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IFt,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IFt与物体的动量的大小pmv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
2、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:A2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IFt,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:B3.(
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FtB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FfFcos ,所以摩擦力对物体的冲量大小为FftFcos 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:ACD4.质量为60 kg的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带
4、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v22gh得:v10 m/s,以竖直向上为正方向,缓冲过程由动量定理得:(Fmg)tmv,得:Fmg1 100 N.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
5、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Ftp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:CD2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()AI1I2,W1W2BI1I2,W1W2CI1I2,W1W2 DI1I2,W1W2解析:在t1内,I1Ft1mv0mv,在t2内,I2F
6、t22mvmvmv,所以I1I2;又因为W1mv2,W2m(2v)2mv2mv2,所以W1v1.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(v2v1),方向与v1方向相同B大小为m(v2v1),方向与v1方向相同C大小为m(v2v1),方向与v2方向相同D大小为m(v2v1),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Imv2(mv1)m(v2v1),即拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2v1),方向与v2方向相同故选D.答案:D8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
7、,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)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)弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小v2(竖直向上)选向上为正方向由动量定理得(Fmg)tm,由以上各式解得Fmgm,代入数据得F1.5103 N.答案:1.5103 N9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
8、,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Ft1Fft0,又Ffmg.联立式解得t,代入数据解得t3.75 s.答案:3.75 s10一辆轿车强行超车时,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
9、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 N5.4104 N.(2)若人系有安全带,则F N1.8103 N.答案:(1)5.4104 N(2)1.8103 N11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1103 kg/m3)()A0.15 PaB0.54 PaC1.5 Pa D5.4 Pa解析:下雨天,雨滴对睡莲叶面持续的作用力可以看作是恒力,取单位面积的睡莲叶面,t1 h3 600 s时间内,打到该叶面的雨水质量为mSh.根据动量定理,mvFt,其中F就是单位面积上的压力,所以F N0.15 N,所以p0.15 Pa.故选A.答案:A