?1.2動量定理提升優(yōu)化（含解析）
一、單選題
1.人從高處跳下，與地面接觸時雙腿彎曲，這樣是為了（??? ）
A.?減少落地時的動量??????????????????????????????????????????????B.?減少動量的變化
C.?減少沖量????????????????????????????????????????????????????????????D.?減小地面對人的沖力（動量的變化率）
2.質(zhì)量為0.5kg的鋼球從高處自由落下，與地面相碰后豎直彈起，落地速度大小為10m/s，反彈速度大小為9m/s，球與地面接觸時間為0.1s，則鋼球與地面碰撞時受到地面對它的平均作用力大小為（g取10m/s2）（?? ）
A.?5.0N????????????????????????????????????B.?90N????????????????????????????????????C.?95N????????????????????????????????????D.?100N
3.一名消防隊員從一平臺上無初速度跳下，下落0.8s后雙腳觸地，接著用雙腿彎曲的方法緩沖，又經(jīng)過0.2s重心停止了下降，在該過程中（不計空氣阻力），可估計地面對他雙腳的平均作用力為（?? ）
A.?自身所受重力的5倍??????B.?自身所受重力的8倍??????C.?自身所受重力的4倍??????D.?自身所受重力的2倍
4.我國在2020年5月31日，利用長征2號丁運載火箭成功將高分九號02星、和德四號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，該火箭是我國目前唯一一款可以在陸地和海上發(fā)射的火箭。 某科研小組將一模型火箭點火升空，若實驗中發(fā)動機在0.1s時間內(nèi)噴射的氣體質(zhì)量約為50g，噴射的氣體速度約為600m/s，則發(fā)動機產(chǎn)生的推力約為（?? ）
A.?120N?????????????????????????????????B.?300N?????????????????????????????????C.?1200N?????????????????????????????????D.?3000N
5.水力采煤是利用高速水流沖擊煤層而進(jìn)行的.假如煤層受到3.6×106N/m2的壓強沖擊即可被破碎,若高速水流沿水平方向沖擊煤層,不考慮水的反向濺射作用,則沖擊煤層的水流速度至少應(yīng)為(?? )
A.?30m/s????????????????????????????????B.?40m/s????????????????????????????????C.?45m/s????????????????????????????????D.?60m/s
6.如圖所示，輪船的外側(cè)懸掛了很多舊輪胎，這樣做的目的是（? ）

A.?縮短碰撞的作用時間，從而減輕對輪船的破壞
B.?減小碰撞中輪船受到的沖量，從而減輕對輪船的破壞
C.?減小碰撞中輪船的動量變化量，從而減輕對輪船的破壞
D.?減小碰撞中輪船受到的沖擊力，從而減輕對輪船的破壞
7.使用高壓水槍作為切割機床的切刀具有獨特優(yōu)勢，得到廣泛應(yīng)用，如圖所示，若水柱截面為S，水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上，之后水速減為零，已知水的密度為ρ，則水對鋼板的沖力為(?? )

A.?ρSv????????????????????????????????????B.?ρSv2????????????????????????????????????C.?ρSv22????????????????????????????????????D.?ρSv2
8.如圖所示，一質(zhì)量為m的滑塊沿光滑的水平面以速度v0運動．遇到豎直的墻壁被反彈回來，返回的速度大小變?yōu)?12 v0 ， 滑塊與墻壁作用時間為t，在滑塊與墻壁碰撞的過程中，以下說法正確的是( ??)

A.?滑塊的動量改變量的大小為 12 mv0????????????????????B.?重力對滑塊的沖量為零
C.?墻壁對滑塊的平均作用力的大小為 3mv02t????????????D.?滑塊的動量改變量的方向與末速度方向相反
9.高空作業(yè)須系安全帶。如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前，人下落的距離為h(可視為自由落體運動)。此后經(jīng)歷時間t安全帶達(dá)到最大伸長，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為(?? )

A.?mght ＋mg????????????B.?m2ght －mg????????????C.?m2ght ＋mg????????????D.?mght －mg
10.如圖所示，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA、mB ， B置于水平面上，A、B之間夾著一個輕彈簧（彈簧和兩物塊均不相連），現(xiàn)用手緩慢向下壓A然后將A從靜止釋放，結(jié)果A離開彈簧時的速度為v．設(shè)物塊A從被釋放到離開彈簧所用的時間為t，不計空氣阻力，已知重力加速度為g，則在t時間內(nèi)地面對B的沖量大小為（?? ）

A.?mAv?????????????????B.?mAv+mAgt?????????????????C.?mAv－mAgt－mBgt?????????????????D.?mAv+mAgt+mBgt
11.如圖所示，在光滑水平面上靜止放著兩個相互接觸的木塊A、B，質(zhì)量分別為m1和m2 ， 今有一子彈水平穿過兩木塊．設(shè)子彈穿過木塊A、B的時間分別為t1和t2 ， 木塊對子彈的阻力大小恒為Ff ， 則子彈穿過兩木塊后，木塊A的速度大小是(?? )

A.?Fft1m1???????????????????????B.?Fft1m1+m2???????????????????????C.?Ff(t1+t2)m1+m2???????????????????????D.?Ff(t1+t2)m1
12.粗糙水平地面上的物體，在一個水平恒力作用下做直線運動，其v-t圖象如圖所示，下列物理量中第1s內(nèi)與第2s內(nèi)相同的是（ ??）

A.?摩擦力的功??????????????????B.?摩擦力的沖量??????????????????C.?水平恒力的功??????????????????D.?水平恒力的沖量
13.來自路邊高樓上的高空墜物常常會對行人造成傷害。設(shè)一個質(zhì)量為20g的小球從16樓（離地高度約為45m）上由靜止墜落，若小球與地面碰撞作用時間為 3×10-3 s，碰撞后小球不再彈起，不計空氣阻力，重力加速度 g=10m/s2 ，則小球?qū)Φ孛娴钠骄饔昧s為其自身重力的（?? ）
A.?1000倍??????????????????????????????B.?2000倍??????????????????????????????C.?5000倍??????????????????????????????D.?10000倍
14.由于居民樓越蓋越高，高空墜物可能對人造成傷害。如果一個5 kg的花盆從一居民樓的27層的窗臺墜落地面，設(shè)與地面的碰撞時間約為3×10-3s，則該花盆對地面產(chǎn)生的沖擊力約為（?? ）
A.?1.5×10-2 N?????????????????????????B.?1.5×102 N?????????????????????????C.?7×103 N?????????????????????????D.?7×104N
15.為了研究物體下落撞擊地面的沖擊力，實驗小組同學(xué)利用落錘沖擊的方式進(jìn)行了相關(guān)實驗探究，空氣阻力和重物與地面的形變忽略不計，g取10m/s2。下表為一次實驗過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。則在重物與地面接觸的時間內(nèi)，重物對地面的平均沖力是（?? ）
重物(包括傳感器)的質(zhì)量m/kg
2.0
重物下落高度H/cm
45
重物反彈高度h/cm
20
重物與地面接觸時間t/s
0.2
A.?70N?????????????????????????????????????B.?50N?????????????????????????????????????C.?30N?????????????????????????????????????D.?20N
16.江西藝人茅榮榮，他以7個半小時內(nèi)連續(xù)顛球5萬次成為新的吉尼斯紀(jì)錄創(chuàng)造者，而這個世界紀(jì)錄至今無人超越．若足球用頭頂起，某一次上升高度為80cm，足球的重量為400g，與頭頂作用時間 Δt 為0.1s，則足球本次在空中的運動時間和足球給頭部的作用力大小分別為（????? ）（空氣阻力不計，g=10m/s2）．
A.?t=0.4s；FN=40N?????????B.?t =0.4s；FN=68N?????????C.?t =0.8s；FN=36N?????????D.?t =0.8s；FN=40N
二、綜合題
17.兩足夠長且不計電阻的光滑金屬軌道如圖甲所示放置，間距為d=0.5m，在左端弧形軌道部分高h(yuǎn)=1.8m處放置一金屬桿a，弧形軌道與平直軌道的連接處光滑無摩擦，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿a、b的電阻分別為Ra= 3Ω、Rb=6Ω，在平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=4T。現(xiàn)桿b以初速度大小v0=6m/s開始向左滑動，同時由靜止釋放桿a，桿a由靜止滑到水平軌道的過程中，通過桿b的平均電流為0.5A；從a下滑到水平軌道時開始計時，a、b運動的速度一時間圖像如圖乙所示（以a運動方向為正方向），其中ma= 3kg，mb= 2kg，g取10m/s2 ， 求∶

（1）桿a在弧形軌道上運動的時間；
（2）桿a在水平軌道上運動過程中通過其截面的電荷量；
（3）在整個運動過程中桿a產(chǎn)生的焦耳熱。
18.已知手機質(zhì)量約為 160g ，從 1.8m 自由掉落，撞擊地面的時間為 0.05s 。不計空氣阻力，手機可看成質(zhì)點，重力加速度大小g取10m/s2 ， 求：
（1）手機落地前瞬間的速度大?。?
（2）手機從開始掉落到落地前瞬間的過程中重力的沖量大?。?
（3）地面對手機的平均作用力大小。
19.如圖所示為某工廠檢測產(chǎn)品質(zhì)量的模型圖，質(zhì)量m=3kg的合格產(chǎn)品（可視為質(zhì)點）在離A點豎直距離為h=2m的地方由靜止釋放，產(chǎn)品沿A點切線方向進(jìn)入質(zhì)量為M=5kg、半徑為R=1.2m的半圓凹槽（邊界厚度可忽略，槽內(nèi)壁和下表面光滑），凹槽緊靠左邊固定豎樁N。產(chǎn)品從C點飛出，并無機械能損失水平飛入平臺EF，產(chǎn)品與平臺之間的動摩擦因數(shù)為0.45，最終停在F點，不合格產(chǎn)品不能到F點，求∶

（1）在B點凹槽軌道對產(chǎn)品的彈力大小；
（2）C、E兩點豎直距離；
（3）平臺EF的長度。

答案解析
1.【答案】 D
【解析】人從高處跳下時，落地時的動量一定，在落地的過程中，動量變化一定的，AB不符合題意；通過膝蓋彎曲時延長了人動量變化的時間；從而減小地面對人體的沖擊力；由動量定理I=Ft可知，可以減小人的動量變化率，不能減小人受到的沖量，C不符合題意，D符合題意．
故答案為：D。
2.【答案】 D
【解析】根據(jù)動量定理有 (mg-FN)·t=mv2-mv1
代入數(shù)據(jù)得 (0.5×10-FN)×0.1=0.5×(-9-10)
解得 FN=100N ，D符合題意，ABC不符合題意。
故答案為：D。
3.【答案】 A
【解析】以向下為正，對消防隊員下落的全程使用動量定理可得： mg(t1+t2)+(-Ft2)=0-0
代入數(shù)據(jù)解得： F=5mg
故答案為：A。
4.【答案】 B
【解析】以噴出的氣體為研究對象，設(shè)t=0.1s內(nèi)噴出的氣體質(zhì)量為m，氣體受到的作用力為F，根據(jù)動量定理可得Ft=mv-0
其中v=600m/s，t=0.1s，m=50g=0.05kg
解得F=300N
根據(jù)牛頓第三定律可知，氣體受到作用力與氣體對火箭的推力為相互作用力，發(fā)動機產(chǎn)生的推力F=300N。
故答案為：B。
5.【答案】 D
【解析】本題考查動量定理． -Ft=0-mv ， m=ρsvt ，得 F=ρsv2 ， v=Fρs=Pρ=60m/s ，
故答案為：D．
6.【答案】 D
【解析】輪船在發(fā)生碰撞如靠岸的過程，外側(cè)懸掛了很多舊輪胎，由動量定理 F?Δt=Δp 知，在動量變化 Δp 相同的情況下，即沖量相同，但延長了碰撞作用時間 Δt ，使得撞擊力 F 變小，從而減輕對輪船的破壞，D符合題意，ABC不符合題意。
故答案為：D。
7.【答案】 B
【解析】設(shè)t時間內(nèi)有V體積的水打在鋼板上，則這些水的質(zhì)量為：m=ρV=ρSvt，以這部分水為研究對象，它受到鋼板的作用力為F，以水運動的方向為正方向，由動量定理有：Ft=0-mv，即： F=-mvt=-ρsv2 ，負(fù)號表示水受到的作用力的方向與水運動的方向相反；由牛頓第三定律可以知道，水對鋼板的沖擊力大小也為ρSv2 ．
故答案為：B。
8.【答案】 C
【解析】AD.以初速度方向為正，有：△P=P2-P1=mv2-mv1=- 12 mv0-mv0=- 32 mv0 ， 所以滑塊的動量改變量的大小 32 mv0 ， 方向與v0的方向相反，AD不符合題意；
B.根據(jù)I=Ft得重力的沖量為I=mgt，不為零，B不符合題意。
C.滑塊對墻壁碰撞過程，由動量定理：Ft=△P=- 32 mv0 ， 解得墻壁對滑塊的平均作用力為 F=-3mv02t ，方向與v0的方向相反，C符合題意；
故答案為：C
9.【答案】 C
【解析】對自由落體運動，有：h= 12 gt12解得： t1=2hg ；規(guī)定向下為正方向，對運動的全程，根據(jù)動量定理，有：mg（t1+t）-Ft=0 ，解得：F= m2ght +mg；
故答案為：C
10.【答案】 D
【解析】對AB的整體在t時間內(nèi)由動量定理： I-(mA+mB)gt=mAv ，解得 I=(mA+mB)gt+mAv ；
故答案為：D
11.【答案】 B
【解析】設(shè)子彈穿過木塊m1時，m1、m2的速度為v1 ， 由動量定理 Fft1=（m1+m2）v1 ， 得v1= Fft1m1+m2 ；
故答案為：B
12.【答案】 D
【解析】由圖像可知，物體在摩擦力和恒力F作用下先向正方向做勻減速運動，然后反向加速，由圖像可知，第1s內(nèi)與第2s內(nèi)的位移不同，則摩擦力的功不同，水平恒力的功也不同，AC不符合題意；第1s內(nèi)與第2s內(nèi)摩擦力的方向不同，則摩擦力的沖量不同，B不符合題意；水平恒力的沖量I=Ft，則水平恒力的沖量相同，D符合題意.
故答案為：D
13.【答案】 A
【解析】小球從45m高處落下著地時的速度大小 v=2gh=30 m/s
根據(jù)動量定理 (F-mg)t=mv
求得 Fmg≈1000
故答案為：A。
14.【答案】 D
【解析】每層樓高約為3m，花盆下落的總高度為h=（27-1）×3m=78m
自由下落時間為 t1=2hg=2×7810s=3.95s
與地面的碰撞時間約為t2=3×10-3s，規(guī)定豎直向下為正方向，全過程根據(jù)動量定理得mg（t1+t2）-Ft2=0
解得地面對花盆的沖擊力為F=6.7×104N≈7×104N
根據(jù)牛頓第三定律，可知花盆對地面產(chǎn)生的沖擊力約為F′=F=7×104N
D符合題意，ABC不符合題意。
故答案為：D。
15.【答案】 A
【解析】由自由落體運動公式得錘下落到地面時的速度大小為 v0=2gH=2×10×45×10-2ms=3ms
錘反彈時的速度大小為 v=2gh=2×10×20×10-2ms=2ms
取向下的方向為正方向，由動量定理有 F'=mv-mv0Δt=-2.0×2kg?ms-2.0×3kg?ms0.2s=-50N
錘受到地面的平均沖力F為 F'=F+mg
F=-50N-2.0×10N=-70N
錘受到地面的平均沖力大小為70N，方向豎直向上，由牛頓第三定律可得錘對地面的平均沖力大小為70N。A符合題意，BCD不符合題意。
故答案為：A。
16.【答案】 C
【解析】足球在空中做豎直上拋運動，自由下落時有 h=12gt12
自由下落的時間 t1=2hg=2×0.8010s=0.4s
足球本次在空中的運動時間 t=2t1=0.8s
豎直上拋的初速度 v=gt1=4m/s
設(shè)豎直向上為正方向，對足球由動量定理 (FN-mg)Δt=mv-(-mv)
頭部給足球的作用力大小 FN=36N
根據(jù)牛頓第三定律，足球給頭部的作用力大小也是36N．
故答案為：C
17.【答案】 （1）設(shè)桿a由靜止滑至弧形軌道與平直軌道連接處時桿b的速度大小為vb0 ， 對桿b運用動量定理，有 BdIΔt=mb(v0-vb0)
其中vb0=3m/s
代入數(shù)據(jù)解得Δt=6 s
（2）對桿a由靜止下滑到平直導(dǎo)軌上的過程中，由動能定理有 magh=12mava2
解得va=6m/s
設(shè)最后a、b兩桿共同的速度為v′，由動量守恒定律得mava-mbvb0=（ma＋mb）v′
代入數(shù)據(jù)解得
v′=2.4m/s
桿a動量的變化量等于它所受安培力的沖量，設(shè)桿a的速度從va到v′的運動時間為Δt′，則由動量定理可得BdI·Δt′=ma（va-v′）
而q=I·Δt′
代入數(shù)據(jù)得q=5.4C
（3）由能量守恒定律可知桿a、b中產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=magh=12mbv02-12(ma+mb) v′2
解得Q=75.6J
b棒中產(chǎn)生的焦耳熱為Q′= 33+6Q =25.2J
【解析】（1）從圖可以得出a到達(dá)水平軌道時b的初速度大??；結(jié)合桿b的動量定理可以求出桿a在弧形軌道運動的時間；
（2）a下滑過程，利用動能定理可以求出a到達(dá)水平軌道的速度大??；由于以ab兩桿為系統(tǒng)，其動量守恒，利用動量守恒定律可以求出兩者共同速度的大??；結(jié)合桿a的動量定理可以求出電荷量的大小；
（3）以a、b桿為系統(tǒng)，利用能量守恒定律可以求出a桿產(chǎn)生的焦耳熱大小。
18.【答案】 （1）解：根據(jù)運動學(xué)規(guī)律可得手機落地前瞬間的速度大小為 v=2gh=2×10×1.8m/s=6m/s
（2）解：手機下落的時間為 t=2hg=2×1.810s=0.6s
手機從開始掉落到落地前瞬間的過程中重力的沖量大小為 I=mgt=0.16×10×0.6N?s=0.96N?s
（3）解：設(shè)地面對手機的平均作用力大小為F，取豎直向下為正方向，由動量定理有 (mg-F)t=0-mv
代入數(shù)據(jù)解得 F=20.8N
【解析】【分析】（1）手機落地前做自由落體運動，利用速度位移公式可以求出落地前速度的大??；
（2）手機做自由落體運動，利用位移公式可以求出下落的時間，結(jié)合重力的大小可以求出重力沖量的大小；
（3）地面對手機產(chǎn)生作用力，利用動量定理可以求出平均作用力的大小。
19.【答案】 （1）解：產(chǎn)品由起點下落至B點則有mg（h+R)= 12mvB2
F向=mvB2R
F=F向+mg
解得F=190N
（2）解：產(chǎn)品下落至凹槽B點后與凹槽水平方向上動量守恒 mvB=(m+M)v2
從起點至C點系統(tǒng)由能量守恒得 mgh=12Mv22+12mv32
產(chǎn)品離開凹槽時的速度為v3=5m/s
凹槽的速度為v2=3m/s
C點產(chǎn)品速度關(guān)系知 v32=v22+vy2 ， 2gh2=vy2
解得vy=4m/s，h2=0.8m
（3）解：由于產(chǎn)品無機械能損失飛人平臺EF，所以vE=3m/s
根據(jù)動能定理得 -μmgxEF=0-12mvE2
解得xEF=1m
【解析】（1）產(chǎn)品從開始下落到B點的過程中，利用機械能守恒定律可以求流程產(chǎn)品到達(dá)B點的速度大小，結(jié)合在B點的牛頓第二定律可以求出軌道對產(chǎn)品的彈力大小；
（2）產(chǎn)品經(jīng)過B點后，在水平方向與凹槽動量守恒；利用動量守恒定律及能量守恒定律可以求出產(chǎn)品離開凹槽的速度大??；利用速度的分解可以求出產(chǎn)品離開凹槽時豎直方向的速度大小，結(jié)合豎直方向的速度位移公式可以求出CE之間豎直方向的距離大?。?br /> （3）產(chǎn)品在EF上做勻減速直線運動，利用動能定理可以求出EF之間的長度。

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊電子課本

2 動量定理

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第一冊

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