2024_2025学年新教材高中物理第一章动量守恒定律习题课动量定理的应用训练含解析新人教版选择性必修第一册.docx
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习题课:动量定理的应用
课后篇巩固提升
必备学问基础练
1.(多选)水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,则()
A.在相等的时间间隔内动量的改变相同
B.在任何相等时间内,动量改变的方向都是竖直向下
C.在任何相等时间内,动量对时间的改变率恒定
D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的改变率为零
解析做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得Δp=mg·Δt,因为在相等的时间内动量的改变量Δp相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的改变率恒定,故选项A、B、C正确,D错误。
答案ABC
2.(2024湖南边城高级中学高二开学考试)探讨得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40m/s,假设打一次喷嚏大约喷出5×10-5m3的空气,用时约0.02s。已知空气的密度为1.3kg/m3,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为()
A.0.13N B.0.68N C.2.6N D.13N
解析打一次喷嚏喷出的空气质量为m=ρV=1.3×5×10-5kg=6.5×10-5kg,设打一次喷嚏喷出的空气受到的平均作用力为F,依据动量定理得FΔt=mv,解得F=mvΔt=6.5×10-5×400
答案A
3.物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动,如图甲所示。A的质量为m,B的质量为M,将连接A、B的绳烧断后,物体A上升经某一位置时的速度大小为v,这时物体B的下落速度大小为u,如图乙所示,在这段时间里,弹簧弹力对物体A的冲量等于()
A.mv B.mv-Mu
C.mv+Mu D.mv+mu
解析从绳被烧断到B的速度为u,
对B物体,由动量定理得,Mgt=Mu,
对A物体,有IF-mgt=mv,
得IF=mgt+mv=mu+mv。选项D正确。
答案D
4.
(2024山东诸城高二期中)在粗糙的水平面上静止一个质量为1.5kg的物体,从t=0时刻受到水平向右拉力F的作用,从静止起先做直线运动,拉力F随时间的改变如图所示,物体与地面的动摩擦因数为0.4,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)在0~6s时间内拉力F的冲量;
(2)物体在t=6s时的速度大小。
解析(1)F-t图像的面积表示F的冲量,0~6s内
IF=12×(3+9)×4N·s+12×(6+9)×2N·s
方向水平向右。
(2)物体受到的最大静摩擦力为Ff=μmg=6N
由题图可得,t=2s时拉力等于最大静摩擦力,物体起先滑动,在2~6s内拉力和摩擦力的冲量分别为
IF=12×(6+9)×2N·s+12×(6+9)×2N·s
If=-Fft=-24N·s
设t=6s时的速度为v,由动量定理可知I合=IF+If=mv-0
解得v=4m/s。
答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s
关键实力提升练
5.(2024黑龙江哈尔滨三中高二期末)为估算雨水对伞面产生的平均撞击力,小明在大雨天将一长方体笔筒置于露台,测得1分钟内杯中水位上升了40mm,当时雨滴竖直下落,速度约为10m/s。若雨滴撞击伞面后沿着伞面流下,雨水的密度约为1×103kg/m3,伞面的面积约为0.8m2,据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力为(雨水重力可忽视)()
A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N
解析在一分钟时间内,撞到伞上的水的质量m=ρhS=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,依据动量定理可知撞击力F=mvt=32×1060
答案D
6.(多选)质量为m1、m2的两物体,分别受到不同的恒力F1、F2的作用,由静止起先运动,下列说法正确的是()
A.若在相同位移内它们动量改变相同,则F
B.若在相同位移内它们动量改变相同,则F
C.若在相同时间内它们动能改变相同,则F
D.若在相同时间内它们动能改变相同,则F
解析物体从静止起先运动,则其初动量、初动能都为0;动量、动能改变相同,则其末动量、末动能相同。若在相同位移内它们动量改变相同,由动能定理Fs=12mv2-0=p22m,得F∝1m,即F1F2=m2m1,选项A错、B对;若在相同时间内它们动能
答案BD
7.质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4,有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上,使之加速前进,经3s后撤去F,求:
(1)物体运动的总时间;
(2)物体运动的总位移大小。(g取10m/s2)
解析(1)物体由起先运动到停止运动的全过程中,F的冲量为Ft1,摩擦力的冲量为Fft。选水平恒力F的方向为正方向,依据动量定理有Ft1-Fft=0①
又Ff=μmg②
联立①②式解得t=Ft
代入数据解得t=3.75s。
(2)恒力F