人教物理选修35同步配套练习162动量和动量定理.docx
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人教物理选修35同步配套练习162动量和动量定理
2 动量和动量定理
基础巩固
1（多选）下列说法正确的是（ ）
A.物体的动量改变,一定是速度的大小改变
B.物体的动量改变,一定是速度的方向改变
C.物体的运动状态改变,其动量一定改变
D.物体的速度方向改变,其动量一定改变
答案：
CD
2从同一高度自由落下的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在软泥地上不易碎,这是因为（ ）
A.掉在水泥地上,玻璃杯的动量大
B.掉在水泥地上,玻璃杯的动量变化大
C.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量大,且与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大
D.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大,但与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大
解析：
从同一高度自由落下的玻璃杯,在与地面接触前,速度相同,即具有相同初动量;与地面接触后静止,末速度为零,即具有相同末动量,故玻璃杯动量的变化量相同,即玻璃杯掉在水泥地上和掉在软泥地上受到的冲量相同。
掉在水泥地上,玻璃杯与地面接触的时间短,根据动量定理FΔt=Δp可知,玻璃杯受到的作用力大;掉在软泥地上,玻璃杯与地面接触时间长,玻璃杯受到的作用力小。
故选项D正确。
答案：
D
3（多选）质量为5kg的物体,它的动量的变化率为2kg·m/s2,且保持不变。
则下列说法正确的是（ ）
A.该物体一定做匀速运动
B.该物体一定做匀变速直线运动
C.该物体在任意相等的时间内所受力的冲量一定相同
D.无论物体运动轨迹如何,它的加速度一定是0.4m/s2
解析：
由动量定理有FΔt=Δp,所
动量的变化率表示所受合外力,所以题中物体所受合外力恒定,根据牛顿第二定律,其加速度恒定,因为未知速度方向,所以该物体可能做匀变速直线运动,也可能做匀变速曲线运动,一定不做匀速运动,选项A、B错误;因为所受力恒定,所以该物体在任意相等的时间内所受力的冲量一定相同,选项C正确;根据题意,力F=2kg·m/s2=2N,根据牛顿第二定律有a
m/s2,选项D正确。
答案：
CD
4质量为10kg的物体,当其速率由3m/s变为4m/s时,它的动量变化量Δp的大小不可能是（ ）
A.10kg·m/sB.50kg·m/s
C.70kg·m/sD.90kg·m/s
解析：
根据动量变化Δp=mv2-mv1,当v1和v2的方向相同时,Δp=mv2-mv1=10kg·m/s,动量的变化量最小;当v1与v2的方向相反时,Δp=mv2-mv1=70kg·m/s,动量的变化量最大,所以10kg·m/s≤Δp≤70kg·m/s,故应选D。
答案：
D
5质量为1kg的物体做直线运动,其速度图象如图所示。
则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是（ ）
A.10N·s,10N·s
B.10N·s,-10N·s
C.0,10N·s
D.0,-10N·s
解析：
由图象可知,在前10s内初、末状态的动量相同,p1=p2=5kg·m/s,由动量定理知I1=0;在后10s内末状态的动量p3=-5kg·m/s,由动量定理得I2=p3-p2=-10N·s,故正确选项为D。
答案：
D
6物体在恒定的合力F作用下做直线运动,在时间Δt1内速度由0增大到v,在时间Δt2内速度由v增大到2v。
设F在Δt1内做的功是W1,冲量是I1;在Δt2内做的功是W2,冲量是I2。
那么（ ）
A.I1C.I1=I2,W1=W2D.I1=I2,W1解析：
在Δt1时间内,I1=FΔt1=mv=Δp1,在Δt2时间内,I2=FΔt2=2mv-mv=mv=Δp1,所以I1=I2。
又因为W1
W1故正确选项为D。
答案：
D
7质量为m1=5kg的小球在光滑水平面上以v1=3m/s的速度向右撞击静止的木块,撞击后小球和木块一起以v2=1m/s的速度向右运动,以小球的运动方向为正方向,则小球动量的改变量为 kg·m/s,木块的质量为 kg。
答案：
-10 10
8如图所示,将酒精灯和装有适量水的试管固定在小车上,小车放在较光滑的水平桌面上,用橡胶塞子塞住（不漏气）试管口,现让小车处于静止状态,点燃酒精灯给试管中的水加热。
当加热一段时间后,橡胶塞子向右喷出时,可以观察到小车向 （选填“左”或“右”）运动。
在这个过程中,整个小车（含酒精灯和装有适量水的试管）对橡胶塞子的作用力与橡胶塞子对小车的作用力方向 （选填“相同”或“相反”）,整个小车受到的合外力方向向 （选填“左”“右”“上”或“下”）。
答案：
左 相反 左
9如图甲所示,在奥运会的足球赛场上,一足球运动员踢起一个质量为0.4kg的足球。
若足球以10m/s的速度撞向球门门柱,然后以3m/s的速度反向弹回（如图乙所示）,求这一过程中足球的动量改变量。
解析：
初动量为p=mv=0.4×10kg·m/s=4.0kg·m/s
末动量为p'=mv'=0.4×（-3）kg·m/s=-1.2kg·m/s
动量改变量为Δp=p'-p=-5.2kg·m/s,方向向左。
答案：
5.2kg·m/s,方向向左
10如图所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5kg的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2s的时间内,物体所受各力的冲量。
（g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）
解析：
重力的冲量IG=mgΔt=100N·s,方向竖直向下。
支持力的冲量IN=FNΔt=mgcosα·t=80N·s,垂直于斜面向上。
摩擦力的冲量If=FfΔt=μmgcosα·t=16N·s,沿斜面向上。
答案：
重力的冲量为100N·s,竖直向下 支持力的冲量为80N·s,垂直斜面向上 摩擦力的冲量为16N·s,沿斜面向上
11
将质量为m=1kg的小球,从距水平地面高h=5m处,以v0=10m/s的水平速度抛出,不计空气阻力,g取10m/s2。
求:
（1）抛出后0.4s内重力对小球的冲量;
（2）平抛运动过程中小球动量的增量Δp;
（3）小球落地时的动量p'大小。
解析：
（1）重力是恒力,0.4s内重力对小球的冲量
I=mgt=1×10×0.4N·s=4N·s
方向竖直向下。
（2）由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动,故h
落地时间t
s
小球飞行过程中只受重力作用,所以合外力的冲量为
I=mgt=1×10×1N·s=10N·s
方向竖直向下。
由动量定理得Δp=I=10N·s
方向竖直向下。
（3）如图所示,小球落地时竖直分速度为vy=gt=10m/s。
由速度合成知,落地速度v
m/s=1
m/s
所以小球落地时的动量大小为
p'=mv=1
kg·m/s。
答案：
（1）4N·s 方向竖直向下
（2）10N·s 方向竖直向下
（3）1
·m/s
能力提升
1（多选）下列说法正确的是（ ）
A.做匀速圆周运动的物体的动量不变
B.速度变化了,动量必定变化
C.动量变化了,速率必定变化
D.凡是做曲线运动的物体的动量都在变化
解析：
动量是矢量,只要质量的大小、速度的大小和方向有一个因素变化,动量就发生变化。
答案：
BD
2质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。
已知两粒子的动量大小相等。
下列说法正确的是（ ）
A.若q1=q2,则它们做圆周运动的半径一定相等
B.若m1=m2,则它们做圆周运动的半径一定相等
C.若q1≠q2,则它们做圆周运动的周期一定不相等
D.若m1≠m2,则它们做圆周运动的周期一定不相等
解析：
由qvB=
r
若q1=q2,则r1=r2,选项A正确;若m1=m2,但q1不一定等于q2,故半径不一定相等,选项B错误;由T
T
q1≠q2,但如
选项C错误;同理,若m1≠m2,如
周期也相等,选项D错误。
答案：
A
3队友王亚平在天宫一号测指令长聂海胜的质量。
聂海胜受到恒定作用力F从静止开始运动,经时间t时,测速仪测出他运动的速率为v,则聂海胜的质量为（ ）
A
解析：
由题意和动量定理得,Ft=mv,所以m
B正确。
答案：
B
4（多选）质量相等的A、B两个小球,沿着倾角分别是α和β（α≠β）的两个光滑的固定斜面,由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1,如图所示,则A、B两小球（ ）
A.滑到h1高度时的动量相同
B.滑到h1高度时的动能相同
C.由h2滑到h1的过程中小球动量变化相同
D.由h2滑到h1的过程中小球动能变化相同
解析：
两小球由h2下滑到h1高度的过程中,机械能守恒,mg（h2-h1）
h1处时,速度的大小相等,由于α不等于β,速度的方向不同,由此可判断,小球在h1高度处动能相同,动量不相同。
小球运动过程中动量的变化量不同,而小球动能的变化量相等。
答案：
BD
5水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下来。
两物体的v-t图象如图所示,题图中线段AB∥CD,则（ ）
A.F1的冲量大于F2的冲量
B.F1的冲量等于F2的冲量
C.两物体受到的摩擦力大小相等
D.两物体受到的摩擦力大小不等
解析：
甲、乙先做加速运动,撤去推力后做减速运动。
题图中线段AB∥CD,表明甲、乙在水平面上的加速度相同,又甲、乙质量相等,所以两物体受到的摩擦力大小相等。
所以选项C正确,D错误。
因为整个运动过程,物体的动量改变量为零,所以推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小。
由题图可知甲的运动时间小于乙的运动时间,所以甲的摩擦力的冲量小于乙的摩擦力的冲量,则F1的冲量小于F2的冲量。
所以选项A、B错误。
答案：
C
6如图所示,一单摆摆长为L,摆球质量为m,悬挂于O点。
现将小球拉至P点,然后释放,小球偏离竖直方向的最大角度为θ。
已知重力加速度为g。
在小球由P点运动到最低点P'的过程中小球所受合力的冲量为 。
解析：
在小球由P点运动到最低点P'的过程中,根据动能定理,有
mgL（1-cosθ）
解得v
根据动量定理,合力的冲量为
I合=mv=
答案：
7
某快递公司分拣邮件的水平传输装置如图所示,皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动,现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5。
设皮带足够长,g取10m/s2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求:
（1）邮件滑动的时间t;
（2）邮件对地的位移大小x;
（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。
解析：
（1）设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为Ff,则Ff=μmg①
取向右为正方向,对邮件应用动量定理,有
Fft=mv-0②
将①②式联立并代入数据得t=0.2s。
③
（2）邮件与皮带发生相对滑动的过程中,对邮件应用动能定理,有Ffx
将①④式联立并代入数据得x=0.1m。
⑤
（3）邮件与皮带发生相对滑动的过程中,设皮带相对地面的位移为s,则s=vt⑥
摩擦力对皮带做的功W=-Ffs⑦
将①③⑥⑦式联立并代入数据得W=-2J。
⑧
答案：
（1）0.2s
（2）0.1m （3）-2J
★
8如图所示,质量为m的汽车拖着质量为m'的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进,当速度为v0时拖车突然与汽车脱钩,到拖车停
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