新教材人教版高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律 课时练习题及章末测验

第一章动量守恒定律1.1动量 ........................................................................................................................... - 1 -1.2动量定理 ................................................................................................................... - 4 -1.3动量守恒定律 ......................................................................................................... - 11 -1.4实验：验证动量守恒定律...................................................................................... - 18 -1.5弹性碰撞和非弹性碰撞.......................................................................................... - 22 -1.6反冲现象火箭........................................................................................................ - 30 -章末综合测验................................................................................................................ - 36 -1.1动量一、选择题(本题共2小题，每题9分，共18分)1．下列关于动量及其变化的说法正确的是( B )A．两物体的动量相等，动能也一定相等B．物体动能发生变化，动量也一定发生变化C．动量变化的方向一定与初、末状态动量的方向都不同D．动量变化的大小，不可能等于初、末状态动量大小之和解析：A错：根据p＝2mE k可知，动量相等，动能不一定相等。

B对：动能发生变化，则速度大小发生变化，所以动能变化，则动量一定变化。

C错：当物体做直线运动时，动量变化的方向可以与初动量或者末动量的方向相同。

D错：当初动量方向和末动量方向相反时，动量变化的大小等于初、末状态动量大小之和。

2．(2020·山东省济南市高二下学期期末)如图所示，一小孩把一质量为0.5 kg 的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降的高度为0.8 m，反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2 m，不计空气阻力，取重力加速度为g＝10 m/s2，则地面与篮球相互作用的过程中其动量的改变量大小为( D )A．0.5 kg· m/s B．1 kg· m/sC. 2 kg· m/s D．3 kg· m/s解析：篮球的重心下降高度0.8 m的速度为v1＝2gh＝2×10×0.8 m/s＝4 m/s，方向向下反弹后篮球的重心上升高度0.2 m的初速度为v2＝2gh＝2×10×0.2 m/s ＝2 m/s，方向向上规定竖直向下为正方向，Δp＝mv2－mv1＝0.5×(－2) kg· m/s－0.5×4 kg·m/s＝－3 kg· m/s。

故D正确。

二、非选择题(共3小题，共42分)3．(12分)(2021·北京市陈经纶中学高二下学期期中)小明做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图1所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d 的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰后小球A继续摆动，小球B做平抛运动。

小明用游标卡尺测小球A直径如图2所示，则d＝14.50mm。

又测得了小球A 质量m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h，为完成实验，还需要测量的物理量有：小球B质量m2，碰后小球A摆动的最大角β。

解析：球的直径为d＝14 mm＋120×10 mm＝14.50 mm；根据机械能守恒定律m1gl(1－cosα)＝12m1v21可得碰撞前瞬间球A的速度，碰撞后仍可根据机械能守恒定律计算小球A的速度，所以需要测出小球A碰后摆动的最大角β；小球B碰撞后做平抛运动，根据平抛运动规律可得小球B的速度，根据实验要求还需要测量小球B的质量m2。

4．(14分)某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验：将打点计时器固定在光滑的长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的后面。

让小车A运动，小车B静止。

在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，如图1，碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。

他在安装好实验装置后，先接通电源然后轻推小车A，使A获得一定的速度，电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点，已知电源频率为50 Hz。

(1)实验中打出的纸带如图2所示，并测得各计数点间距标在图上，则应选BC 段计算A的碰前速度；应选DE段计算A和B碰后的共同速度(选填：“BC”“CD”或“DE”)。

(2)已测得小车A的质量m1＝0.20 kg，小车B的质量m2＝0.10 kg，由以上测量结果可得：碰前m1v1＝0.21kg·m/s；碰后(m1＋m2)v2＝0.20kg·m/s。

(计算结果保留两位有效数字)(3)由以上实验结果，可知在误差允许的范围内，AB碰撞过程中质量m与速度v的乘积之和不变。

解析：(1)A与B碰后粘在一起，速度减小，相等时间内的间隔减小，可知通过BC段来计算A的碰前速度，通过DE段计算A和B碰后的共同速度。

(2)A碰前的速度：v1＝BCt＝0.1050.1m/s＝1.05 m/s碰后共同速度：v2＝DEt＝0.0680.1m/s＝0.68 m/s碰前：m1v1＝0.2×1.05 kg·m/s＝0.21 kg·m/s碰后：(m1＋m2)v2＝0.3×0.68 kg·m/s≈0.20 kg·m/s可知在误差允许范围内，AB碰撞过程中，质量m与速度v的乘积之和保持不变。

5．(16分)(2020·北京丰台区高二期末)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到如图所示的水平外力作用。

求：(1)第2 s末质点的动量大小。

(2)第1 s内与第2 s内质点动量增加量之比。

(3)第1 s内与第2 s内质点动能增加量之比。

答案：(1)6 kg·m/s(2)2 1 (3)4 5解析：(1)质点由静止开始运动，由牛顿第二定律可得，0～1 s内质点的加速度大小为a1＝F1m＝41m/s2＝4 m/s2,1～2 s内质点的加速度大小为a2＝F2m＝21m/s2＝2m/s2，则第1 s末质点的速度大小为v1＝a1t1＝4×1 m/s＝4 m/s，第2 s末质点的速度大小为v2＝v1＋a2t2＝(4＋2×1) m/s＝6 m/s，因此第2 s末质点的动量大小为p＝mv2＝1×6 kg·m/s＝6 kg·m/s；(2)第1 s内与第2 s内质点动量增加量之比为Δp1Δp2＝(mv1－0)(mv2－mv1)＝21；(3)第1 s内与第2 s内质点动能增加量之比为ΔE k1ΔE k2＝(12mv21－0)(12mv22－12mv21)＝45。

1.2动量定理基础练习一、选择题(本题共6小题，每题6分，共36分) 1．关于冲量，下列说法正确的是( A )A．合力的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．冲量的方向与物体运动的方向相同解析：力作用一段时间便有了冲量，而合力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说合力的冲量使物体的动量发生了变化，选项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，与物体处于什么状态无关，选项B错误；物体所受冲量I＝FΔt与物体动量的大小p＝mw无关，选项C错误；冲量是矢量，其方向与力的方向相同，与物体运动方向无关，D错误。

2．如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。

若缓慢拉动纸条，发现杯子会滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落，对于这个实验，下列说法正确的是( D )A．缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小B．快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大C．为使杯子不滑落，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些D．为使杯子不滑落，杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些解析：在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中，杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，但快速拉动时，纸条与杯子作用时间短，此时摩擦力对杯子的冲量小，由I＝Δp可知，杯子增加的动量较小，因此杯子没有滑落，缓慢拉动时，摩擦力对杯子的冲量大，杯子增加的动量大，杯子会滑落，故A、B错误；为使杯子不滑落，杯子与纸条间的摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些，杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些，选项C错误；杯子与桌面间的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，杯子不容易滑落，选项D正确。

3．(2020·江苏省新沂市润新学校高三下学期3月第3次线上考试)地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年。

如图所示，为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为h，当感知到地震时，质量为m的铜珠(初速度为零)离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为 ( A )A．m2ght＋mg B．m2ghtC．m ghtD．m ght－mg解析：铜珠做自由落体运动，落到蟾蜍口的速度为：v＝2gh，以竖直向上为正方向，根据动量定理可知：FΔt－mgΔt＝0－(－mv)，解得：F＝m2ghΔt＋mg，故选项A正确。

4．如图所示甲、乙两种情况中，人用相同大小的恒定拉力拉绳子，使人和船A均向右运动。

经过相同的时间t，图甲中船A没有到岸，图乙中船A没有与船B 相碰，则经过时间t( C )A．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量小B．图甲中人对绳子拉力的冲量比图乙中人对绳子拉力的冲量大C．图甲中人对绳子拉力的冲量与图乙中人对绳子拉力的冲量一样大D．以上三种情况都有可能解析：甲、乙两种情况下人对绳子的拉力相等，作用时间相同，由冲量的定义式I＝FΔt可知，两冲量大小相等，只有选项C正确。