内容正文:
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作业本
第1章 动量及其守恒定律
第1节
动量和动量定理
《顶尖课课练·物理(选择性必修 第一册)(鲁科版)》配套课件
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(限时45分钟)
◆夯实基础
1.(多选)下列说法中正确的是( )
AD
A. 动能变化的物体,动量一定变化
B. 动能不变的物体,动量一定不变
C. 动量变化的物体,动能一定变化
D. 动量不变的物体,动能一定不变
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解析 动量是矢量,动能是标量,所以动能变化,则动量的大小一定变化,
A正确;动能不变,速度的大小不变,但方向可能变化,所以动量可能
变化,B错误;当动量的大小不变,只是方向变化时,物体的动能不变,
C错误;动量不变的物体,速度一定不变,则动能一定不变,D正确。
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2.(多选)关于冲量和动量,下列说法中正确的是( )
AB
A. 动量是描述物体运动状态的物理量
B. 冲量是物体动量变化的原因
C. 冲量方向与动量方向一致
D. 冲量方向与物体末动量方向一定相同
解析 动量, 为物体在某时刻的瞬时速度,故动量是描述物体
运动状态的物理量,选项A正确;根据动量定理 ,动量的变化是
冲量作用的结果,选项B正确;冲量的方向始终与动量变化的方向相同,
与物体的初动量或末动量的方向关系不确定,故选项C、D错误。
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3.下列对几种物理现象的解释中,正确的是( )
C
A. 击钉时不用橡皮锤,是因为橡皮锤太轻
B. 跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量
C. 推车时推不动,是因为合外力冲量为零
D. 动量相同的两个物体受相同的制动力的作用,质量小的先停下来
解析 根据 ,可知A项中橡皮锤与钉作用时间长,作用力小;B
项中冲量相同,减小的是冲力而不是冲量;C项中车不动,其动量变化
量为零,则合外力冲量为零;D项中两物体、相同,故 应相同。故
C正确。
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4.(多选)一个小钢球竖直下落,落地时动量大小为 ,与
地面碰撞后又以等大的动量被反弹。下列说法中正确的是( )
BD
A. 引起小钢球动量变化的是地面给小钢球的弹力的冲量
B. 引起小钢球动量变化的是地面对小钢球弹力与其自身重力的合力的
冲量
C. 若选向上为正方向,则小钢球受到的合冲量是
D. 若选向上为正方向,则小钢球的动量变化是
解析 根据动量定理可知,引起物体动量变化的是合外力的冲量,故A
错误,B正确;若选向上为正方向,则
,故C错误,D正
确。
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5.汽车的安全性是一个日益突出的问题。汽车如果发生剧烈碰撞,车内
的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间
内减小为零,关于安全气囊在此过程中发挥的作用,下列说法正确的是
( )
B
A. 增大了司机单位面积的受力大小
B. 延长了司机的受力时间并减小了冲力
C. 使司机受到的冲量减小
D. 减小了碰撞前后司机动量的变化量
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解析 安全气囊增大了受力面积,使司机单位面积的受力减小,故A错
误;无论有没有安全气囊,碰撞前后司机的动量变化量不变,根据动量
定理可知司机受到的冲量不变,但安全气囊延长了司机的受力时间,令
冲力减小。故B正确,C、D错误。
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6.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十
米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动,从绳恰好伸直,
到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是( )
A
A. 绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小
B. 绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小
C. 绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大
D. 人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力
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解析 从绳恰好伸直,到人第一次下降到最低点的过程中,拉力逐渐增
大,由牛顿第二定律 可知,人先做加速度减小的加速运
动,当时, ,此时速度最大,动量最大,动能最大,此后
人继续向下运动,,由牛顿第二定律 可知,人做
加速度增大的减速运动,动量一直减小直到减为零,全过程中拉力方向
始终向上,所以绳对人的冲量始终向上,综上可知A正确,C、D错误;
拉力对人始终做负功,动能先增大后减小,故B错误。
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7.在短道速滑接力比赛中,“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( )
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
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解析 运动员乙推甲的过程中,甲和乙间的相互作用
力等大反向,作用时间相等,故甲对乙的冲量和乙
对甲的冲量大小相等,方向相反,A错误,B正确;
“交棒”过程中甲和乙的速度不一定相等,在乙推甲
的过程中位移不一定相等,因而甲对乙做的负功和乙对甲做的正功的绝
对值不一定相等,由动能定理,其动能变化量的绝对值也不一定相等,
C、D错误。
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8.质量为的钢球自高处落下,以速度大小 碰地,竖直向上弹回,碰
撞时间极短,离地的速度大小为 。在碰撞过程中,地面对钢球的冲量
的方向和大小为 ( )
D
A. 向下, B. 向下,
C. 向上, D. 向上,
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解析 物体以大小为的竖直速度与地面碰撞后以大小为 的速度反弹。
物体在与地面碰撞过程的初、末状态动量皆已确定。根据动量定理便可
以求出碰撞过程中钢球受到的冲量。设竖直向上的方向为正方向,对钢
球应用动量定理得 。由于碰
撞时间极短,。所以 ,即弹力的冲量方向向
上,大小为 。
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9.(多选)如图所示,子弹以水平速度射向原来静止在光滑水平面上的
木块,并留在木块中和木块一起运动。在子弹射入木块的过程中,下列
说法中正确的是( )
CD
A. 子弹对木块的冲量一定大于木块对子弹的冲量
B. 子弹速度的减小量一定等于木块速度的增加量
C. 子弹动量变化的大小一定等于木块动量变化的大小
D. 子弹动量变化量的方向与木块动量变化量的方向一定相反
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解析 子弹射入木块的过程,二者之间的相互作用力始终等大反向,同
时产生,同时消失,由冲量的定义 可知,A错误;由动量定理知,
C正确;,子弹和木块所受的冲量 大小相同,但质量不
一定相等,因此速度变化量的大小不一定相等,B错误;子弹对木块的
作用力与木块对子弹的作用力是作用力与反作用力,由动量定理可知,
子弹动量变化量与木块动量变化量等大反向,故D正确。
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◆提升能力
10.(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改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
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相互作用时间长
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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。规定竖直向上为正方向,设玻璃杯下落高度为,它们从 高度
落地瞬间的速度大小为,设玻璃杯的质量为 ,则落地前瞬间的
动量大小为,与水泥地或草地接触 时间后,玻璃杯停下,
在此过程中,玻璃杯的动量变化 相同,再由动量
定理可知,所以 。由
此可知, 越小,玻璃杯所受撞击力越大,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。
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11.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度 抽出纸条
后,铁块掉到地面上的点,若以 速度抽出纸条,则铁块落地点
( )
B
A. 仍在 点
B. 在 点左侧
C. 在 点右侧不远处
D. 在 点右侧原水平位移的两倍处
解析 以 速度抽出纸条时,纸条对铁块作用时间减少,而纸条对铁块
的摩擦力不变,故与以速度抽出相比,纸条对铁块的冲量 减小,铁块
获得的动量减小,平抛的速度减小,高度不变,落地时间相等,水平射
程减小,故落在 点的左侧。
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12.如图所示,质量相等的、两个物体,沿着倾角分别是 和 的两
个光滑的固定斜面,由静止从同一高度下滑到同样的另一高度 ,
则、 两物体( )
B
A. 滑到 高度时的动量相同
B. 滑到 高度时的动能相同
C. 由滑到 的过程中所受重力的冲量相同
D. 由滑到 的过程中所受合力的冲量相同
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解析 两物体由下滑到 高度的过程中,机
械能守恒, ,
,物体下滑到 处时,速度
的大小相等,由于 不等于 ,速度的方向不同,由此可判断,物体
在 高度处动能相同,动量不相同。物体运动过程中动量的变化量不
同,所以合外力的冲量不相等。物体下滑的过
程中,, 。由上述
两式求得时间,由
可以判断物体下滑过程中重力的冲量不等。
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13.甲、乙两物体分别在恒力、 的作用下沿同一直
线运动。它们的动量随时间变化的关系如图所示。设
甲在时间内所受的冲量为,乙在 时间内所受的冲
量为,则与,与 的大小关系是( )
A
A. , B. ,
C. , D. ,
解析 因为冲量 ,从图上可以看出甲、乙两物体所受的冲量的大
小,又因为,,,所以 ,故
选项A正确。
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14.如图所示,质量为的钢球从 高处自由下落,
又反弹到离地面 高处。若钢球和地面之间的作用
时间为,求钢球对地面的平均作用力大小。
取
答案
解析 钢球落到地面时的速度大小为 ,反弹时向
上运动的速度大小为 ,分析物体和地面的作用过
程,取向上为正方向,因此有的方向为负方向, 的方向为正方向,
再根据动量定理得 ,代入数据,解得
,由牛顿第三定律知钢球对地面的平均作用力大小为 。
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15.如图所示,一质量为 的小物块放在水
平地面上的点,距离点的位置 处是一
(1)求物块与地面间的动摩擦因数 ;
答案 0.32
解析 对小物块从运动到 处的过程应用动能定理
。
代入数值解得 。
面墙。物块以的初速度从点沿 方向运动,在与墙壁碰撞
前瞬间的速度为,碰后以的速度反向运动直至静止, 取
。
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(2)若碰撞时间为 ,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大
小 ;
答案
解析 取向右为正方向,碰后滑块速度 。
由动量定理得 ,
解得 。
其中“-”表示墙面对物块的平均作用力方向向左。
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(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功 。
答案
解析 对物块反向运动过程中应用动能定理得
。
解得 。
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