（通用版）2021版高考物理大一轮复习 课后限时集训18 动量和动量定理

课后限时集训18动量和动量定理建议用时：45分钟1关于冲量，下列说法中正确的是()A冲量是物体动量变化的原因B作用在静止的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运动的方向A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，物体的动量也发生了变化，因此说冲量使物体的动量发生了变化，A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IFt，与物体处于什么状态无关，物体运动状态的变化是所有作用在物体上的力共同产生的效果，B错误；物体所受冲量IFt与物体动量的大小pmv无关，C错误；冲量的方向与物体运动方向无关，D错误。2.在一光滑的水平面上，有一轻质弹簧，弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端紧靠着一物体A，已知物体A的质量m4 kg，如图所示。现用一水平力F作用在物体A上，并向左压缩弹簧，力F做功50 J后(弹簧仍处在弹性限度内)，突然撤去力F，物体A从静止开始运动。则当撤去力F后，弹簧弹力对物体A的冲量大小为()A20 N·sB50 N·sC25 N·sD40 N·sA根据题意知，撤去力F时，弹簧具有的弹性势能为Ep50 J，根据机械能守恒定律得Epmv2，解得物体A离开弹簧的速度为v5 m/s，根据动量定理得Imv04×5 N·s20 N·s，A正确，B、C、D错误。3.(多选)(2019·湖南衡阳八中二模)质量为2 kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块的动能Ek与其位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()Ax1 m时物块的速度大小为2 m/sBx3 m时物块的加速度大小为1.25 m/s2C在前2 m的运动过程中物块所经历的时间为2 sD在前4 m的运动过程中拉力对物块做的功为25 JBCD根据图象知，x1 m时，物块的动能为2 J，由mv22 J，解得v m/s，故A错误；对x2 m到x4 m的过程运用动能定理，有F合2xEk，解得F合22.5 N，则物块的加速度a m/s21.25 m/s2，故B正确；对前2 m的运动过程运用动能定理得F合1xEk，解得F合12 N，则物块的加速度a m/s21 m/s2，末速度v m/s2 m/s，根据vat得t2 s，故C正确；对全过程运用动能定理得WFmgxE k，解得WF25 J，故D正确。4.(2019·玉溪一中月考)如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c点无初速度释放，下列关于它们下滑过程的说法中正确的是()A重力对各环的冲量中a的最大B弹力对各环的冲量中c的最大C合力对各环的冲量大小相等D各环的动能增量相等B设任一细杆与竖直方向的夹角为，环运动的时间为t，圆周的直径为D。则环的加速度大小为agcos 。由位移公式得Dcos at2gt2cos ，得到t，所以三个环的运动时间相同，由于三个环的重力相等，运动时间相同，由公式IFt分析可知，重力对各环的冲量相等，A错误；弹力FNmgsin ，则c环受到的弹力最大，三个环的运动时间相等，则弹力对c环的冲量最大，B正确；a环的加速度最大，受到的合力最大，则合力对a环的冲量最大，C错误；重力对a环做功最多，其动能的增量最大，D错误。5.如图所示，质量为m的物体，在大小确定的水平外力F作用下，以速度v沿水平面匀速运动，当物体运动到A点时撤去外力F，物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点，则物体由A点到B点的过程中，下列说法正确的是 ()Av越大，摩擦力对物体的冲量越大，摩擦力做功越多Bv越大，摩擦力对物体的冲量越大，摩擦力做功与v的大小无关Cv越大，摩擦力对物体的冲量越小，摩擦力做功越少Dv越大，摩擦力对物体的冲量越小，摩擦力做功与v的大小无关D由题知，物体所受的摩擦力FfF，且为恒力，由A到B的过程中，v越大，所用时间越短，IfFt越小；因为WfF·，故Wf与v无关。选项D正确。6(2019·云南曲靖一中二模)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从高空下落撞在地面上，与地面碰撞时间为2 ms，同时对地面产生的冲击力为103 N，鸡蛋落地时的速度约为()A0.4 m/sB4 m/sC40 m/sD400 m/sB设向上为正方向，则鸡蛋与地面碰撞的过程，由动量定理得(Fmg)t0(mv)，解得v m/s4.1 m/s，选项B正确。7(多选)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动，经过时间t，下降的高度为h，速度变为v，在这段时间内物体动量变化量的大小为()Am(vv0)BmgtCmDmBCD由动量定理可得，物体在时间t内动量变化量的大小为mgt，B正确；物体在平抛运动过程中速度变化量v沿竖直方向，其大小v，由机械能守恒定理可得：mvmghmv2，所以，故物体动量变化量pmvmm，选项C、D均正确，只有选项A错误。8一辆轿车强行超车时，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率约为30 m/s，则：(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大？(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为多大？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xt得，t s。根据动量定理Ftpmv0得，F N5.4×104 N。(2)若人系有安全带时，F N1.8×103 N。答案(1)5.4×104 N(2)1.8×103 N9一位质量为m的运动员从下蹲状态向上跳起，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中 ()A地面对他的平均作用力为mg，地面对他做的功为mv2B地面对他的平均作用力为mg，地面对他做的功为零C地面对他的平均作用力为，地面对他做的功为mv2D地面对他的平均作用力为，地面对他做的功为零B人的速度原来为零，起跳后变为v，则由动量定理可得Imgt(mv)mv，故地面对人的冲量为mvmgt；则地面对人的平均作用力Fmg，人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故B项正确，A、C、D三项错误。10(2019·湖南师大附中模拟)我国航天事业持续飞速发展，2019年1月，“嫦娥四号”飞船在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞。发动机加速电压为U，喷出二价氧离子，离子束电流为I，那么下列结论正确的是(基本电荷为e，原子质量单位为m0，飞船质量为M)()A喷出的每个氧离子的动量p2eUB飞船所受到的推力为F4IC飞船的加速度为aD推力做功的功率为2MeUB对于每个氧离子，根据动能定理得qUmv2，动量为p，其中q2e，m16m0，故p8，故A错误；设在t时间内喷出N个氧离子，飞船受到的推力为FN，其中I，q2e，m16m0，所以F4I，a，故B正确，C错误；功率的单位是J·s1，而2MeU的单位是kg·J，故D错误。11.如图所示，在倾角为30°的足够长的光滑固定斜面上有一质量为m的物体，它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按如图所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正)。已知此物体在t0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率，则这四个速度中最大的是()ABCDC根据动量定理分别研究四种情况下物体的速率。取t01 s，A图中：mgsin 30°·3t0F·2t0Ft0mv1，得v120 m/s；B图中：mgsin 30°·3t0Ft0Ft0mv2，得v215 m/s；C图中：mgsin 30°·3t0F·2t0mv3，得v325 m/s；D图中：mgsin 30°·3t0F·2t0Ft0mv4，得v415 m/s。故选项C正确。12.如图所示，由喷泉中喷出的水柱，把一个质量为M的垃圾桶倒顶在空中，水以速率v0、恒定的质量增率(即单位时间喷出的质量)从地下射向空中。求垃圾桶可停留的最大高度。(设水柱喷到桶底后以相同的速率反弹)解析设垃圾桶可停留的最大高度为h，并设水柱到达h高处的速度为vt，则vv2gh得vv2gh由动量定理得，在极短时间t内，水受到的冲量为Ft2vt解得F2·vt2据题意有FMg联立解得h。答案13.如图所示，质量mA为4.0 kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数为0.24，木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为质点)，它们均处于静止状态，木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EkA为8.0 J，小物块的动能EkB为0.50 J，重力加速度取10 m/s2，求：(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0的大小；(2)木板的长度L。解析木板受到瞬时冲量作用后获得初动量，此后A、B相对运动，B在摩擦力作用下做加速运动，A在B的反作用力及C的摩擦力作用下做减速运动，最终B从A上掉下来。(1)设水平向右为正方向，有ImAv0代入数据解得v03.0 m/s。(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA，其中FCA(mAmB)g12 N，B在A上滑行的时间为t，B离开A时A和B的速度分别为vA和vB，由动量定理得(FBAFCA)tmAvAmAv0FABtmBvB其中FABFBA，EkAmAv8.0 J，EkBmBv0.50 J设A、B相对于C的位移大小分别为xA和xB，由动能定理得(FBAFCA)xAmAvmAvFABxBEkB木板A的长度LxAxB代入数据解得L0.50 m。答案(1)3.0 m/s(2)0.50 m7