碰撞与动量守恒教师用含答案全章4课时Word文件下载.docx

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3．物体在恒定合外力F的作用下运动，则以下说法中哪些正确（　　）

A．物体所受冲量的大小与时间成正比

B．物体动量的变化率恒定

C．物体动量的变化恒定

D．物体动量的变化与时间成正比

选ABD.由I＝Ft知，当F一定时，冲量与时间成正比，A选项正确．由F＝

知，合外力恒定，则物体动量的变化率恒定，B选项正确．由Ft＝Δp知，由于合外力恒定，所以，物体动量的变化与时间成正比，D选项正确．

4．为了保证航天员的安全，飞船上使用了降落伞、反推火箭、缓冲座椅三大法宝，在距离地面大约1m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返回舱速度一下子降到了2m/s以内，随后又渐渐降到1m/s，最终安全着陆，把返回舱从离地1m开始到完全着陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是（　　）

A．减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化

B．减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量

C．延长着地过程的作用时间

D．减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力

选CD.反推火箭并没有改变返回舱的动量变化，所以由动量定理，返回舱所受冲量不变，只是作用时间延长，平均冲力减小．

5．质量为0.5kg的小球沿光滑水平面以5m/s的速度冲向墙壁后又以4m/s的速度反向弹回，如图1－1－3所示．若小球跟墙的作用时间为0.05s，求：

图1－1－3

（1）小球动量的增量；

（2）小球在碰撞过程中受到的平均冲力．

设v1的方向为正方向，则v1＝5m/s，v2＝－4m/s.

（1）动量的增量

Δp＝mv2－mv1＝0.5×

（－4－5）kg·

m/s＝－4.5kg·

m/s.

负号表示Δp的方向与初动量方向相反．

（2）由动量定理Ft＝Δp＝mv2－mv1，有

F＝

＝

N＝－90N.

负号表示冲力的方向与初速度方向相反．

答案：

见解析

一、选择题

1.

恒力F作用在质量为m的物体上，如图1－1－4所示，由于地面对物体的摩擦力较大，没有被拉动，则经过时间t，下列说法中正确的是（　　）

A．拉力F对物体的冲量大小为零图1－1－4

B．拉力F对物体的冲量大小为Ft

C．拉力F对物体的冲量大小是Ftcosθ

D．合力对物体的冲量大小为零

选BD.对冲量的计算一定要分清求的是哪个力的冲量，是某一个力的冲量还是合力的冲量，是分力的冲量还是某一个方向上的力的冲量．

2．在任何相等的时间内，物体动量的变化总是相等的运动可能是（　　）

A．匀变速直线运动　　　　　B．匀速圆周运动

C．自由落体运动D．平抛运动

选ACD.在任何相等的时间Δt内，物体的动量变化Δp总是相等的，则动量的变化率

相等，即物体受力相等，在恒力作用下物体必做匀变速运动，故可能的是A、C、D.

3．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，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间长

选CD.设玻璃杯下落高度为h.它们从h高度落地瞬间的速度大小为

，与水泥地或草地接触t时间后停止，根据动量定理可知由于掉在水泥地上动量变化快，受到的合力大，冲力也大，所以杯子易碎．

4．质量为m的小球从高为h处自由落下，与地面碰撞时间为Δt，地面对小球平均作用力为F，不计空气阻力，取向上为正方向，则在碰撞过程中（　　）

A．重力的冲量为mg

B．地面对小球的冲量为FΔt

C．合力的冲量为（mg－F）·

Δt

D．合力的冲量为（mg＋F）·

选B.碰撞过程重力的冲量为－mgΔt.地面对小球的作用力的冲量为F·

Δt，则合力冲量为（F－mg）Δt，B正确．

5．古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的撞击力时即可致死，并设兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子奔跑的速度可能为（g取10m/s2）（　　）

①1m/s　②1.5m/s　③2m/s　④2.5m/s

A．③B．③④

C．②③④D．①②③④

选B.对兔子由动量定理，可得Ft＝mv1－mv0，选取兔子奔跑的方向为正方向，即－Ft＝0－mv0，F＝

，当F≥mg时，兔子即被撞死，即F＝

≥mg.

所以v0≥gt，即v0≥10×

0.2m/s＝2m/s，故应选B.

6．下列关于冲量的说法中正确的是（　　）

A．物体受到很大的力时，其冲量一定很大

B．当力与位移垂直时，该力的冲量一定为零

C．不管物体做什么运动，在相同的时间内重力的冲量相同

D．只要力的大小恒定，其冲量就等于该力与时间的乘积

选C.由冲量的定义可知，力很大作用时间很短，冲量也可以很小，A错．冲量的大小与力的方向和位移的方向无关，只与力的作用时间有关，所以B错．在相同时间内物体重力的冲量IG＝mg·

t，重力的方向始终保持不变，C对．如果只是力的大小不变，力的方向总发生变化，I＝F·

t不适用，D错．

7．一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过Δt时间停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（　　）

A．mg·

ΔtB.

C.

＋mgD.

－mg

选C.对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F，则（F－mg）·

Δt＝0－（－mv），解得F＝

＋mg，所以铁锤对木桩的平均冲力F′＝F＝

＋mg.

8.

如图1－1－5所示，某学校研究性学习小组在学完有关定律定理后，在实验室做探究实验：

铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上P点，若以2v的速度抽出纸条，则铁块落地点为（　　）

A．仍在P点

B．P点左边图1－1－5

C．P点右边不远处

D．P点右边原水平位移的两倍处

选B.第一次当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上P点；

第二次若以2v的速度抽出纸条，第二次摩擦力的作用时间短，摩擦力的冲量小，铁块获得的速度小，则铁块落地点为P点左边．

9．竖直向上抛出一小球，后又落回原地．小球运动时所受空气阻力大小不变，则（　　）

A．从抛出到落回原地的时间内，重力的冲量为零

B．上升阶段空气阻力的冲量小于下落阶段空气阻力的冲量

C．从抛出到落回原地的时间内，空气阻力的冲量为零

D．上升阶段小球动量变化大于下落阶段小球的动量变化

选BD.由牛顿定律和运动学知识可知t上<

t下，选项B对．落回原地的速度小于抛出时的速度，选项D对．

二、非选择题

10．新型轿车前排都装有安全气囊，其内储有某种物质，一受到冲击就立即分解成大量气体，使气囊迅速膨胀，填补在乘员与挡风玻璃、方向盘之间，防止乘员受伤．某次实验中汽车速度为114km/h，驾驶员冲向气囊后经0.2s缓冲而停止运动．设驾驶员冲向气囊部分的质量为40kg，头部和胸部作用在气囊上的面积为700cm2，在这种情况下，驾驶员的头部和胸部受到的平均压强是多大？

将人体冲向气囊的部分抽象为一个物体，他冲向气囊与气囊相互作用的过程中，受力如图所示．

由动量定理，得－Ft＝0－mv

又

解得

Pa≈1.14×

105Pa.

1.14×

105Pa

11．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处，已知运动员与网接触的时间为1.2s．若把这段时间内网对运动员的作用力当做恒力处理，求此力的大小．（g取10m/s2）

运动员刚接触网时速度的大小：

v1＝

m/s＝8m/s，方向向下．

刚离网时速度的大小：

v2＝

m/s＝10m/s，方向向上．

运动员与网接触的过程，设网对运动员的作用力为F，对运动员由动量定理（以向上为正方向）有：

（F－mg）Δt＝mv2－mv1

解得F＝

＋mg＝

N＋60×

10N＝1.5×

103N，方向向上．

12.

用一长L无弹性的轻绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，小球在光滑水平面上以速度v从A点开始做匀速圆周运动．如图1－1－6所示．

（1）小球运动过程中动量是否变化？

若变化，求小球运动半周过程中动量的变化量．

（2）求小球运动半周过程中小球重力的冲量．图1－1－6

（3）求小球运动半周过程中绳拉力的冲量．

（1）由于小球速度方向时刻变化，因此物体的动量发生变化．经半周，小球运动至B点．设B点速度方向为正方向，则A点速度为负，

则pB＝mvB＝mv

pA＝mvA＝－mv

则Δp＝pB－pA＝2mv.

方向与B点速度同向．

（2）IG＝mg·

t＝mg·

方向竖直向下．

（3）设绳拉力冲量为IF.

据动量定理IF＝I合＝Δp＝pB－pA＝2mv.

（1）2mv；

方向与B点速度同向

（2）mg·

；

竖直向下

（3）2mv；

1.2探究动量守恒定律每课一练（沪科版选修3-5）

1．在下列各种现象中，动量守恒的是（　　）

A．在光滑水平面上两球发生碰撞，两球构成的系统

B．车原来静止在光滑水平面上，车上的人从车头走到车尾，人与车系统

C．水平放置的弹簧，一端固定，另一端与置于光滑水平面上的物体相连，令弹簧伸长，使物体运动，物体与弹簧系统

D．打乒乓球时，球与球拍系统

选AB.根据动量守恒定律的条件判断知AB正确．

2．车厢原来静止在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹，子弹陷入车厢的前壁内．设子弹的质量为m，出口速度为v0，车厢和人的质量为M，作用完毕后车厢的速度为（　　）

A.

，向前B.

，向后

，向前D．0

选D.以车、人、枪和子弹为系统研究，整个系统在水平方向上不受外力的作用，遵守动量守恒定律，已知作用前总动量为零，所以作用后的总动量也为零，不必考虑中间过程．最后系统还是静止的，D项正确．

3.

图1－2－6

如图1－2－6所示，光滑地面上停有一辆带弧形槽的小车，车上有一木块自A处由静止下滑，最后停在B处．则此后小车将（　　）

A．向左运动

B．向右运动

C．仍然静止

D．条件不足，无法确定小车的运动

选C.由于物体、小车组成的系统在水平方向上所受外力为零，动量守恒，所以最终仍然静止．

图1－2－7

4．如图1－2－7所示，用细线挂一质量为M的木块，有一质量为m的子弹自左向右水