2018學(xué)年高中物理 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 動(dòng)量定理及其應(yīng)用習(xí)題 教科版選修3-5.doc

動(dòng)量定理及其應(yīng)用一、選擇題：1一物體的動(dòng)量發(fā)生了變化，下列說(shuō)法正確的是（ ）A所受的合外力一定發(fā)生變化 B所受合外力的沖量一定不是零C物體的速度一定發(fā)生變化 D物體的加速度一定發(fā)生變化2質(zhì)量為的物體沿傾角為的斜面勻速下滑了時(shí)間，下列說(shuō)法正確的是（ ）A物體所受彈力的沖量大小為 B物體所受彈力的沖量為零C物體所受彈力和摩擦力的沖量大小為 D重力對(duì)物體的沖量大小為3一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在水平桌面上，現(xiàn)用一個(gè)水平恒力F作用于它，作用時(shí)間為t，但物體始終靜止。那么在這段時(shí)間內(nèi)（ ）A力F對(duì)物體所做的功為零B力F對(duì)物體的沖量為零C合力對(duì)物體所做的功為零 D合力對(duì)物體的沖量為零4質(zhì)量為的鋼球自高處下落，以速率碰地，豎直向上彈回，碰撞時(shí)間極短，離地的速率為，在碰撞過(guò)程中，地面對(duì)鋼球的沖量的方向和大小為（ ）A向下， B向下，C向上， D向上， 5以質(zhì)量為的鐵錘，以速度豎直打在木樁上，經(jīng)過(guò)時(shí)間而停止。則在打擊時(shí)間內(nèi)，鐵錘對(duì)木樁的平均沖力大小是（ ）A B C D6物體在恒定的合力作用下作直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間內(nèi)速度由0增大到，在時(shí)間內(nèi)速度由增大到2。設(shè)在內(nèi)做的功是, 沖量是；在內(nèi)做的功是, 沖量是。那么（ ）A, B, C, D,7如圖所示，把重物壓在紙帶上，用一個(gè)水平力緩慢拉動(dòng)紙帶，重物跟著一起運(yùn)動(dòng)，若迅速拉動(dòng)紙帶，紙帶將會(huì)從重物下抽出，下列關(guān)于這些現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（ ） A在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物和紙帶間的摩擦力小B在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物和紙帶間的摩擦力小C在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的沖量大D在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶給重物的沖量小8如圖所示，在傾角為的足夠長(zhǎng)的光滑斜面上有一質(zhì)量為的物體，它受到沿斜面方向的力的作用。力可按下圖（a）、（b）、（c）、（d）所示的四種方式隨時(shí)間變化（圖中縱坐標(biāo)是與的比值，力沿斜面向上為正）。已知此物體在時(shí)速度為零，若用、分別表示上述四種受力情況下物體在3秒末的速率，則這四個(gè)速率中最大的是（ ）A B C D 9水平推力和分別作用于水平面上等質(zhì)量的、兩物體上，作用一段時(shí)間后撤去推力，物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后而停止，兩物體的圖像如圖所示，圖中,則（ ） A的沖量大于的沖量B的沖量等于的沖量C兩物體受到的摩擦力大小相等D兩物體受到的摩擦力大小不等10物體在恒定的合外力作用下運(yùn)動(dòng)，則（ ） A物體一定作直線運(yùn)動(dòng) B物體的動(dòng)量變化率一定恒定 C物體的動(dòng)量增量與時(shí)間成正比 D單位時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量的增量與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)二、填空題11以的初速度在月球上豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為的石塊，它落在月球表面上的速率也是，在這段時(shí)間內(nèi)，石塊速度的變化量為_(kāi)，其方向是_，它的動(dòng)量的增量等于_，其方向是_，石塊受到的月球引力的沖量是_，方向是_。12A、B兩物體在光滑水平面上相向滑行，A物體速度大小為，B物體速度大小為，兩物體相碰后均靜止，則兩物體所受沖量大小之比為_(kāi)，兩物體質(zhì)量之比為_(kāi). 13質(zhì)量為的特技演員從高墻上自由落下，著地后不再?gòu)椘?，假如他能承受的地面支持力最大為體重的倍，則落地時(shí)他所受到的最大合力不應(yīng)超過(guò)_，為安全計(jì)，他落地時(shí)間最少不應(yīng)少于_（）三、解答題：14一輛轎車(chē)強(qiáng)行超車(chē)時(shí)，與另一輛迎面駛來(lái)的轎車(chē)相撞，兩車(chē)相撞后連為一體，兩車(chē)車(chē)身因相互擠壓，皆縮短了，據(jù)測(cè)算兩車(chē)相撞前的速度均約為，求： （1）若人與車(chē)一起做減速運(yùn)動(dòng)，車(chē)禍過(guò)程中車(chē)內(nèi)質(zhì)量約的人受到的平均沖力是多大？ （2）若此人系有安全帶，安全帶在車(chē)禍過(guò)程中與人體作用時(shí)間是，求這時(shí)人體受到的平均沖力為多大？15一列火車(chē)沿水平軌道勻速前進(jìn)，火車(chē)的總質(zhì)量為，在車(chē)尾，有一節(jié)質(zhì)量為的車(chē)廂脫鉤。當(dāng)列車(chē)司機(jī)發(fā)現(xiàn)時(shí)，列車(chē)已行駛時(shí)間，于是他立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)如果列車(chē)所受阻力與其重力成正比，且關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前，機(jī)車(chē)牽引力恒定，求當(dāng)列車(chē)兩部分都停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)車(chē)比末節(jié)車(chē)廂多運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間？16如圖所示，長(zhǎng)為三的輕繩一端系于固定點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為的小球，將小球從點(diǎn)正下方處以一定初速度水平向右拋出，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后繩被拉直，以后小球?qū)⒁詾閳A心在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)已知繩剛被拉直時(shí)與豎直方向成角，求： （1）小球被水平拋出時(shí)的速度；（2）在繩被拉緊的瞬間，圓心受到的沖量【答案與解析】1【答案】 BC 【解析】動(dòng)量發(fā)生變化即速度發(fā)生變化，也就是產(chǎn)生加速度，但是加速度不一定變化，故AD錯(cuò)，C對(duì)；又根據(jù)動(dòng)量定理動(dòng)量發(fā)生變化，合外力的沖量一定不是零，B對(duì)。2【答案】AC 【解析】根據(jù)受力分析，物體所受的彈力為 ，作用時(shí)間為，所以沖量為，故A選項(xiàng)正確，B錯(cuò)誤；彈力和摩擦力的合力大小為重力的大小，故沖量大小為，C選項(xiàng)正確；重力沖量大小為，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 3【答案】ACD 【解析】物體靜止，即物體的位移s等于零，所以力F對(duì)物體所做的功為零，A對(duì)；根據(jù)，恒力F和時(shí)間t均不為零，故F對(duì)物體的沖量不為零，故B錯(cuò)誤；物體靜止，所受的合力為零，所以合力對(duì)物體所做的功、對(duì)物體的沖量均為零，CD對(duì)。4【答案】D 【解析】沖量的大小等于動(dòng)量的變化，即；方向向上，與反彈方向相同。故選D。 5【答案】C 【解析】對(duì)鐵錘應(yīng)用動(dòng)量定理，設(shè)木樁對(duì)鐵錘的平均作用力為F，則，解得，所以由牛頓第三定律知，鐵錘對(duì)木樁的平均沖力6【答案】D 【解析】在時(shí)間，在時(shí)間內(nèi)，所以；又因?yàn)?，。故，D項(xiàng)正確7【答案】C、D 【解析】 在緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，重物與紙帶之間是靜摩擦力，在迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，它們之間是滑動(dòng)摩擦力，靜摩擦力可能比滑動(dòng)摩擦力小些，也可能大些，但相差不大可認(rèn)為相同。緩慢拉動(dòng)紙帶時(shí)，作用時(shí)間長(zhǎng)，摩擦力的沖量大，重物的動(dòng)量變化大，所以重物跟隨紙帶一起運(yùn)動(dòng)；迅速拉動(dòng)紙帶時(shí)，作用時(shí)間短，滑動(dòng)摩擦力的沖量小，重物的動(dòng)量變化小。所以重物幾乎不動(dòng)。8【答案】C 【解析】 題圖（a）中，合力的沖量為；題圖（b）中，合力的沖量為。題圖（c）中，合力的沖量為。由于在題圖（c）情況下合力的沖量最大，故是最大的。9【答案】C 【解析】設(shè)、的作用時(shí)間分為、，則由題圖知。當(dāng)只有摩擦力作用時(shí)，由知圖線斜率相同，則加速度相同，由牛頓第二定律知，摩擦力相同，故C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)a，由動(dòng)量定理得；對(duì)b同理。由圖象知：，所以有：，即，因此，即A、B選項(xiàng)均錯(cuò)。此題還可根據(jù)動(dòng)能定理比較和所做功的大小關(guān)系。10【答案】BCD【解析】以平拋運(yùn)動(dòng)為例，A錯(cuò)誤；，B正確；，C正確；同上，單位時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量的增量大小等于，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，D正確.二、填空題：11【答案】；向下；向下；向下 12. 【答案】11；1213【答案】；三、解答題：14【答案】（1）N （2）N 【解析】（1）兩車(chē)相撞時(shí)認(rèn)為人與車(chē)一起做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止，位移為0.5 m。設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，根據(jù)，得。根據(jù)動(dòng)量定理Ft=p=mv0，得。（2）若人系有安全帶，則。15【答案】【解析】設(shè)列車(chē)勻速前進(jìn)的速度為v0，列車(chē)的牽引力為F=kMg，機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，末節(jié)車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2。對(duì)機(jī)車(chē)由動(dòng)量定理得Ftk(Mm)gt1=(Mm)v0，對(duì)末節(jié)車(chē)廂由動(dòng)量定理得kmgt2=mv0，機(jī)車(chē)比末節(jié)車(chē)廂多運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為。16【答案】（1）（2）【解析】（1）設(shè)球拋出后經(jīng)過(guò)時(shí)間t繩剛被拉直，則由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得Lsin60=v0t ， 由兩式得 ，。（2）繩剛被拉緊瞬間，小球的瞬時(shí)速度為。設(shè)v與豎直方向夾角為，則。將v、t代入上式得，所以，即此時(shí)速度方向與繩的方向一致，小球該時(shí)刻的動(dòng)量即為初動(dòng)量，。設(shè)繩的拉直的方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量定理有所以圓心O受到繩子拉力沖量大小為