第一节 动量 冲量 动量定理
[学生用书P313(单独成册)]
(建议用时:60分钟)
一、单项选择题
1.一个质量为0.18 kg的垒球,以25 m/s的水平速度向左飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s.则这一过程中动量的变化量为( )
A.大小为3.6 kg·m/s,方向向左 B.大小为3.6 kg·m/s,方向向右 C.大小为12.6 kg·m/s,方向向左 D.大小为12.6 kg·m/s,方向向右
解析:选D.选向左为正方向,则动量的变化量Δp=mv1-mv0=-12.6 kg·m/s,大小为12.6 kg·m/s,负号表示其方向向右,D正确.
2.关于冲量,以下说法正确的是( )
A.只要物体受到了力的作用,一段时间内物体受到的总冲量就一定不为零 B.物体所受合外力的冲量小于物体动量的变化量 C.物体受到的冲量越大,动量越大
D.如果力是恒力,则其冲量的方向与该力的方向相同
解析:选D.合外力的冲量等于动量的变化,如果动量的变化为零,则合外力的冲量为零,所以物体所受外力的合冲量可能为零,故A错误;由动量定理可知物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量,故B错误;冲量越大,动量的变化量越大,动量不一定大,故C错误;如果力是恒力,则冲量的方向与该力的方向相同,故D正确.
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,下列说法正确的是( )
A.掉在水泥地上的玻璃杯动量小,而掉在草地上的玻璃杯动量大 B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变小,掉在草地上的玻璃杯动量改变大 C.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 D.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变量与掉在草地上的玻璃杯动量改变量相等
解析:选D.玻璃杯从同样高度落下,到达地面时具有相同的速度,即具有相同的动量,与地面相互作用后都静止.所以两种地面的情况中玻璃杯动量的改变量相同,故A、B、C错误,D正确.
4.(2015·高考重庆卷)高空作业须系安全带,如果质量为m的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动),此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对
人的平均作用力大小为( )
A.
m2gh+mg tmgh+mg tB.m2gh-mg tmgh-mg t2
C.D.解析:选A.设高空作业人员自由下落h时的速度为v,则v=2gh,得v=2gh,设安全带对人的平均作用力为F,由动量定理得(mg-F)·t=0-mv,解得F=
m2gh+mg. t5.(2024·北京西城区模拟)1966年,在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验.实验时,用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火),接触以后,开动“双子星号”飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速.推进器的平均推力F=895 N,推进器开动时间Δt=7 s.测出飞船和火箭组的速度变化Δv=0.91 m/s.已知“双子星号”飞船的质量m1=3 400 kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量m2为( )
A.3 400 kg C.6 265 kg
B.3 485 kg D.6 885 kg
解析:选B.根据动量定理得FΔt=(m1+m2)Δv,代入数据解得m2≈3 485 kg,B选项正确.
6.
如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以足够大的速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点.若以2v速度抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点 B.在P点左边 C.在P点右边不远处
D.在P点右边原水平位移的两倍处
解析:选B.纸条抽出的过程,铁块所受的滑动摩擦力一定,以v的速度抽出纸条,铁块所受滑动摩擦力的作用时间较长,即加速时间较长,由I=Fft=mΔv得铁块获得速度较大,平抛运动的水平位移较大,以2v的速度抽出纸条的过程,铁块所受滑动摩擦力作用时间较短,即加速时间较短,铁块获得速度较小,平抛运动的位移较小,故B选项正确.
二、多项选择题 7.
如图所示,足够长的固定光滑斜面倾角为θ,质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面,达到最高点后又滑回原处,所用时间为t.对于这一过程,下列判断正确的是( )
A.斜面对物体的弹力的冲量为零 B.物体受到的重力的冲量大小为mgt C.物体受到的合力的冲量大小为零 D.物体动量的变化量大小为mgsin θ·t
解析:选BD.由冲量的求解公式可知,斜面对物体的弹力的冲量为mgcos θ·t,选项A错误;物体受到的重力的冲量大小为mgt,选项B正确;物体回到斜面底端的速度仍为v,方向与初速度方向相反,故根据动量定理可知,物体受到的合力的冲量大小为2mv,选项C错误;因整个过程中物体所受的合力为mgsin θ,则根据动量定理可知,物体动量的变化量大小为mgsin θ·t,选项D正确.
8.我国女子短道速滑队在世锦赛上实现了女子3 000 m接力三连冠.如图所示,观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )
A.甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小 B.甲、乙的动量变化一定大小相等,方向相反 C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D.甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
解析:选AB.乙推甲的过程中,他们之间的作用力大小相等,方向相反,作用时间相等,根据冲量的定义,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,但方向相反,选项A正确;乙推甲的过程中,遵守动量守恒定律,即Δp甲=-Δp乙,他们的动量变化大小相等,方向相反,选项B正确;在乙推甲的过程中,甲、乙的位移不一定相等,所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等,结合动能定理知,选项C、D错误.
9.如图所示,一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、
D、E处,三个过程中重力的冲量依次为I1、I2、I3,动量变化量的大小依次为Δp1、Δp2、
Δp3,则有( )