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课时测评2 动量定理
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-9题,每题5分,共45分)
1.(多选)关于动量和冲量的说法,正确的是( )
A.物体所受合外力的冲量越大,它的动量也越大
B.物体所受合外力的冲量不为零,它的动量一定要改变
C.物体动量的方向,就是它所受合外力的冲量方向
D.物体动量的变化量的方向,与它所受合外力的方向相同
答案:BD
解析:根据动量定理可知,物体所受合外力的冲量越大,它的动量的变化量越大,但它的动量不一定越大,A错误;根据动量定理可知,物体所受合外力的冲量不为零,它的动量一定要改变,B正确;根据动量定理可知,物体动量的变化量的方向,与它所受合外力的冲量方向相同,C错误;根据动量定理可知,物体动量的变化量的方向与它所受合外力的方向相同,D正确。故选BD。
2.(2024·佛山市高二佛山期中)对下列几种物理现象的解释,正确的是( )
A.钉钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻
B.用手接篮球时,手往往向后缩一下,是为了减小冲量
C.易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力
D.在车内推车推不动,是因为人对车的推力不够大
答案:C
解析:钉钉时,不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长,作用力小,A错误;用手接篮球时,手往往向后缩一下,是为了延长作用时间以减小作用力,B错误;由动量定理Ft=Δp知,当Δp相同时,t越长,作用力越小,所以易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力,C正确;车能否移动即运动状态能否改变取决于所受的合外力,与内力作用无关,D错误。故选C。
3.(2024·佛山市高二期末)如图是某手机防摔装置,商家宣传只要手机摔落角度合适,可以保证从2 m高处自由摔落而不坏,下列有关说法正确的是( )
A.防摔装置可以减小手机的动量的变化量
B.防摔装置可以减小手机的动量的变化率
C.防摔装置可以减小手机的动能的变化量
D.防摔装置可以增加地面对手机的作用力
答案:B
解析:依题意,根据动量定理FΔt=Δp,可得F=,可知防摔装置的作用是延长了手机与地面的接触时间Δt,从而减小手机所受到的合外力,即减小手机动量的变化率,而手机动量的变化量Δp未发生变化。由于高度不变,则动能的变化量保持不变。故选B。
4.(2024·珠海市高二期中)气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲击力,如图所示。某同学的重力为G,穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中与地面的作用时间为t0,受到地面的平均冲击力大小为4G。若脚着地前的速度保持不变,该同学穿上某型号的气垫鞋时,双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为2t0,则该同学受到地面的平均冲击力大小变为( )
A.1.5G B.2.0G
C.2.5G D.3.0G
答案:C
解析:设脚着地瞬间的速度大小为v,取竖直向上为正,穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中,根据动量定理得t0=0-,其中F=4G,穿上气垫鞋时双脚竖直着地过程中,根据动量定理有×2t0=0-,解得F′=2.5G,故选C。
5.(2024·清远市高一统考期末)小明骑自行车上学,在一段平直的公路上以大小为v的速度匀速行驶。天气预报报道当天无风,即风速可忽略不计。若在一段较短的时间t内,有质量为m的空气吹到小明身上后静止(相对人),重力加速度大小为g,则空气对小明的作用力大小为( )
A. B.+mg
C.mg D.
答案:A
解析:取空气受到的作用力方向为正,则对空气由动量定理有Ft=0-mv,再根据牛顿第三定律可得,空气对小明的作用力大小为F′=F=,故选A。
6.如图所示,小明在演示惯性现象时,将一杯水放在桌边,杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条,发现杯子会滑落;当他快速拉动纸条时,发现杯子并没有滑落。对于这个实验,下列说法正确的是( )
A.缓慢拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较小
B.快速拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较大
C.为使杯子不滑落,杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些
D.为使杯子不滑落,杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些
答案:D
解析:在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中,杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力,大小相等,但快速拉动时,纸条与杯子作用时间短,此时摩擦力对杯子的冲量小,由I=Δp可知,杯子增加的动量较小,因此杯子没有滑落,缓慢拉动时,摩擦力对杯子的冲量大,杯子增加的动量大,杯子会滑落,A、B错误;为使杯子不滑落,杯子与纸条间的摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些,杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些,C错误;杯子与桌面间的动摩擦因数较大时,杯子在桌面上做减速运动的加速度较大,杯子更容易停下来,不滑落,D正确。
7.在空中相同高度处以相同的速率分别抛出质量相同的三个小球。一个竖直上抛,一个竖直下抛,一个平抛。若不计空气阻力,三个小球从抛出到落地的过程中( )
A.三个小球落地时的动量相同
B.三个小球动量的变化量相同
C.上抛球动量的变化量最大
D.下抛球动量的变化量最大
答案:C
解析:由机械能守恒定律可得mgh+mv02=mv2,可知三个小球落地时的速度大小相等,由于做平抛运动的小球落地时的速度方向与竖直上抛和竖直下抛小球的落地速度方向不同,因此三个小球落地时的动量不相同,A错误;在相同高度处三个小球以相同的速率分别抛出,可知做竖直上抛运动的小球运动的时间最长,做竖直下抛运动的小球运动的时间最短,由动量定理可得mgt=Δp,可知三个小球动量的变化量不相同,上抛球动量的变化量最大,下抛球动量的变化量最小,B、D错误,C正确。故选C。
8.(多选)(2024·佛山市高二联考)随着科技进步,生活水平的提高,人们对手机依赖越来越强。某同学周末回家喜欢平躺着玩手机,偶尔出现手机砸人脸的情况。若手机的质量为 150 g,从离人脸约 20 cm的高度无初速度掉落(假设手机掉落过程其屏幕保持水平),砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间为 0.1 s,重力加速度 g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.手机与人脸作用过程中,手机动量的变化量的大小约为 0.3 kg·m/s
B.人脸对手机的冲量大小约为 0.3 N·s
C.手机对人脸的平均冲击力大小为 4.5 N
D.人脸对手机的冲量方向与手机动量的变化量的方向相反
答案:AC
解析:手机下落20 cm时的速度为v=,解得v=2 m/s,砸到人脸后手机未反弹,说明手机的速度为0,所以手机与人脸作用过程中,手机动量的变化量大小约为Δp=mv=0.3 kg·m/s,A正确;手机与人脸接触的过程中受到重力和人脸的作用力,选向上为正方向,则有I-mgt=Δp,解得I=0.45 N·s,B错误;根据冲量的定义I=Ft,解得F=4.5 N,根据牛顿第三定律可知,手机对人脸的平均冲击力大小为 4.5 N,C正确;人脸对手机的冲量方向向上,手机动量的变化量的方向也向上,所以人脸对手机的冲量方向与手机动量的变化量的方向相同,D错误。故选AC。
9.(多选)(2025·广州六中校考)如图所示,两个质量相同的钢球从甲、乙装置正上方同一高度处静止释放,分别与甲、乙装置底部发生碰撞,碰后两球沿竖直方向反弹且速度相同。甲装置底部为钢板,乙装置底部为泡沫,钢板、泡沫的上表面在同一水平面上,用压力传感器同时测出力随时间变化的曲线①和曲线②,下列说法正确的是( )
A.两小球刚到达底部时的动量相同
B.整个碰撞过程中,甲、乙小球所受合力的冲量相同
C.曲线①代表乙装置的碰撞情况,曲线②代表甲装置的碰撞情况
D.曲线①与时间轴围成的面积大于曲线②与时间轴围成的面积
答案:AB
解析:根据题意可知,两球下落高度相同,由v2=2gh可得v=,则两球到达装置底部时的速度相同,由于两球质量相同,所以两小球到达底部时的动量相同,故A正确;由题意可知,两球与装置底部碰撞后反弹的速度相同,两球碰撞前的速度也相同,则两球碰撞过程中动量的变化量相同,由动量定理可知,整个碰撞过程中,两小球所受合力的冲量相同,故B正确;甲装置底部为钢板,乙装置底部为泡沫,则小球与甲装置底部碰撞过程作用时间较短,平均作用力较大,则曲线①代表甲装置的碰撞情况,曲线②代表乙装置的碰撞情况,故C错误;由于两球碰撞过程中动量的变化量相同,以向上为正方向,根据动量定理可得Ft-mgt=Δp,可得Ft=Δp+mgt,F -t图线与时间轴围成图形的面积表示F的冲量,由于曲线①对应碰撞过程的时间小于曲线②对应碰撞过程的时间,则曲线①与时间轴围成的面积小于曲线②与时间轴围成的面积,故D错误。故选AB。
10.(15分)(2024·汕尾市高二期末)一个质量为 60 kg 的男孩从高处跳下,以 5 m/s 的速度竖直落地。取重力加速度 g=10 m/s2 。
(1)若男孩落地时屈膝(如图所示),用了1 s停下来, 则落地时地面对他的平均作用力是多大?
(2)若男孩落地时没有屈膝,只用了0.1 s就停下来,则落地时地面对他的平均作用力又是多大?
答案:(1)9.0×102 N (2)3.6×103 N
解析:选定竖直向上为正方向,由题意可知,m=60 kg,v1=-5 m/s,v2=0。
(1)男孩从触地到速度减为 0,经历的时间 t1=1 s
由动量定理得(1-mg)t1=mv2-mv1
解得1=9.0×102 N,方向竖直向上。
(2)男孩从触地到速度减为 0,经历的时间 t2=0.1 s
由动量定理得(2-mg)t2=mv2-mv1
解得2=3.6×103 N,方向竖直向上。
学生用书第9页
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