2019-2020年高中物理 第16章 第2節(jié) 動量和動量定理練習(xí) 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第16章 第2節(jié) 動量和動量定理練習(xí) 新人教版選修3-5 1．動量． (1)定義：運(yùn)動物體的質(zhì)量和它的速度的乘積叫作物體的動量． (2)表達(dá)式：p＝mv． (3)單位：千克米每秒，符號kgm/s. (4)方向：動量是矢量，它的方向與速度的方向相同． 2．動量定理． (1)沖量(I)． ①定義：物理學(xué)中把力與力作用時間的乘積叫作力的沖量，常用字母I表示，表達(dá)式為I＝FΔt． ②沖量的單位是牛秒(Ns)． ③沖量是矢量，恒力的沖量方向與恒力方向一致，沖量的運(yùn)算遵守平行四邊形定則． ④沖量是過程量，它是力對時間的積累． (2)動量定理：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量，其表達(dá)式為I＝p′－p＝Δp，也可寫成FΔt＝Δp＝p′－p＝mv′－mv． 1．下列關(guān)于動量的說法中正確的是(D) A．質(zhì)量大的物體動量一定大 B．質(zhì)量和速率都相同的物體的動量一定相同 C．一個物體的速率改變，它的動量不一定改變 D．一個物體的運(yùn)動狀態(tài)變化，它的動量一定改變 解析：根據(jù)動量的定義p＝mv，它由速度和質(zhì)量共同決定，故A錯；又因動量是矢量，它的方向與速度方向相同，而質(zhì)量和速率都相同的物體，其動量大小一定相同，方向不一定相同，故B錯；一個物體速率改變則它的動量大小一定改變，故C錯；物體的運(yùn)動狀態(tài)變化指速度發(fā)生變化，它的動量也就發(fā)生了變化，故D對． 2．(多選)關(guān)于物體的動量，下列說法中正確的是(BD) A．慣性越大的物體，它的動量也越大 B．動量大的物體，它的速度不一定大 C．物體的速度大小不變，則其動量也保持不變 D．運(yùn)動物體在任一時刻的動量的方向一定是該時刻的速度方向 解析：動量的大小由質(zhì)量和速度的大小共同決定，即p＝mv，慣性大則質(zhì)量大，但動量不一定大，選項A錯誤；動量大的物體，可能是速度大，但也有可能是質(zhì)量大，選項B正確；動量是矢量，其方向與速度方向相同，只有在速度大小、方向均不變時，其動量才保持不變，故選項C錯誤、選項D正確． 3．(xx西安高二期末)下列說法正確的是(B) A．動能為零時，物體一定處于平衡狀態(tài) B．物體受到恒力的沖量也可能做曲線運(yùn)動 C．物體所受合外力不變時，其動量一定不變 D．動能不變，物體的動量一定不變 解析：動能為零時，速度為零，而加速度不一定等于零，物體不一定處于平衡狀態(tài)，選項A錯誤；物體受恒力，也可能做曲線運(yùn)動．如平拋運(yùn)動，選項B正確；合外力不變，加速度不變，速度均勻變化，動量一定變化，C項錯誤；動能不變，若速度的方向變化，動量就變化，選項D錯誤． 4．關(guān)于沖量，下列說法正確的是(A) A．沖量是物體動量變化的原因 B．作用在靜止物體上的力的沖量一定為零 C．動量越大的物體受到的沖量越大 D．沖量的方向就是物體受力的方向 解析：力作用一段時間便有了沖量，而力作用一段時間后，物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化，物體的動量就發(fā)生了變化．因此說沖量是物體動量變化的原因，A選項正確；只要有力作用在物體上，經(jīng)歷一段時間，這個力便有了沖量I＝Ft，與物體處于什么狀態(tài)無關(guān)，物體運(yùn)動狀態(tài)的變化情況是所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果，所以B選項不正確；物體所受沖量I＝Ft與物體的動量的大小p＝mv無關(guān)，C選項不正確；沖量是一個過程量，只有在某一過程中力的方向不變時，沖量的方向才與力的方向相同，故D選項不正確． 5．籃球運(yùn)動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球．接球時，兩手隨球迅速收縮至胸前．這樣做可以(B) A．減小球?qū)κ值臎_量 B．減小球?qū)θ说臎_擊力 C．減小球的動量變化量 D．減小球的動能變化量 解析：接球過程中，球的初動量和末動量一定，所以球的動量變化量恒定不變，選項C錯誤；根據(jù)動量定理，手對球的沖量等于球動量的改變量，也恒定不變，球?qū)κ值臎_量也不變，選項A錯誤；球的初動能和末動能一定，所以球的動能變化量恒定不變，選項D錯誤；根據(jù)動量定理I＝Ft，球?qū)κ值臎_量I不變，接球時兩手隨球迅速收縮至胸前，是通過延長受力時間以減小球?qū)θ说臎_擊力F，所以選項B正確． 6．在距地面高為h處，同時以相等的初速度v0分別平拋、豎直上拋、豎直下拋一質(zhì)量相等的物體m，當(dāng)它們從拋出到落地時，比較它們的動量的增量Δp，有(B) A．平拋過程Δp較大 B．豎直上拋過程Δp較大 C．豎直下拋過程Δp較大 D．三者一樣大 解析：三種運(yùn)動中的物體均只受重力，分析他們運(yùn)動的時間不同，即可求得沖量的大小關(guān)系，再由動量定理求出動量的增量．三個小球中豎直上拋的物體運(yùn)動時間最長，而豎直下拋的物體運(yùn)動時間最短，故它們重力的沖量，豎直上拋的物體最大，則由動量定理I＝Δp可得，豎直上拋的物體動量的增量最大，故B正確． 7．一位質(zhì)量為m的運(yùn)動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v.在此過程中(B) A．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為 B．地面對他的沖量為mv＋mgΔt，地面對他做的功為零 C．地面對他的沖量為mv，地面對他做的功為 D．地面對他的沖量為mv－mgΔt，地面對他做的功為零 解析：首先，由動量定理可知，合外力的沖量等于運(yùn)動員動量的改變量，有表達(dá)式IG＋I(xiàn)F＝Δp，即－mgΔt＋I(xiàn)F＝mv－0，IF＝mv＋mgΔt，地面對運(yùn)動員的作用力只有支持力，所以地面對運(yùn)動員的沖量為mv＋mgΔt，排除C、D選項；另外，由于地面對運(yùn)動員的支持力的作用點(diǎn)未發(fā)生位移，所以支持力對運(yùn)動員不做功，故該題正確選項為B. 8．從同樣高度落下的玻璃杯，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(D) A．掉在水泥地上的玻璃杯動量小，而掉在草地上的玻璃杯動量大 B．掉在水泥地上的玻璃杯動量改變小，掉在草地上的玻璃杯動量改變大 C．掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大，掉在草地上的玻璃杯動量改變小 D．掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時作用力大，而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時作用力小 解析：玻璃杯從同樣高度落下，到達(dá)地面時具有相同的速度，即具有相同的動量，與地面相互作用后都靜止．所以兩種地面的情況中玻璃杯動量的改變量相同，故A、B、C錯誤；落在水泥地上時，作用時間短，故作用力大，落在草地上時，作用時間長，故作用力小，故D正確． 9．豎直上拋一個物體，不計阻力，取向上為正方向，則物體在空中運(yùn)動的過程中，動量變化Δp隨時間t變化的圖線是下圖中的(C) 解析：本題中圖線的斜率代表重力，故斜率為定值．重力的方向豎直向下，與規(guī)定的正方向相反，因此斜率為負(fù)，故正確選項為C. 10．(xx上海卷)動能相等的兩物體A、B在光滑水平面上沿同一直線相向而行，它們的速度大小之比vA∶vB＝2∶1，則動量大小之比pA∶pB＝________；兩者碰后粘在一起運(yùn)動，其總動量與A原來動量大小之比p∶pA＝____________． 解析：動能Ek＝，則m＝， 兩物體質(zhì)量之比：； 物體的動量為：p＝， 兩物體動量之比：＝＝＝＝； 以B的初動量方向為正方向，A、B碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得： pB－pA＝p， 解得：p＝pA， A、B碰撞后總動量與A原來動量大小之比為p∶pA＝pA∶pA＝1∶1. 答案：1∶2　1∶1 11．在水平力F＝30 N的作用下，質(zhì)量m＝5 kg的物體由靜止開始沿水平面運(yùn)動．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物體還能向前運(yùn)動多長時間才停止？(g取10 m/s2) 解析：選物體為研究對象，研究整個運(yùn)動過程，這個過程物體初、末狀態(tài)的速度都等于零． 取水平力F的方向為正方向， 根據(jù)動量定理得： (F－μmg)t1＋(－μmg)t2＝0， 解得：t2＝t1＝6 s＝12 s. 答案：12 s 12．中國女子冰壺隊獲得了世界錦標(biāo)賽冠軍后，引起了人們對冰壺運(yùn)動的關(guān)注．冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡化為如下過程：如圖所示，運(yùn)動員將靜止于O點(diǎn)的冰壺(視為質(zhì)點(diǎn))沿直線OO′推到A點(diǎn)放手，此后冰壺沿AO′滑行，最后停于C點(diǎn)．已知冰面和冰壺間的動摩擦因數(shù)為μ，冰壺質(zhì)量為m，AC＝l，CO′＝r，重力加速度為g. (1)求冰壺在A點(diǎn)的速率； (2)求冰壺從O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動過程中受到的沖量大小； (3)若將BO′段冰面與冰壺間的動摩擦因數(shù)減小為0.8μ，原只能滑到C點(diǎn)的冰壺能停于O′點(diǎn)，求A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離． 解析：(1)對冰壺，設(shè)在A點(diǎn)時的速度為v1，從A點(diǎn)放手到停止于C點(diǎn)應(yīng)用動能定理有： －μmgL＝，解得：v1＝. (2)對冰壺，從O到A，設(shè)冰壺受到的沖量為I，應(yīng)用動量定理有： I＝mv1－0，解得：I＝m. (3)設(shè)AB之間距離為s，對冰壺，從A到O′的過程，應(yīng)用動能定理， －μmgs－0.8μmg(L＋r－s)＝0－，解得：s＝L－4r. 答案：(1)v1＝　(2)I＝m　(3)s＝L－4r