2016-2017学年高中物理 第十六章 动量守恒定律新人教版选修3-5_1

1 第十六章 动量守恒定律 2 动量和动量定理 1关于冲量，下列说法正确的是( ) A冲量是物体动量变化的原因 B作用在静止物体上的力的冲量一定为零 C动量越大的物体受到的冲量越大 D冲量的方向就是物体受力的方向 解析：力作用一段时间便有了冲量，而力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变 化，物体的动量就发生了变 化，因此说冲量是物体动量变化的原因，A 选项正确；只要有 力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量 I Ft，与物体处于什么状态无关， 物体运动状态的变化情况是所有作用在物体上的力共同产生的效果，所以 B选项不正确； 物体所受冲量 I Ft与物体的动量的大小 p mv无关，C 选项不正确；冲量是一个过程量， 只有在某一过程中力的方向不变时，冲量的方向才与力的方向相同，故 D选项不正确 答案：A 2篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球接球时，两手随球迅速收缩至胸前这 样做可以( ) A减小球对手的冲量 B减小球对人的冲击力 C减小球的动量变化量 D减小球的动能变化量 解析：接球 过程中，球的初动量和末动量一定，所以球的动量变化量恒定不变，选项 C错误；根据动量定理，手对球的冲量等于球动量的改变量，也恒定不 变，球对手的冲量 也不变，选项 A错误；球的初动能和末动 能一定，所以球的动能变化量恒定不变，选项 D 错误；根据动量定理 I Ft，球对手的冲量 I不变，接球时两手随球迅速收缩至胸前，是 通过延长受力时间以减小球对人的冲击力 F，所以选项 B正确 答案：B 3.(多选)如图所示，一个物体在与水平方向成 角的拉力 F的作用下匀速前进了时间 t，则( ) A拉力 F对物体的冲量大小为 Ft B拉力对物体的冲量大小为 Ftsin C摩擦力对物体的冲量大小为 Ftcos D合外力对物体的冲量大小为零 2 解析：求冲量时，必须明确是哪一个力在哪一段时间内的冲量本题中，作用的时间 都是一样的，求力 F对物体 的冲量就是 Ft，所以 A项正确、B 项错误；物体受到的摩擦力 Ff Fcos ，所以摩擦力对物体的冲量大小为 Fft Fcos t ，C 项正确；物体做匀速运 动，合外力为零，所以合外力对物体的冲量大小为零，D 对故正确选项为 A、C、D. 答案：ACD 4.质量为 60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起 来已知弹性安全带的缓冲时间是 1.2 s，安全带长 5 m， g取 10 m/s2，则安全带所受的 平均冲力的大小是多少？ 解析：选取人为研究对象，人下落过程中由 v22 gh得： v 10 m/s，2gh 以竖直向上为正方向，缓冲过程由动量定理得： (F mg)t mv，得： F mg1 100 N. mvt 由牛顿第三定律可知： 安全带所受的平均冲力大小为 1 100 N. 答案：1 100 N. 1(多选)对下列物理现象的解释，正确的是( ) A击钉时，不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B跳远时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量 C易碎品运输时，要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间， 减小作用力 D在车内推车推不动，是因为合外力冲量为零 解析：击钉时，不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长；跳远时，在沙坑里填 沙，是为了延长人与地的接触时间，所以 A、B 不正确；据动量定理 Ft p知，当 p 相 同时， t越长，作用力越小，故 C正确；车能否移动或运动状态能否改变取决于外力的作 用，与内部作用无关，所以 D正确 答案：CD 2物体在恒定的合力 F作用下做直线运动，在时间 t1内速度由 0增大到 v，在时间 t2内速度由 v增大到 2v.设 F在 t1内做的功是 W1，冲量是 I1；在 t2内做的功是 W2， 冲量是 I2，那么( ) A I1v1.忽略网球的重力，则此过程中拍子对网球作用力 的冲量( ) A大小为 m(v2 v1)，方向与 v1方向相同 B大小为 m(v2 v1)，方向与 v1方向相同 C大小为 m(v2 v1)，方向与 v2方向相同 D大小为 m(v2 v1)，方向与 v2方向相同 解析：在球拍拍打网球的过程中，选取 v2方向为正方向，对网球运用动量定理有 I mv2( mv1) m(v2 v1)，即拍子对网球作用力的冲量大小为 m(v2 v1)，方向与 v2方 向相同故选 D. 答案：D 8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 60 kg的运动员，从离水平网面 3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到 离水平网面 5.0 m高处已知运动员与网接触的时间为 1.2 s若把这段时间内网对运动 员的作用力当作恒力处理，求 此力的大小( g取 10 m/s2) 5 解析：将运动员看作质量为 m的质点，从高 h1处下落，刚接触网时速度的大小 v1 (竖直向下)2gh1 弹跳后到达的高度为 h2，刚离网时速度的大小 v2 (竖直向上)2gh2 选向上为正方向 由动量定理得( F mg) t mv2( v1)， 由以上各式解得 F mg m ， 2gh2 2gh1 t 代入数据得 F1.510 3 N. 答案：1.510 3 N 9质量为 1 kg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 0.4.有一大小为 5 N的水平恒力 F作用于物体上，使之加速前进，经 3 s后撤去 F.求 物体运动的总时间( g取 10 m/s2) 解析：物体由开始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，根据动量定理有 Ft1 Fft0， 又 Ff mg . 联立式解得 t ，代入数据解得 t3.75 s. Ft1 mg 答案：3.75 s 10一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因 相互挤压，皆缩短了 0.5 m，据测算两车相撞前速度约为 30 m/s. (1)试求车祸中车内质量约 60 kg的人受到的平均冲力； (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是 1 s，求这时人体受 到的平均冲力 解析：(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为 0.5 m. 设运动的时间为 t，根据 x t，得 t s， v02 2xv0 130 根据动量定理 Ft p mv0，得 F N5.410 4 N. mv0t 6030130 (2)若人系有安全带，则 F N1.810 3 N. mv0t 60301 答案：(1)5.410 4 N (2)1.810 3 N 11为估 算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯 置于露台，测得 1小时内杯中水位上升了 45 mm.查询得知，当时雨滴竖直下落的速度约为 12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为 6 1103 kg/m3)( ) A0.15 Pa B0.54 Pa C1.5 Pa D5.4 Pa 解析：下雨天，雨滴对睡莲叶面持续的