人教版 高中物理 选修3-5 第16章 第2节《动量和动量定理》同步练习

第二节 动量和动量定理

一、多选题 1.

如图所示，小铁块压着一张纸条放在水平桌面上，第一次以速度v抽出纸条后，铁块落在水平地面上的P点．第二次以速度2v抽出纸条，则( )

A．铁块落地点在P点左边 B．铁块落地点在P点右边

C．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次短 D．第二次纸条与铁块的作用时间比第一次长 答案：AC

解析：以不同的速度抽出纸条时，铁块所受摩擦力相同，抽出纸条的速度越大，铁块与纸条相互作用的时间越短，故铁块获得的速度越小，所以正确选项为A、C.

2．关于物体的动量，下列说法中正确的是( ) A．惯性越大的物体，它的动量也越大 B．动量大的物体，它的速度不一定大

C．物体的速度大小不变，则其动量也保持不变

D．运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向 答案：BD

解析：动量的大小由质量和速度的大小共同决定，即p＝mv，惯性大则质量大，但动量不一定大，选项A错误；动量大的物体，可能是速度大，但也有可能是质量大，选项B正确；动量是矢量，其方向与速度方向相同，只有在速度大小、方向均不变时，其动量才保持不变，故选项C错误、选项D正确．

3．下面关于物体动量和冲量的说法，正确的是( ) A．物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大 B．物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定要改变 C．物体动量增量的方向，就是它所受合外力的冲量方向 D．物体所受合外力冲量越大，它的动量变化就越大 答案：BCD

解析：由动量定理可知，物体所受合外力的冲量，其大小等于动量的变化量的大小，方

向与动量增量的方向相同，故A项错，B、C、D项正确。

4．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( )

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，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小

答案：CD

解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，故选项A错；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项B错；由动量定理可知落在水泥地上作用时间短，受到的作用力大，故选项C、D对。

5．一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )

A．地面对他的冲量为mv＋mgΔt B．地面对他的冲量为mv－mgΔt C．地面对他做的功为

12

mv 2D．地面对他做的功为零 答案：AD

解析：取运动员为研究对象，由动量定理得：(F－mg)Δt＝mv－0，I＝FΔt＝mv＋mgΔt，运动员没有离开地面，地面对运动员的弹力做功为零，所以A、D选项正确。

二、填空题

6．一物体从某高处由静止释放，设所受空气阻力恒定，当它下落h时的动量大小为p1，当它下落2h时动量大小为p2，那么p1答案：1p2等于_____________. 2 22解析：物体做初速度为零的匀加速直线运动，v1＝2ah，v2＝2a(2h)，则p1＝m2ah，p2＝m4ah，p1p2＝12． 7．在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t停止，现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木块上滑，若小物块与木块之间的动摩擦因数为μ，则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为__________. 答案：2? 1??解析：本题考查动量定理的应用，意在考查学生对动量和动量定理的理解和应用其解决实际问题的能力．对第一种情况，以小物块为研究对象，设小物块的初速度为v，由动量定理得：－μmg·t＝0－mv，对第二种情况，设减速到零所用的时间为t′，则由动量定理可t′2?得：－mgsin45°·t′－μmgcos45°t′＝0－mv，由以上两式可解得：＝. t1??8．动量相等的甲、乙两车，刹车后沿水平路面滑行，若两车质量之比为面对两车的阻力相同，则两车的滑行时间之比为____________> 答案：11 m甲1?，路m乙2解析：两车滑行时水平方向受阻力Ff作用，在这个力作用下使物体的动量发生变化．若规定以车行驶方向为正方向，－Fft＝0－p，所以两车滑行时间t＝滑行时间t相同。 9．甲、乙物体分别在恒力F1、F2的作用下，沿同一直线运动．它们的动量随时间变化如图所示．设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则F、I的大小关系是__________________. p，当p、Ff相同时，Ff 答案：F1>F2，I1＝I2 解析：冲量I＝Δp，从题图上看，甲、乙两物体动量变化的大小I1＝I2，又因为I1＝F1t1，I2＝F2t2，t2>t1，所以F1>F2. 10．为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水面上升了45 mm.查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×10 kg/m)______________. 答案：0.15 Pa 解析：设圆柱形水杯的横截面积为S，则水杯中水的质量为m＝ρV＝10×45×10S＝45S，由动量定理可得： Ft＝mv，而p＝3－333Fmvmv45s?12，所以p＝＝ Pa＝0.15 Pa. ?StSStS?3600

三、计算题

11．质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.2 s，安全带长5 m, g取10 m/s，则安全带所受的平均冲力的大小是多少？ 答案：安全带所受的平均冲力大小为1 100 N. 解析：选取人为研究对象，人下落过程中由：v＝2gh，得：v＝2gh＝10 m/s， 以竖直向上为正方向，缓冲过程由动量定理得：(F－mg)t＝mv，得：F＝N. 由牛顿第三定律可知，安全带所受的平均冲力大小为1 100 N. 12．宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决，其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变的问题．假设一宇宙飞船以v＝2.0×10 m/s的速度进入密度ρ＝2.0×10 kg/m的微粒尘区，飞船垂直于运动方向上的最大截面积S＝5 m，且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，则飞船要保持速度v，所需推力多大？ 答案：40 N 解析：推力的作用在于使附着在飞船上的微粒具有与飞船相同的速度，设飞船在微粒尘区飞行Δt时间，则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量Δm＝ρSvΔt， 微粒由静止到与飞船一起运动，微粒的动量增加，由动量定理Ft＝Δp得FΔt＝Δmv＝ρSvΔtv， 所以飞船所需牵引力F＝ρSv＝2.0×10×5×(2.0×10) N＝40 N. 13．在水平力F＝30 N的作用下，质量m＝5 kg的物体由静止开始沿水平面运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，若F作用6 s后撤去，撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止？(g取10 m/s2)

答案：12 s

解析：选物体为研究对象，研究整个运动过程，这个过程物体初、末状态的速度都等于零．

取水平力F的方向为正方向， 根据动量定理得：

2－632－632322mv＋mg＝1 100 t