鲁科版高中物理选择性必修第一册·第1章第1节 动量和动量定理（同步练习含答案）

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第1节 动量和动量定理

1.  [多选]关于动量，以下说法正确的是(　　)

A.做匀速圆周运动的质点，其动量不随时间发生变化

B.做匀速圆周运动的质点，其动能不随时间发生变化

C.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，每次经过最低点时的动量均相同

D.平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比

2. 关于力的冲量，下列说法正确的是(　　)

A．力越大，力的冲量就越大

B．作用在物体上的力大，力的冲量不一定大

C．静置于地面的物体受水平推力F的作用，经时间t物体仍静止，则此推力的冲量为零

D．若F1与作用时间t1的乘积F1t1的大小等于F2与作用时间t2的乘积F2t2的大小，则这两个冲量相同

3. 有两颗质量不等、在圆轨道上运行的人造地球卫星,用T表示卫星的运行周期,用p表示卫星的动量,则有关轨道半径较大的那颗卫星的周期T、动量p和机械能,下列说法中正确的是              (　　)

A.周期T较大,动量p也一定较大,机械能也大

B.周期T较大,动量p可能较小,机械能不能确定

C.周期T较小,动量p较大,机械能也大

D.周期T较小,动量p也较小,质量大的卫星的机械能也大

4. [多选]A、B两球质量相等，A球竖直上抛，B球平抛，两球的运动过程中空气阻力不计，则在落地前下列说法正确的是(　　)

A.相等时间内，动量的变化大小相等、方向相同

B.相等时间内，动量的变化大小相等、方向不同

C.动量的变化率大小相等、方向相同

D.动量的变化率大小相等、方向不同

5.如图所示,p、p'分别表示物体被作用前、后的动量,短线表示的动量大小为15 kg·m/s,长线表示的动量大小为30 kg·m/s,箭头表示动量的方向。在下列四种情况中,物体动量改变量相同的是 (  )

A.①②    B.②④   C.①③      D.③④

6. 质量为0.2 kg的小球以6 m/s的速度竖直向下落至水平地面上,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,小球动量的变化量Δp和合外力对小球做的功W为 (  )

A.Δp=2 kg·m/s,W=2 J

B.Δp=2 kg·m/s,W=2 J

C.Δp=0.4 kg·m/s,W=2 J

D.Δp=0.4 kg·m/s,W=2 J

7. [多选]大小为F的恒力作用在质量为m的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间t，下列说法正确的是(　)

A．拉力F对物体的冲量大小为零

B．拉力F对物体的冲量大小为Ft

C．拉力F对物体的冲量大小为Ftcos θ

D．合力对物体的冲量大小为零

8. 如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动，经过时间t1速度变为零然后又下滑，经过时间t2回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度为.在整个过程中，重力对滑块的总冲量为(　　)

A．mgsin θ(t1＋t2)   B．mgsin θ(t1－t2)

C．mg(t1＋t2)       D．0

9.质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球以原速率反向弹回。关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法正确的是(  )

A．子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等

B．子弹对墙的冲量最小

C．橡皮泥对墙的冲量最小

D．钢球对墙的冲量最小

10.水平面上有质量相等的两个物体，水平推力分别作用在上．一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的图线如图所示，图中.则整个过程中(　　)

A．F1的冲量等于的冲量

B．F1的冲量小于的冲量

C．摩擦力对物体的冲量等于摩擦力对物体的冲量

D．合外力对物体的冲量等于合外力对b物体的冲量

11.在公园里有多个高度相同、倾角不同的滑梯，一名小孩从静止沿不同滑梯的光滑斜面下滑至底端，小孩的动量是否相同？如果小孩质量为20 kg，斜面倾角为30°，高为5 m，取g=10 m/s2。求小孩下滑过程中的重力、支持力、合力的冲量。

12.在某轿车的撞击实验中，有一质量为60 kg的人体模型坐在驾驶位置，轿车以108 km/h的速度撞到坚固的墙，假设该模型与车皆在0.2 s内停下。

（1）此模型在水平方向所受力的平均值为多少？

（2）有人认为，在类似的事故中，如果人用双手抵住方向盘，便可止住突然向前倾倒的身体。请对上述看法作出评价，并说出你的依据。

13.一名80 kg的特技演员从一个距离地面5 m高的窗户跳出，触地瞬间他的速度是多少？若他落在一个大安全气垫上，在1.5 s后静止，这一过程中他感受到的平均作用力是多大？如果他直接落到地上呢？（假设碰撞时间t=0.01 s）哪种情况下特技演员受到的伤害大？（g取

10 m/s2）

14.有一艘宇宙飞船，它的正面面积S=3.5 m2，以v=2×103 m/s的速度飞入一宇宙微粒尘区，此尘区每立方米空间有一个微粒，微粒的平均质量m=2×10-7 kg。要使飞船速度保持不变，飞船的牵引力应增加多少？（设微粒与飞船外壳碰撞后附于飞船上）

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第1节 动量和动量定理

参考答案

1.BD  2. B  3.B  4.AC  5.C   6.A  7.BD  8.C  9.B  10.BD

11.解：设滑梯倾角为θ，如图所示

则小孩运动的位移x=

因为斜面光滑，则小孩只受自身重力和滑梯的支持力

则根据牛顿第二定律

F合=mgsin θ=ma

所以小孩下滑的加速度a=gsin θ

则小孩滑到底端时速度v2=2ax=2gsin θ·=2gh

即v=，方向沿滑梯斜向下，

所以小孩的动量p=mv大小相同，与滑梯倾角无关，但方向不同，与滑梯倾角有关。

小孩下滑到滑梯底端所用时间为t

由x=得t==·

代入数据解得t=2 s

重力的冲量I1=mgt=20×10×2 N·s=400 N·s，方向竖直向下；

支持力的冲量I2=Nt=mgcos θ·t=20×10××2 N·s= N·s，方向垂直斜面向上；

合力的冲量I3=F合t=mgsin θ·t=20×10××2 N·s=200 N·s，方向沿斜面向下。

12. 解：（1）取初速度方向为正方向，由题意知：

v1=108 km/h=30 m/s，v2=0，t=0.2 s

据动量定理Ft = mv2 mv1，得

=== 9×103 N

该模型在水平方向所受力的平均值大小为9×103 N，方向与运动方向相反。

（2）如果双手抵在方向盘上，胳膊在轿车撞墙过程受到的水平力约为9×103 N，相当于人举起900 kg重的物体所需的力，很明显人的胳膊是不能承受9×103 N的冲击力的。

13. 解：特技演员跳出后做自由落体运动，

由公式v2=2gh得

触地瞬间他的速度v==10 m/s

以向下为正方向，落地瞬间特技演员的动量p1=mv，

停下来时p2=0

则在安全气垫上特技演员受重力和安全气垫的作用力，

由动量定理得（mg+F1）t1=p2-p1=-mv

则F1=mg = = 1 333.3 N

负号表示平均作用力的方向竖直向上，即他受到的平均作用力大小约为1.3×103 N。

若直接落到地上，由动量定理得（mg+F2）t = p2p1 = mv

则F2=mg = = =80 800 N

负号表示平均作用力的方向竖直向上，即他受到的平均作用力大小约8.1×104 N。

可以看出直接落到地上特技演员受到的伤害大。

14. 解：选在时间Δt内与飞船碰撞的微粒为研究对象。

则其质量等于底面积为S、高为vΔt的圆柱体内微粒的质量，建立模型如图所示。

即M=mSvΔt，初动量为0，末动量为Mv，

设飞船对微粒的作用力为F，则由动量定理得

FΔt=Mv-0

整理得F===mSv2。

根据牛顿第三定律，微粒对飞船的撞击作用力大小等于mSv2。

则飞船要保持原速度匀速飞行牵引力应增加F′=F=mSv2

代入数据得F′=2.8 N。

点评：此题在于建立模型，选在Δt时间内与飞船碰撞的微粒为研究对象，表示出其质量，再根据动量定理求解。