内容正文:
动量定理基础练习卷
一、单选题
1.快递员常会将易碎陶瓷碗放入铺有泡沫的纸箱内,这样做是为了在搬运时( )
A.减小陶瓷碗的动量变化率 B.减小陶瓷碗的动量变化量
C.增大陶瓷碗所受力的冲量 D.减小陶瓷碗所受力的冲量
2.一个质量为0.2kg的垒球,以10m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后反向水平飞回,速度的大小为30m/s,作用时间为0.01s,在击打过程中球棒对垒球的平均作用力大小为( )
A.800N B.400N C.200N D.600N
3.城市进入高楼时代后,高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告,非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某次课堂上,物理老师在教室里给同学们做了一个演示实验:先后将同一个物块从同一高度由静止释放,落到地面后静止,第一次物块直接落在水泥地上,物块与水泥地面的碰撞时间为,物块受到水泥地面的平均作用力大小为物块重力的4倍;第二次物块落在铺有海绵的水泥地上,物块与海绵的碰撞时间为,海绵的厚度远小于物块下落高度,则物块对海绵的平均作用力大小为物块重力的几倍( )
A.1.5 B.2 C.2.5 D.3
4.有关生活中的现象,下列说法不正确的是( )
A.火箭升空时尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
B.运输物品时,将充气袋包裹在物品外面,这样可以减小颠簸过程中物品受到的力
C.骑车佩戴头盔是为了驾驶员头部撞击时延长头部撞击的作用时间
D.钉钉子时使用钢锤是为了获得较大作用力
5.下列说法正确的是 ( )
A.功有正负,正负表示功的大小
B.做功越多,则功率越大
C.合力的冲量等于各力冲量的矢量和
D.两物体动量相同,则动能一定相同
6.在炎热的夏季,“水上飞人”娱乐项目十分火爆,其原理是人借助脚下的喷水装置产生的反冲作用力腾空而起。下列说法正确的是( )
A.人匀速竖直上升时,其机械能守恒
B.人悬空静止一段时间内,水的反冲作用力做的功为零,冲量也为零
C.人向上加速运动过程中,水的反冲作用力对装置向上的冲量大于装置对水向下的冲量
D.人向上减速运动过程中,水的反冲作用力对装置做正功
7.玻璃杯从同一高度落下,落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎,下列说法正确的是( )
A.玻璃杯刚落在坚硬地面上比刚落在地毯上的动量大
B.玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上受到合力的冲量大
C.玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大
D.玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大
8.物理爱好者做过实验:将生鸡蛋从15m高的地方扔下,落在地面上摔得粉碎,而落入酸奶中却能完好无损。与地面相比,酸奶可以( )
A.减小鸡蛋所受合力的冲量
B.减小鸡蛋的动量变化量
C.减小鸡蛋的减速时间
D.减小鸡蛋的动量变化率
9.用起重机提升质量为200kg货物,取竖直向上为正方向,货物上升过程中的图像如图所示,取,则( )
A.在到内拉力做功为12000J
B.在到内动量的变化为
C.在到内拉力的冲量为零
D.在到内拉力的平均功率为2000W
10.伽利略研究发现小球由静止从同一点出发沿不同轨道下滑到达同一最低点,小球沿B轨道下滑用时最短,称为最速降线,如图所示,忽略一切阻力。下列说法正确的是( )
A.小球在两条轨道终点的动量相同
B.小球沿A轨道下滑,轨道对小球支持力的冲量为零
C.小球下滑到最低点,沿A轨道时重力的瞬时功率大
D.小球沿B轨道运动的切线方向加速度始终大于小球沿A轨道运动的加速度
二、多选题
11.为了安全,轿车中都装有安全气囊,当发生剧烈碰撞时,安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用下列说法正确的是 ( )
A.减小了驾驶员的动量变化量
B.减小了驾驶员所受到的撞击力
C.减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D.增大了驾驶员与安全气囊的作用时间
12.质量为0.5 kg的篮球在高空由静止落下,篮球下落过程中所受阻力恒定,加速度为9m/s2,经2s时间落地。已知重力加速度大小为10m/s2,则篮球下落过程中( )
A.所受重力的冲量竖直向下
B.所受重力的冲量大小为1 N·s
C.所受阻力的冲量竖直向下
D.所受阻力的冲量大小为1 N·s
13.某同学参加校运会跳远比赛的示意图如图所示,忽略空气阻力,从起跳至着地的整个过程中,下列说法正确的是( )
A.该同学所受重力的冲量为0
B.该同学着地过程中地面的支持力大于他的重力
C.着地点是沙池的目的是减小着地前后该同学动量的变化量
D.任意一段时间内重力的冲量的方向都相同
14.如图所示,不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的O点,另一端系着小球,小球在水平面内做匀速圆周运动。不计空气阻力,则( )
A.小球运动半周的过程中,合力的功为零
B.小球运动半周的过程中,速度的变化量为零
C.小球运动一周的过程中,合力的冲量为零
D.小球运动一周的过程中,重力的冲量为零
15.一质量为2kg的物块在6N的水平外力作用下在地面上从静止开始做匀加速直线运动,已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小为,则物块在运动2m的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力对物块的冲量大小为
B.外力对物块的冲量大小为
C.摩擦力对物块的冲量大小为
D.合外力对物块的冲量大小为
三、解答题
16.滑板是年轻人喜欢的运动项目。滑板爱好者及滑板总质量,以的初速度沿斜坡匀加速滑下,斜坡的倾角,经的时间下滑位移到达坡底。将人和滑板整体看作质点,设其在下滑过程中所受阻力的大小不变,重力加速度g取10m/s2,求下滑过程中:
(1)滑板及人的加速度的大小a;
(2)滑板及人受到的阻力的大小f;
(3)滑板及人受到的重力的冲量大小I。
17.一垒球手水平挥动球棒,迎面打击一个以的速度水平飞来的垒球,垒球水平飞出后在离打击点水平距离的垒球场上落地,已知垒球质量,打击点离地面高度,球棒与垒球的作用时间,重力加速度大小,不计空气阻力,求:
(1)垒球水平飞出时的速度大小v;
(2)球棒对垒球的平均作用力的大小F。
18.质量为m的铁锤从距水泥桩高h处自由落下,打在水泥桩上后立即静止。已知铁锤与水泥桩撞击的时间是t,重力加速度取g。求:
(1)铁锤与水泥桩碰撞前瞬间的速度大小v;
(2)水泥桩对铁锤的平均冲击力大小F。
19.在传统制作糍粑的过程中,质量的木槌从某一高度自由落下,刚接触糍粑时的速度大小,木槌与糍粑的相互作用时间,重力加速度。
(1)求木槌刚接触糍粑时的动量大小。
(2)若打击糍粑后木槌速度变为且方向竖直向上,求此过程中糍粑对木槌的平均作用力大小。
20.排球运动是一项同学们喜欢的体育运动,为了了解排球的某些性能,某同学让排球从距地面高处自由落下,测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用的时间,第一次反弹的高度,已知排球的质量,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)排球与地面作用过程中动量的变化量;
(2)排球与地面的平均作用力大小F。
答案第10页,共12页
2
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动量定理基础练习卷
一、单选题
1.快递员常会将易碎陶瓷碗放入铺有泡沫的纸箱内,这样做是为了在搬运时( )
A.减小陶瓷碗的动量变化率 B.减小陶瓷碗的动量变化量
C.增大陶瓷碗所受力的冲量 D.减小陶瓷碗所受力的冲量
【答案】A
【详解】本题考查动量定理和缓冲原理。泡沫作为缓冲材料,能增加碰撞时间,从而减小冲击力。
A.动量变化率即合外力()。泡沫增加作用时间 ,在动量变化量 不变的情况下,合外力减小,即动量变化率减小,故A正确;
B.动量变化量 取决于速度变化和质量,泡沫仅改变作用时间,不影响 ,故B错误;
C.冲量 , 不变,冲量不变,故C错误;
D.同理,冲量不变,故D错误。
故选A。
2.一个质量为0.2kg的垒球,以10m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后反向水平飞回,速度的大小为30m/s,作用时间为0.01s,在击打过程中球棒对垒球的平均作用力大小为( )
A.800N B.400N C.200N D.600N
【答案】A
【详解】设垒球初速度的方向为正方向,则初、末速度分别为,
根据动量定理有
代入数据解得
故选A。
3.城市进入高楼时代后,高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告,非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某次课堂上,物理老师在教室里给同学们做了一个演示实验:先后将同一个物块从同一高度由静止释放,落到地面后静止,第一次物块直接落在水泥地上,物块与水泥地面的碰撞时间为,物块受到水泥地面的平均作用力大小为物块重力的4倍;第二次物块落在铺有海绵的水泥地上,物块与海绵的碰撞时间为,海绵的厚度远小于物块下落高度,则物块对海绵的平均作用力大小为物块重力的几倍( )
A.1.5 B.2 C.2.5 D.3
【答案】B
【详解】物块做自由落体,两次下落高度相等,落地瞬间的速度也相等,设为,以竖直向下为正方向,由动量定理可知物块碰水泥地面的过程有
物块碰海绵的过程有
解得,B正确,ACD错误。
故选B。
4.有关生活中的现象,下列说法不正确的是( )
A.火箭升空时尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
B.运输物品时,将充气袋包裹在物品外面,这样可以减小颠簸过程中物品受到的力
C.骑车佩戴头盔是为了驾驶员头部撞击时延长头部撞击的作用时间
D.钉钉子时使用钢锤是为了获得较大作用力
【答案】A
【详解】A.火箭获得飞行的动力是火箭对喷出气体的反作用力,故A错误;
B.运输物品时,将充气袋包裹在物品外面,这样可以延长作用时间,减小颠簸过程中物品受到的力,故B正确;
C.骑车佩戴头盔是为了驾驶员头部撞击时延长头部撞击的作用时间,以减小作用力,故C正确;
D.钉钉子时使用钢锤是为了减小作用时间,获得较大作用力,故D正确。
本题选择错误的,故选A。
5.下列说法正确的是 ( )
A.功有正负,正负表示功的大小
B.做功越多,则功率越大
C.合力的冲量等于各力冲量的矢量和
D.两物体动量相同,则动能一定相同
【答案】C
【详解】A.功的正负表示力的做功方向(正功或负功),不表示大小,故A错误;
B.功率由功和时间共同决定,做功多但时间长时功率可能小,故B错误;
C.根据动量定理,合力的冲量等于各力冲量的矢量和,故C正确;
D.动量相同(矢量相同)时,动能可表示为 ,若质量不同则动能不同,故D错误。
故选C。
6.在炎热的夏季,“水上飞人”娱乐项目十分火爆,其原理是人借助脚下的喷水装置产生的反冲作用力腾空而起。下列说法正确的是( )
A.人匀速竖直上升时,其机械能守恒
B.人悬空静止一段时间内,水的反冲作用力做的功为零,冲量也为零
C.人向上加速运动过程中,水的反冲作用力对装置向上的冲量大于装置对水向下的冲量
D.人向上减速运动过程中,水的反冲作用力对装置做正功
【答案】D
【详解】A.人匀速竖直上升时,水对人的反冲作用力做正功,人的机械能增加,故A错误;
B.人悬空静止一段时间内,水的反冲作用力做的功为零,根据可知,冲量不为零,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,人向上加速运动过程中,水的反冲作用力与装置对水向下的作用力时刻等大反向,故水的反冲作用力对装置向上的冲量大小等于装置对水向下的冲量大小,故C错误;
D.人向上减速运动过程中,水的反冲作用力与人的速度方向相同,故水的反冲作用力对装置做正功,故D正确。
故选D。
7.玻璃杯从同一高度落下,落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎,下列说法正确的是( )
A.玻璃杯刚落在坚硬地面上比刚落在地毯上的动量大
B.玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上受到合力的冲量大
C.玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大
D.玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大
【答案】C
【详解】玻璃杯从同一高度落下,玻璃杯落在坚硬地面上与刚落在地毯上时的速度相同,则动量相同,动量的变化量也相同,根据动量定理可知,受到的合力的冲量相同,但因落到坚硬地面上时作用时间较短,则动量变化率较大,由可知受到的合外力较大。
故选C。
8.物理爱好者做过实验:将生鸡蛋从15m高的地方扔下,落在地面上摔得粉碎,而落入酸奶中却能完好无损。与地面相比,酸奶可以( )
A.减小鸡蛋所受合力的冲量
B.减小鸡蛋的动量变化量
C.减小鸡蛋的减速时间
D.减小鸡蛋的动量变化率
【答案】D
【详解】鸡蛋从相同高度下落,落地时的速度相同,质量不变,因此初始动量相同;最终均停止,动量变化量 相同。根据动量定理,合力的冲量
冲量也相同。但酸奶具有缓冲作用,延长了鸡蛋的减速时间,动量变化率减小了。
故选D。
9.用起重机提升质量为200kg货物,取竖直向上为正方向,货物上升过程中的图像如图所示,取,则( )
A.在到内拉力做功为12000J
B.在到内动量的变化为
C.在到内拉力的冲量为零
D.在到内拉力的平均功率为2000W
【答案】A
【详解】A.图面积表示位移,由图可知内货物位移大小为
由图可知内,货物动能变化量为0,对货物,根据动能定理有
解得,故A正确;
B.在内,货物动量的变化为,故B错误;
C.在内,对货物,根据动量定理有
解得,故C错误;
D.在内,货物位移大小为
根据动能定理有
其中,联立解得拉力的平均功率为,故D错误。
故选A。
10.伽利略研究发现小球由静止从同一点出发沿不同轨道下滑到达同一最低点,小球沿B轨道下滑用时最短,称为最速降线,如图所示,忽略一切阻力。下列说法正确的是( )
A.小球在两条轨道终点的动量相同
B.小球沿A轨道下滑,轨道对小球支持力的冲量为零
C.小球下滑到最低点,沿A轨道时重力的瞬时功率大
D.小球沿B轨道运动的切线方向加速度始终大于小球沿A轨道运动的加速度
【答案】C
【详解】A.小球由静止从同一点出发沿不同轨道下滑到达同一最低点过程,设小球下落高度为,根据动能定理可得
解得
可知小球在两条轨道终点的速度大小相等,但方向不同;根据可知,小球在两条轨道终点的动量大小相等,方向不同,故A错误;
B.根据可知,小球沿A轨道下滑,轨道对小球支持力的冲量不为零,故B错误;
C.小球在两条轨道终点的速度大小相等,但沿A轨道时的竖直分速度较大,根据可知,小球下滑到最低点,沿A轨道时重力的瞬时功率大,故C正确;
D.根据牛顿第二定律有
可得小球沿轨道切线方向的加速度大小为
由于小球沿B轨道切线方向的倾角先大于后小于沿A轨道的倾角,则小球沿B轨道运动的切线方向加速度不是始终大于小球沿A轨道运动的加速度,故D错误。
故选C。
二、多选题
11.为了安全,轿车中都装有安全气囊,当发生剧烈碰撞时,安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用下列说法正确的是 ( )
A.减小了驾驶员的动量变化量
B.减小了驾驶员所受到的撞击力
C.减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D.增大了驾驶员与安全气囊的作用时间
【答案】BD
【详解】A.动量的变化量等于末动量减去初动量,可知在碰撞过程中,驾驶员的动量变化量一定,故A错误;
BD.根据动量定理可得
解得
由于安全气囊的缓冲作用,碰撞过程中,驾驶员的动量变化量一定,增大了驾驶员与安全气囊的作用时间,可知减小了驾驶员受到的撞击力,故BD正确;
C.根据动量定理
结合上述可知,在碰撞过程中,驾驶员的动量变化量一定,则驾驶员受到撞击力的冲量一定,故C错误。
故选BD。
12.质量为0.5 kg的篮球在高空由静止落下,篮球下落过程中所受阻力恒定,加速度为9m/s2,经2s时间落地。已知重力加速度大小为10m/s2,则篮球下落过程中( )
A.所受重力的冲量竖直向下
B.所受重力的冲量大小为1 N·s
C.所受阻力的冲量竖直向下
D.所受阻力的冲量大小为1 N·s
【答案】AD
【详解】AC.根据冲量的公式可知,冲量的方向与力的方向相同。重力的方向竖直向下,所以篮球所受重力的冲量也竖直向下;同理篮球下落过程中,阻力方向与运动方向相反,即阻力方向竖直向上,所以所受阻力的冲量也竖直向上,故A正确,C错误;
B.根据冲量的公式可得,篮球下落过程中所受重力的冲量大小为,故B错误;
D.设篮球下落过程中所受阻力为,对篮球下落过程列牛顿第二定律方程有
代入数据解得篮球下落过程所受阻力为
根据冲量的公式可得,篮球下落过程中所受阻力的冲量大小为,故D正确。
故选AD。
13.某同学参加校运会跳远比赛的示意图如图所示,忽略空气阻力,从起跳至着地的整个过程中,下列说法正确的是( )
A.该同学所受重力的冲量为0
B.该同学着地过程中地面的支持力大于他的重力
C.着地点是沙池的目的是减小着地前后该同学动量的变化量
D.任意一段时间内重力的冲量的方向都相同
【答案】BD
【详解】AD.根据冲量的定义可知,该同学所受重力的冲量不为0,任意一段时间内重力的冲量的方向都是竖直向下,故A错误,D正确;
B.该同学着地过程中,重心有竖直向上的加速度,处于超重状态,地面的支持力大于他的重力,故B正确;
C.着地点是沙池的目的是为了延长作用时间,根据动量定理可知可以减小地面对该同学的冲击力,但该同学的动量变化量并不减小,故C错误。
故选BD。
14.如图所示,不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的O点,另一端系着小球,小球在水平面内做匀速圆周运动。不计空气阻力,则( )
A.小球运动半周的过程中,合力的功为零
B.小球运动半周的过程中,速度的变化量为零
C.小球运动一周的过程中,合力的冲量为零
D.小球运动一周的过程中,重力的冲量为零
【答案】AC
【详解】A.动能一直不变,所以合力的功始终为零,故A正确;
B.小球做匀速圆周运动,速度大小不变,方向始终在改变,运动半周的过程中速度变化量为
所以速度变化量不为零,故B错误;
C.小球运动一周的过程中,小球动量的改变量为零,所以合力的冲量为零,故C正确;
D.重力的冲量始终不为零,故D错误。
故选AC。
15.一质量为2kg的物块在6N的水平外力作用下在地面上从静止开始做匀加速直线运动,已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小为,则物块在运动2m的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力对物块的冲量大小为
B.外力对物块的冲量大小为
C.摩擦力对物块的冲量大小为
D.合外力对物块的冲量大小为
【答案】AC
【详解】根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动规律有
解得
A.重力对物块的冲量大小,故A正确。
B.外力对物块的冲量大小为,故B错误。
C.摩擦力对物块的冲量大小为,故C正确。
D.合外力对物块的冲量大小为,故D错误。
故选AC。
三、解答题
16.滑板是年轻人喜欢的运动项目。滑板爱好者及滑板总质量,以的初速度沿斜坡匀加速滑下,斜坡的倾角,经的时间下滑位移到达坡底。将人和滑板整体看作质点,设其在下滑过程中所受阻力的大小不变,重力加速度g取10m/s2,求下滑过程中:
(1)滑板及人的加速度的大小a;
(2)滑板及人受到的阻力的大小f;
(3)滑板及人受到的重力的冲量大小I。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据匀变速直线运动规律
解得
(2)根据牛顿第二定律,有
解得
(3)重力的冲量大小
17.一垒球手水平挥动球棒,迎面打击一个以的速度水平飞来的垒球,垒球水平飞出后在离打击点水平距离的垒球场上落地,已知垒球质量,打击点离地面高度,球棒与垒球的作用时间,重力加速度大小,不计空气阻力,求:
(1)垒球水平飞出时的速度大小v;
(2)球棒对垒球的平均作用力的大小F。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)垒球被击出后做平抛运动,设垒球被击出后做平抛运动的时间为t,则有,
解得。
(2)选取垒球被击出后的速度方向为正方向,则有
解得。
18.质量为m的铁锤从距水泥桩高h处自由落下,打在水泥桩上后立即静止。已知铁锤与水泥桩撞击的时间是t,重力加速度取g。求:
(1)铁锤与水泥桩碰撞前瞬间的速度大小v;
(2)水泥桩对铁锤的平均冲击力大小F。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据运动学公式可得
解得
(2)铁锤与水泥桩撞击过程,取竖直向上为正方向,根据动量定理可得
解得
19.在传统制作糍粑的过程中,质量的木槌从某一高度自由落下,刚接触糍粑时的速度大小,木槌与糍粑的相互作用时间,重力加速度。
(1)求木槌刚接触糍粑时的动量大小。
(2)若打击糍粑后木槌速度变为且方向竖直向上,求此过程中糍粑对木槌的平均作用力大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)木槌刚接触糍粑时的动量大小
(2)设竖直向下为正方向,木槌的末动量为
根据动量定理可得
代入数据解得
20.排球运动是一项同学们喜欢的体育运动,为了了解排球的某些性能,某同学让排球从距地面高处自由落下,测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用的时间,第一次反弹的高度,已知排球的质量,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)排球与地面作用过程中动量的变化量;
(2)排球与地面的平均作用力大小F。
【答案】(1)
Δp = 2.97kg·m/s,方向向上
(2)
F = 299.7N
【详解】(1)自由下落过程,有
可得第一次落地前速度大小为,方向竖直向下
又
第一次下落时间
在竖直向上过程
有第一次反弹速度大小为,方向竖直向上
又
第一次反弹上升时间为
设竖直向上为正方向,则有,方向向上
(2)则与地面接触时间为
由动量定理可得
联立方程,解得F=299.7N
答案第10页,共12页
2
学科网(北京)股份有限公司
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