微专题1 动量定理的应用 同步作业 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

微专题1 动量定理的应用 同步作业 一.选择题: 1．如图描述的是竖直上抛物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线．若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是(　　) 2.甲、乙两物体分别在力大小为F1、F2的力的作用下做直线运动，甲在t1时间内，乙在t2时间内动量p随时间t变化的pt图像如图所示，设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1，乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是(　　) A．F1>F2，I1＝I2 B．F1<F2，I1<I2 C．F1>F2，I1>I2 D．F1＝F2，I1＝I2 3．一质量为4 kg的物块在合外力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＝1 s时物块的速率为4 m/s B．t＝2 s时物块的动量大小为0.5 kg·m/s C．t＝3 s时物块的速率为0.75 m/s D．t＝4 s时物块的速度为零 4．我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为(　　) A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg 5．人们对手机的依赖性越来越强，如图所示，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况．若手机质量为120 g，从离人眼约20 cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到的手机的冲击时间约为0.2 s，取重力加速度g＝10 m/s2，下列分析正确的是(　　) A．手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48 kg·m/s B．手机对眼睛的冲量大小约为0.48 N·s C．手机对眼睛的冲量方向竖直向上 D．手机对眼睛的作用力大小约为0.24 N 6．(2025·广东省部分高中高三上联考)如图所示，在轮船的船舷和码头的岸边一般都固定有橡胶轮胎，轮船驶向码头停靠时与码头发生碰撞，对于这些轮胎的作用，下列说法正确的是(　　) A．减小轮船与码头碰撞过程中所受的冲量 B．减小轮船与码头碰撞过程中动量的变化量 C．延长轮船与码头碰撞时的作用时间，以减小碰撞时轮船与码头之间的作用力 D．增大轮船与码头碰撞时受到的作用力 7．蹦极是一项刺激的极限运动，如图，运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处，从几十米高处跳下(忽略空气阻力)．在某次蹦极中质量为60 kg的人在弹性绳绷紧后又经过2 s人的速度减为零，假设弹性绳长为45 m．下列说法正确的是(重力加速度为g＝10 m/s2)(　　) A．绳在绷紧时对人的平均作用力大小为750 N B．运动员在向下运动的整个过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量相同 C．运动员在弹性绳绷紧后动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量 D．运动员在向下运动的整个过程中重力冲量与弹性绳作用力的冲量大小相同 8.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零．不计空气阻力，重力加速度为g.关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是(　　) A．小球的机械能减少了mg(H＋h) B．小球克服阻力做的功为mgh C．小球所受阻力的冲量等于m D．小球动量的变化量等于所受阻力的冲量 9．在气象学上，按风力大小可划分为十二个等级，当风力达到6级以上时，人逆风行走就会很困难。我们可以在风洞中模拟人体在大风中的受力情况，将一模型放在水平地面上，模型与地面间的最大静摩擦力为294 N，其与水平方向的风作用的有效面积为1.2 m2，空气的密度为1.25 kg/m3，风吹到模型表面上速度立刻减为0，则在确保不被风吹动的前提下，该模型能够承受水平方向的最大风速为(　　) A．7.0 m/s B．14.0 m/s C．19.8 m/s D．28.0 m/s 10.一宇宙飞船的横截面积为S，以v0的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，单位体积内有n颗尘埃，每颗尘埃的质量为m，若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在飞船上，不计其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力为(　　) A．Snmv B．2Snmv C．Snmv D．2Snmv 二．计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 11.如图所示，质量m＝2 kg的物体，在水平力F＝8 N的作用下由静止开始沿水平面向右运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用了t1＝6 s后撤去，撤去F后又经t2＝2 s物体与竖直墙相碰，若物体与墙壁作用时间t3＝0.1 s，碰墙后反向弹回的速度大小v′＝6 m/s，求墙壁对物体的平均作用力大小．(g取10 m/s2) 12．如图所示，在光滑水平面右端B点处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆形轨道BC，在距离B为x的A点，用一个较大的水平力向右瞬间弹击质量为m的小钢球，使其获得一个水平向右的初速度，小钢球到达B点后沿半圆形轨道运动，刚好到达C点，已知重力加速度为g，求： (1)小钢球经过C时的速度大小； (2)在A点，这个瞬间弹击小钢球的力的冲量大小． 13.如图所示，塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具，但是也有儿童眼睛被水枪击伤的报道，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题．水枪产生的水柱对目标的冲击力与枪口直径、出水速度等因素相关．设有一水枪，枪口直径为d，出水速度为v，储水箱的体积为V. (1)水枪充满水可连续用多少时间？ (2)设水的密度为ρ，水柱水平地打在竖直平面(目标)上后速度变为零，则水柱对目标的冲击力是多大？你认为要控制水枪威力关键是控制哪些因素？不考虑重力、空气阻力等的影响，认为水柱到达目标的速度与出枪口时的速度相同． 参考答案: 1.答案　C解析　由动量定理得Δp＝I＝－mgt，故选项A错误，C正确；又因为＝F＝－mg，故选项B、D错误． 2.答案　A解析　由F＝知F1>F2，由I＝Δp知I1＝I2，选项A正确． 3.答案　D解析　根据动量定理Ft＝mv－0，得t＝1 s时物块的速率为v1＝0.25 m/s，A错误；t＝2 s时，动量大小p2＝Ft2＝1×2 kg·m/s＝2 kg·m/s，B错误；t＝3 s时，动量变化量为Δp＝－1×2 kg·m/s＋1×1 kg·m/s＝mv3，得v3＝－0.25 m/s，C错误；0～4 s内的冲量为0，故v4＝0，D正确． 4.答案　B解析　设1 s时间内喷出的气体的质量为m，喷出的气体与该发动机的相互作用力为F，由动量定理有Ft＝mv－0，则m＝＝ kg＝1.6×103 kg，选项B正确． 5.答案　B解析　根据自由落体运动规律得v＝＝ m/s＝2 m/s，选取向上为正方向，手机与眼睛作用后手机的速度变成0，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为Δp＝0－(－mv)＝0.12×2 kg·m/s＝0.24 kg·m/s，A错误；手机与眼睛接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，由动量定理得Iy－mgt＝Δp，代入数据可得：Iy＝0.48 N·s，眼睛对手机的作用力F＝＝ N＝2.4 N，手机对眼睛的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等，方向相反，作用的时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小约为0.48 N·s，作用力大小约为2.4 N，方向竖直向下，故B正确，C、D错误． 6.答案　C解析　对轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初、末速度不受轮胎影响，轮船的动量变化量不变，根据动量定理，轮船受到的冲量也不变，A、B错误；轮胎可以延长轮船与码头碰撞时的作用时间，根据动量定理可知，轮胎可以减小轮船和码头因碰撞受到的作用力，C正确，D错误。 7.答案　D解析　绳刚绷紧时人的速度大小为v＝＝ m/s＝30 m/s，在绷紧的过程中根据动量定理有(F－mg)t＝0－(－mv)，解得F＝1 500 N，故A错误；运动员在向下运动的整个过程中动量的变化为零，即重力冲量与弹性绳作用力的冲量等大反向，故B错误，D正确；根据动量定理可知，运动员在弹性绳绷紧后，动量的改变量等于弹性绳作用力的冲量与重力冲量的矢量和，故C错误． 8.答案　A解析　在整个过程中，小球动能变化量为零，重力势能减小mg(H＋h)，则小球的机械能减小了mg(H＋h)，所以A正确；对全过程运用动能定理得，mg(H＋h)－WF＝0，则小球克服阻力做功WF＝mg(H＋h)，故B错误；根据运动学规律，落到地面的速度v＝，对进入泥潭的过程运用动量定理得：IG－IF＝0－m，可知阻力的冲量大为：IF＝IG＋m，即大于m，故C错误；对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误． 9.答案　B解析　设该模型能够承受水平方向的最大风速为v，此时t时间内吹到模型上的空气质量为m＝ρSvt，其中ρ为空气的密度，S为模型与水平方向的风作用的有效面积，根据平衡条件可知，此时风对模型的作用力大小为F＝f＝294 N，根据牛顿第三定律知，模型对风的作用力大小为F′＝F，以t时间内吹到模型上的空气为研究对象，取风速方向为正方向，根据动量定理有－F′t＝0－mv，联立解得v＝14.0 m/s，故B正确。 10.答案　A解析　时间Δt内粘在飞船上的尘埃质量为M＝v0ΔtSnm，对粘在飞船上的尘埃，取飞船航行方向为正方向，由动量定理得FΔt＝Mv0－0，解得飞船对这些尘埃的作用力为F＝nmvS；根据牛顿第三定律及平衡条件，可知为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力F′＝F＝Snmv，故选A。 11.答案　280 N 解析　选物体为研究对象，在t1时间内其受力情况如图甲所示，撤去F后，物体受力如图乙所示， 选F的方向为正方向，根据动量定理得：(F－μmg)t1－μmgt2＝mv 解得v＝8 m/s 物体与墙壁作用后速度变为向左，根据动量定理得 t3＝－mv′－mv 解得＝－280 N 故墙壁对物体的平均作用力大小为280 N. 12.答案　(1)　(2)m 解析　(1)小钢球经过C点时，恰好由重力提供圆周运动所需的向心力， 即mg＝ ① 由①得vC＝. ② (2)小钢球由B→C机械能守恒，所以有：mvB2＝mvC2＋2mgR③ 由②和③得vB＝ 设在A点瞬间弹击小钢球的力F的冲量大小为I， 则应用动量定理有：I＝mvA 由A到B小球做匀速直线运动，所以vA＝vB 即I＝mvB＝m. 13.答案　(1)　(2)πρd2v2　控制枪口直径d和出水速度v 解析　(1)设Δt时间内，从枪口喷出的水的体积为ΔV， 则ΔV＝vS·Δt， S＝π2， 所以单位时间内从枪口喷出的水的体积为＝πvd2 水枪充满水可连续用的时间t＝＝. (2)Δt时间内从枪口喷出的水的质量 m＝ρΔV＝ρSvΔt＝ρ·π2vΔt＝ρπd2vΔt. 质量为m的水在Δt时间内与目标作用，由动量定理有I＝Δp， 以水流的方向为正方向，得 －FΔt＝0－ρπd2vΔt·v＝0－ρπd2v2Δt，解得F＝πρd2v2. 根据牛顿第三定律可知，水柱对目标的冲击力大小F′＝F＝πρd2v2 可见，要控制水枪威力关键是要控制枪口直径d和出水速度v. 学科网（北京）股份有限公司 $