质量为10kg,静止在水平面上。现有水平推力F=50N作用在 物块上，F持续作用4s。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4，g取10m/s2。 4s末物块的动量大小为(A) A.40 kg'm/s B.100 kg m/s 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 ■b2XXkc0m○ 您身边的互联网+教辅专家 C.200 kg'm/s D.360 kg m/s 【解析】由动量定理可得(F-gt=p,代入数据解得p=40kgms,故选A。 6.2024年3月18日，2023一2024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，忽路运动员与冰面间 在水平方向上的相互作用，则(B) 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 【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0.18kg的垒球以20ms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900N,作用时间为 0.01s。被球棒击打后，垒球反向水平速度大小为A) A.30 m/s B.40m/s C.50 m/s D.70m/s 【解析】设垒球飞来的速度方向为正方向，由动量定理可知一F=一o一mo ,代入数据解得=30m/s,即垒球飞回的速度大小为30ms,故A正确。 8.在一条直线上运动的物体，其初动量为8kgs,它在第1s内受到的冲 量为一3Ns,在第2s内受到的冲量为5Ns,它在第2s末的动量为(A) A.10 kg'm/s B.11 kg'm/s C.13 kg m/s D.16 kg m/s 【解析】根据动量定理得十12=卫一℃o,则p=1十2十m0o=(-3+5+8)kg ·独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 ■bZ2 xk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 m/s=10kgms,故选A。 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40ms,假 设打一次喷嚏大约喷出5×105m3的空气，用时约0.02s。已知空气的密度为1.3 kgm3,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力大小为(A) A.0.13N B.0.68N C.2.6N D.13N 【解析】打一次喷嚏喷出的空气质量为m=p/=1.3×5×105kg=65×105kg ,设打一次喷噬喷出的空气受到的平均作用力为F,根据动量定理得F△=， 解得F=v1=6.5×10-5×400.02N=0.13N,根据牛顿第三定律可得人受到的平 均反冲力大小为F=F=0.13N,A正确。 10.(多选)质量为m的物体沿直线运动，只受到恒力FF≠0)的作用，物体 的位移x、速度、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。 [B级素养养成与评价们 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 =100N,足球在地面上滚动了10s后停下来，若足球受到地面的阻力为5N,则 运动员对足球的冲量为(C)》 A.1000Ns B.500N-s C.50N-s D.无法确定 【解析】对全过程应用动量定理得1一Ft=0,解得I=50Ns,故选C。 ·独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品神书店·知名教辅·正版资源 6.2xXk.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 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？抽出纸 条后，铁块掉到地面上的P点。若以速度20抽出纸条后，则铁块落地点为(B) 纸条 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 【解析】以速度2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)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2kg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(D) F/N 12 34:s -1 A.t=2s时物块的速率为1m/s B.t=2s时物块的速率为4ms C.t=4s时物块的速率为3ms D.t=4s时物块的速率为1ms 【解析】对物块应用动量定理，0~2s内有F4=0,代入数据得=2ms ,故A、B错误：对物块应用动量定理，0~4s内有F1一F2=2,代入数据得 2=1m/s,故C错误，D正确。 14.一个可看作质点的物体从=0时刻开始由静止做直线运动，0~4s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 (B) ·独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 FN A.0~一2s内合力的冲量先增大再减小 B.0一4s内合力的冲量为0 C.2s末物体的速度方向发生变化 D.1s末物体的动量变化率为0 【解析】由题图可知，0一2s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F1图像与时间轴围成的面 积表示冲量的大小，可知0一4s内合力的冲量为0，故B正确：由题图可知，0一 2s内物体加速，2~4s内物体减速，物体做单方向的变速直线运动，4s末速度为 0,速度方向一直不变，故C错误；根据F=△p,得F=p,知动量变化率表示 合力的大小，由题图可知1s末物体所受合力不为0，则动量变化率不为0，故D 错误。 15,[2023淄博一中检测一个小球由静止状态从10m高处自由下落，然后 陷入泥漫中，从进入泥潭到静止用时0.4s,小球的质量为0.30kg。求：（结果保留 两位小数，g取10ms2) (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)4.24N-s(2)5.44Ns(3)13.60N 【解析】(1)从开始下落到进入泥潭前，小球的运动时间 th=2hg)=2×1010)s=2s 重力对小球的冲量大小 I=m1g4=0.30×10×2N·s≈4.24Ns (2)进入泥潭时，小球的速度为 01=g5=102m/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-1G=0-(-） 独家授权侵权必究 多学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 整理得 I那=1a+m0=mg5+o1=(0.30×10×0.4+0.30×102)Ns≈5.44Ns (3)泥潭对小球的平均作用力大小 F泥=I泥t2=5.44Ns0.4s=13.60N 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0，碰撞后弹出的角度也是0，碰撞前后的速度大小都是，如图所示，碰撞 过程中忽路小球所受重力。 (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。 00 答案：(1)02ocos0,方向沿y轴正方向(2)见解析 【解析】(1)x轴方向，小球的动量变化量为 △h=osin0-mo sin0=0 y轴方向，小球的动量变化量为 Apy=mo cos 0-(-mo cos 0)=2mo cos 0 方向沿y轴正方向。 (2)以小球为研究对象，由于△，=0，根据动量定理可知 F△=△p=△p 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。 ·独家授权侵权必究·