高中物理人教版 (2019)選擇性必修第一冊(cè)2 動(dòng)量定理精品當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?1.2 動(dòng)量定理
基礎(chǔ)知識(shí)梳理

一、沖量
(1)定義：力和力的的乘積.
(2)公式：I＝ .
(3)沖量是，求沖量時(shí)一定要明確是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量.
(4)沖量是，若是恒力的沖量，則沖量的方向與該恒力的方向 .
(5)沖量的作用效果：使物體的發(fā)生變化.
二、動(dòng)量定理
(1)內(nèi)容：物體在一個(gè)過(guò)程始末的變化量等于它在這個(gè)過(guò)程中所受力的 .
(2)表達(dá)式：mv′－mv＝或p′－p＝ .
典型例題分析

考點(diǎn)一：沖量的定義
【例1】下列關(guān)于沖量、動(dòng)量、動(dòng)能的說(shuō)法中正確的是（　?。?br /> A．物體的動(dòng)量增大2倍，其動(dòng)能也增大2倍
B．物體合外力的沖量不為零，其動(dòng)量變化量和動(dòng)能變化量一定不為零
C．由沖量的定義式可知，沖量是矢量，沖量的方向一定與物體受力方向相同
D．由動(dòng)量的定義式可知，動(dòng)量是矢量，動(dòng)量的方向與速度的方向相同
【變式練習(xí)】
1．放在水平桌面上的物體質(zhì)量為m，用一個(gè)大小為F的水平推力推它，物體始終不動(dòng)，那么時(shí)間t內(nèi)，推力對(duì)物體的沖量大小是（g為重力加速度）（　　）

A．Ft B．mgt C．0 D．無(wú)法計(jì)算
2．質(zhì)量都為m、均可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物體A、B，并排靜止在光滑水平面上，俯視圖如下。現(xiàn)對(duì)物體A施加一個(gè)水平恒力F，同時(shí)給物體B施加一個(gè)與力F同方向的瞬時(shí)沖量，使兩物體同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t秒后，兩物體重新相遇，則施加給物體B的沖量為（　?。?br />
A． B． C． D．0

考點(diǎn)二：動(dòng)量定理的內(nèi)容和表達(dá)式
【例2】一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體在合力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（　?。?br />
A．0~4s內(nèi)，F(xiàn)的沖量大小為 B．第2s末時(shí)，物體的動(dòng)量大小是
C．第4s末時(shí)，物體的動(dòng)量大小是 D．第2s末時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變
【變式練習(xí)】
1．設(shè)一個(gè)50 g雞蛋從25樓的窗戶自由落下，與地面的碰撞時(shí)間約為，已知相鄰樓層的高度差約為3m，則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為（　?。?br /> A．10 N B．102N C．103N D．104 N
2．將一籃球斜向上拋出（不計(jì)空氣阻力），在籃球落地前，下列說(shuō)法正確的（　?。?br /> A．動(dòng)量的方向不變 B．動(dòng)量變化量的方向時(shí)刻在變化
C．相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量越來(lái)越大 D．相等時(shí)間內(nèi)合力的沖量相同

考點(diǎn)三：求恒力的沖量
【例3】如圖所示，一物體在與水平面成角的拉力F作用下勻速前進(jìn)了時(shí)間t，則（???????）

A．拉力F對(duì)物體的沖量大小為 B．拉力F對(duì)物體的沖量大小為
C．合外力對(duì)物體的沖量大小為 D．合外力對(duì)物體的沖量大小為
【變式練習(xí)】
1．一質(zhì)量為的物塊在的水平外力作用下在地面上從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小為，則物塊在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A．重力對(duì)物塊的沖量大小為 B．外力對(duì)物塊的沖量大小為
C．摩擦力對(duì)物塊的沖量大小為 D．合外力對(duì)物塊的沖量大小為
2．人們對(duì)手機(jī)的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，有些人喜歡平躺著看手機(jī)，經(jīng)常出現(xiàn)手機(jī)砸傷臉的情況。若手機(jī)質(zhì)量為160g，從離人臉約20cm的高度處無(wú)初速度掉落，砸到人臉后手機(jī)未反彈，人臉受到手機(jī)的沖擊時(shí)間約為0.1s，重力加速度g取10，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．手機(jī)對(duì)人臉的沖量方向豎直向上
B．手機(jī)對(duì)人臉的平均沖力大小約為4.8N
C．手機(jī)對(duì)人臉的沖量大小約為0.32N·s
D．手機(jī)與人臉作用過(guò)程中動(dòng)量變化量大小約為0.48kg·m/s

考點(diǎn)四：用動(dòng)量定理解釋緩沖現(xiàn)象
【例4】從同一高度自由下落的玻璃杯，掉在水泥地面上易碎，掉在軟泥地面上不易碎，這是因?yàn)椋ā　。?br /> A．掉在水泥地面上，玻璃杯的動(dòng)量大
B．掉在水泥地面上，玻璃杯受到的水泥地的作用力大
C．掉在水泥地面上，玻璃杯受到的沖量大
D．掉在水泥地面上，玻璃杯的動(dòng)量變化大
【變式練習(xí)】
1．汽車的安全性是一個(gè)日益突出的問(wèn)題。汽車如果發(fā)生劇烈碰撞，車內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿氣體，若碰撞后汽車的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零，關(guān)于安全氣囊在此過(guò)程中發(fā)揮的作用,下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A．增加了司機(jī)單位面積的受力大小 B．延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并減小了沖力
C．使司機(jī)受到的沖量減少 D．減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量
2．為保護(hù)航天員安全，飛船上使用了降落傘、反推火箭、緩沖座椅三大裝置，在距離地面大約1m時(shí)，返回艙的4個(gè)反推火箭點(diǎn)火工作，返回艙最終安全著陸。把返回艙從離地1m開始減速到安全著陸稱為著地過(guò)程。關(guān)于反推火箭的作用，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A．減小著地過(guò)程中返回艙和航天員的動(dòng)量變化
B．減小著地過(guò)程中返回艙和航天員所受的沖量
C．減小著地過(guò)程的作用時(shí)間
D．減小著地過(guò)程返回艙和航天員所受的平均沖力
方法探究

一、動(dòng)量定理的推導(dǎo)
如圖，一個(gè)質(zhì)量為m的物體(與水平面無(wú)摩擦)在水平恒力F作用下，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，速度從v變?yōu)関′.

物體在這個(gè)過(guò)程中的加速度a＝
根據(jù)牛頓第二定律F＝ma
可得F＝m
整理得：Ft＝m(v′－v)＝mv′－mv
即Ft＝mv′－mv＝Δp.
二、對(duì)動(dòng)量定理的理解
(1)動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因.
(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式Ft＝mv′－mv是矢量式，運(yùn)用動(dòng)量定理解題時(shí)，要注意規(guī)定正方向.
(3)公式中的F是物體所受的合外力，若合外力是均勻變化的力，則F應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.
三、動(dòng)量定理的應(yīng)用
(1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象.
①物體的動(dòng)量變化量一定時(shí)，力的作用時(shí)間越短，力就越大，反之力就越小.
②作用力一定時(shí)，力的作用時(shí)間越長(zhǎng)，動(dòng)量變化量越大，反之動(dòng)量變化量就越小.
(2)應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟.
→→

四、在用動(dòng)量定理進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)注意：
(1)列方程前首先選取正方向；
(2)分析速度時(shí)一定要選取同一參考系，一般選地面為參考系；
(3)公式中的沖量應(yīng)是合外力的沖量，求動(dòng)量的變化量時(shí)要嚴(yán)格按公式，且要注意動(dòng)量的變化量是末動(dòng)量減去初動(dòng)量.
五、利用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象的問(wèn)題主要有三類：
(1)Δp一定，t短則F大，t長(zhǎng)則F小.
(2)F一定，t短則Δp小，t長(zhǎng)則Δp大.
(3)t一定，F(xiàn)大則Δp大，F(xiàn)小則Δp小.
課后小練

一、單選題
1．“守株持兔"是眾所周知的寓言故事．假設(shè)兔子質(zhì)量為，以的速度奔跑，撞樹后幾乎不反彈、作用時(shí)間約為，則兔子受到的平均撞擊力大小為（???????）
A． B． C． D．
2．2022年4月16日9時(shí)56分，神舟十三號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。返回艙降落到距地面1m的高度時(shí)，飛船配備的四臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，該返回艙的速度在0.2s內(nèi)由8m/s降到2m/s的安全速度。已知返回艙的總質(zhì)量為3×103kg，重力加速度g取10m/s2，則每臺(tái)反推發(fā)動(dòng)機(jī)的平均推力約為（　?。?br /> A．2.25×104N B．3.0×104N
C．2.25×105N D．3.0×105N
3．水刀切割具有精度高、無(wú)熱變形、無(wú)毛刺、無(wú)需二次加工以及節(jié)約材料等特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。某水刀切割機(jī)床如圖所示，若橫截面積為S的水柱以速度垂直射到鋼板上，碰到鋼板后水的速度減為零。已知水的密度為，則水對(duì)鋼板的平均沖力大小為（　?。?br />
A． B． C． D．
4．一位同學(xué)站在水平地面上，某時(shí)刻該同學(xué)屈膝下蹲并豎直向上跳起，在人跳離地面之前的過(guò)程中地面對(duì)該同學(xué)的支持力做功為W，沖量為I，則下列判斷正確的是（　?。?br /> A．W=0，I=0 B．W=0，I≠0
C．W≠0，I=0 D．W≠0，I≠0
5．一高空作業(yè)的工人重為600N，系一條長(zhǎng)為L(zhǎng)＝5m的安全帶，若工人不慎跌落時(shí)安全帶的緩沖時(shí)間t＝0.5s（工人最終懸掛在空中），g取10m/s2，忽略空氣阻力的影響，則緩沖過(guò)程中安全帶受的平均沖力是（　?。?br /> A．1200N，豎直向上 B．1200N，豎直向下
C．1800N，豎直向上 D．1800N，豎直向下
6．安全繩在高空作業(yè)中能夠保障工人的人身安全。一個(gè)質(zhì)量身系安全繩的建筑工人不慎從高空跌落，當(dāng)他自由下落時(shí)，安全繩恰好伸直，又經(jīng)過(guò)0.3s，建筑工人速度恰好減為0。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取，則從安全繩恰好伸直到建筑工人速度恰好減為0的過(guò)程中，安全繩對(duì)建筑工人的平均作用力大小為（　?。?br /> A．2500N B．2750N C．3000N D．3250N
7．如圖所示，上端固定在天花板上的橡皮筋下端吊著小球，調(diào)節(jié)小球的高度使橡皮筋剛好沿豎直方向伸直無(wú)彈力，由靜止釋放小球，已知小球由靜止向下運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中，橡皮筋彈力的沖量大小為，重力的沖量大小為；小球由最大速度繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，橡皮筋彈力的沖量大小為，重力的沖量大小為。則下列判斷正確的是（　?。?br />
A． B． C． D．
8．質(zhì)量m=0.5kg的小球用輕質(zhì)彈簧豎直懸掛，把小球向下拉至某位置（未超出彈性限度）由靜止釋放，小球之后運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像如圖所示（取豎直向下為正方向，不計(jì)空氣阻力），g=10m/s2，則下列判斷正確的是（　?。?br />
A．在0~4s時(shí)間內(nèi)，重力的沖量為0
B．在0~2s時(shí)間內(nèi)，彈簧彈力的沖量大小為
C．小球在3s末加速度與5s末的加速度大小相等方向相反
D．在2s末彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)
二、多選題
9．一只青蛙，蹲在置于水平地面上的長(zhǎng)木板一端，并沿板的方向朝另一端跳，在下列情況下，青蛙一定不能跳過(guò)長(zhǎng)木板的是（???????）
A．木板上表面光滑而下表面粗糙
B．木板上表面粗糙而下表面光滑
C．木板上、下表面都粗糙
D．木板上、下表面都光滑
10．嚴(yán)冬樹葉結(jié)有冰塊，人在樹下要小心冰塊砸到頭部的情況。若冰塊的質(zhì)量為100g，從距人約80cm的高度無(wú)初速度掉落，砸到頭部后冰塊未反彈，頭部受到冰塊的沖擊時(shí)間為0.4s，重力加速度，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A．冰塊接觸頭部之前的速度大小為4m/s
B．冰塊與頭部作用過(guò)程中，冰塊對(duì)頭部的沖量大小為0.8N·s
C．冰塊與頭部作用過(guò)程中，冰塊對(duì)頭部的作用力大小為4N
D．冰塊與頭部作用過(guò)程中，冰塊的動(dòng)量變化量的大小為0.4kg·m/s
11．冰球是2022年北京冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目之一，某次冰球比賽的冰球用硬橡膠制成，厚2.54厘米，直徑7.62厘米，質(zhì)量160克。如圖所示，在一次進(jìn)攻時(shí)，進(jìn)攻隊(duì)員將冰球由靜止擊出，冰球以的速度打到守門員的護(hù)腿擋板上后被原路彈回，速度變?yōu)?，不?jì)冰面摩擦及空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．進(jìn)攻隊(duì)員與守門員對(duì)冰球的沖量大小之比為
B．進(jìn)攻隊(duì)員與守門員對(duì)冰球的沖量大小之比為
C．進(jìn)攻隊(duì)員與守門員對(duì)冰球做的功大小之比為
D．進(jìn)攻隊(duì)員與守門員對(duì)冰球做的功大小之比為
12．2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)在北京舉行，在自由式滑雪女子大跳臺(tái)決賽中，中國(guó)選手谷愛凌第三跳挑戰(zhàn)從未做出的超高難度動(dòng)作成功，上演超級(jí)大逆轉(zhuǎn)，奇跡般奪冠。跳臺(tái)滑雪可以簡(jiǎn)化成如圖所示的過(guò)程，為半徑的圓弧助滑道，軌道末端點(diǎn)水平，為著陸坡。運(yùn)動(dòng)員從助滑道上的點(diǎn)由靜止滑下，然后從點(diǎn)沿水平方向飛出，在空中飛行了時(shí)間后在著陸坡上著陸。已知點(diǎn)與點(diǎn)的高度差為，著陸坡的傾角為，將運(yùn)動(dòng)員和滑雪板整體看成質(zhì)點(diǎn)，總質(zhì)量為，重力加速度為，不計(jì)空氣阻力。則有（　?。?br />
A．運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度大小
B．段運(yùn)動(dòng)員動(dòng)量變化量的大小為
C．運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小為
D．運(yùn)動(dòng)員在段克服冰雪阻力做的功為
三、實(shí)驗(yàn)題
13．某同學(xué)打算在家中利用能找到的器材來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量定理。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1所示，將小球放在刻度尺的旁邊由靜止釋放，用手機(jī)連拍功能拍攝小球自由下落的過(guò)程，圖2為利用照片得到的各時(shí)刻小球的位置，并得出各位置與小球第一位置的間距分別為、、、，手機(jī)連拍頻率為f，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。

（1）小球在位置2時(shí)的瞬時(shí)速度為_________（用題中所給物理量符號(hào)表示）；
（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作，以下說(shuō)法正確的是_________；
A．刻度尺應(yīng)固定在豎直平面內(nèi)????????????????????????????????B．選擇材質(zhì)密度小的小球
C．小球的質(zhì)量必須測(cè)出來(lái)??????????????????????????????????????D．應(yīng)該先開啟連拍再釋放小球
（3）取小球在位置2~4的過(guò)程研究，則需驗(yàn)證的動(dòng)量定理的表達(dá)式為_________（用題中所給物理量的符號(hào)表示）；
（4）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)小球所受重力的沖量大于動(dòng)量的增加量，造成此問(wèn)題的原因可能是_______________。
14．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量定理，輕質(zhì)細(xì)線把直徑為d的小球懸掛在鐵架臺(tái)上，球心與P點(diǎn)等高，把光電門與光電計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，其高度與M點(diǎn)等高，用刻度尺測(cè)出P、M兩點(diǎn)的高度差為h，用螺旋測(cè)微器測(cè)量小球的直徑d，對(duì)應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示。剪斷細(xì)線，小球由靜止下落，測(cè)得小球通過(guò)光電門的時(shí)間為△t，已知重力加速度大小為g，回答下列問(wèn)題。

（1）乙圖螺旋測(cè)微器所示的小球的直徑d=___________mm。
（2）實(shí)驗(yàn)___________測(cè)量小球的質(zhì)量（填“需要”或“不需要”），為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，P、M兩點(diǎn)間的高度差要適當(dāng)___________些（填“大”或“小”）。
（3）當(dāng)方程式___________（用h、d、△t、g來(lái)表示）成立時(shí)，可驗(yàn)證動(dòng)量定理。
四、解答題
15．如圖，半徑R=0.45m光滑的四分之一圓弧軌道PQ豎直固定于光滑水平面上，底端與一質(zhì)量為M=2kg的小車的上表面相切，一質(zhì)量m=3kg的小物塊從圓弧軌道最高點(diǎn)P由靜止釋放，經(jīng)Q點(diǎn)后滑上靜止的小車，小車與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，小車與墻碰撞的時(shí)間極短且為彈性碰撞。己知小車與墻碰撞前，小車與小物塊的速度已經(jīng)相同，重力加速度g=10m/s2求：
（1）小物塊滑到Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)量大?。?br /> （2）小物塊與小車第一次相對(duì)靜止時(shí)的速度大??；
（3）若小車與墻第一次碰撞后，物塊恰好沒(méi)有從小車上滑出去，則小車的長(zhǎng)度為多少。

16．每年8月至10月，是浙江省臺(tái)風(fēng)多發(fā)的季節(jié)。每次在臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前，我們都要及時(shí)檢查一下家里陽(yáng)臺(tái)窗臺(tái)上的物品，加固廣告牌，以防高空墜物事件發(fā)生，危害公共安全。
（1）若質(zhì)量為的花盆從高為的11層居民樓的花架上無(wú)初速墜下，砸中身高為的居民頭頂，假設(shè)撞擊后花盆碎片的速度均變?yōu)榱?，撞擊時(shí)間，不計(jì)空氣阻力，估算花盆對(duì)該居民的平均撞擊力有多大；
（2）某高層建筑頂部一廣告牌的面積，臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速為20m/s，已知空氣密度，假設(shè)空氣吹到廣告牌上后速度瞬間減為零，則該廣告牌受到的最大風(fēng)力為多大。

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