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第七章 碰撞与动量守恒定律
第 01 练 动量 冲量 动量定理
知识目标 知识点
目标一 对动量和动量变化的理解
目标二 冲量的理解与计算
目标三 动量定理的理解和应用
目标四 动量定理与微元法的综合应用
1. (2021·安徽省·单元测试)行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满
气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正
确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
2.(2022·全国·其他类型)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,
与地面的撞击时间约为2ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )
A. 10N B. 102N C. 103N D. 104N
3.(2022·云南省·单元测试)太空探测器常装配离子发动机,其基本原理是将被电离的原子从发动机
尾部高速喷出,从而为探测器提供推力,若某探测器质量为490kg,离子以30km/s的速率(远大
于探测器的飞行速率)向后喷出,流量为3.0×10-3g/s,则探测器获得的平均推力大小为( )
A. 1.47N B. 0.147N C. 0.09N D. 0.009N
4.(2021·北京市·历年真题)如图所示,圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r
处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆
盘上的某点停止。下列说法正确的是( )
A. 圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向
B. 圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωrC. 圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动
D. 圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr
5.(2021·福建省·历年真题)福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10
级台风的风速范围为24.5m/s~28.4m/s,16级台风的风速范围为51.0m/s~56.0m/s。若
台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风
的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍
6.(2021·全国·历年真题)质量为m的铁锤竖直下落打在木桩上后随木桩一起下降,经一段时间t后静
止。已知打击前瞬间铁锤速度为v,重力加速度为g,则在t时间段,木桩受到的平均打击力的大小
为( )
2mv mv mv mv
A. B. C. +mg D. -mg
t t t t
7.(2021·重庆市·历年真题)我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法配戴具有缓冲作用的安
全头盔。小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。某次,他在头盔中装入质量为5.0kg
的物体(物体与头盔密切接触),使其从1.80m的高处自由落下(如图),并与水平地面发生碰撞,头
盔厚度被挤压了0.03m时,物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力,且视为匀减速直线运动,
不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)头盔接触地面前瞬间的速度大小;
(2)物体做匀减速直线运动的时间;
(3)物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。1. (2022·全国·历年真题)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发
生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg,则碰撞过程
两物块损失的机械能为( )
A. 3J B. 4J C. 5J D. 6J
2.(2022·江苏省·单元测试)如图所示为小明玩蹦床的情景,其中A位置表示床面未受压力时的平衡
位置,B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面所压到的最低位置.若床面始终在弹性限度内,
空气阻力及床面的质量均可忽略不计,对于小明从最高点下落到最低点的过程,下列说法中正确的
是
A. 床面从A位置下降到B位置的过程中,小明的动能不断变小
B. 床面在B位置时,小明所受合外力为零
C. 小明接触床面前处于失重状态,接触床面后处于超重状态
D. 小明从最高点运动到将床面压至B位置的过程中,重力对他的冲量与床面对他的冲量大小相等
3.(2020·湖北省·月考试卷)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计,O
点为弹簧处于原长时物块的位置。将物块(可视为质点)拉至A点由静止释放,物块在粗糙的水平桌
面上沿直线运动,经过O点运动到B点时速度恰好减为0,在物块由A点运动到O点的过程中,下列
说法中正确的是( )A. 弹簧弹力做功大于物块克服摩擦力做功
B. 弹簧弹力做功等于物块克服摩擦力做功
C. 弹簧弹力的冲量大小等于摩擦力的冲量大小
D. 弹簧弹力的冲量大小小于摩擦力的冲量大小
Δp
4.(2020·黑龙江省·单元测试)将一物体以某一初速度沿竖直方向向上抛出。p表示物体的动量,
Δt
表示物体的动量变化率,取竖直向下为正方向,忽略空气阻力。则图中正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2022·全国·其他类型)长为l的轻绳上端固定,下端系着质量为m 的小球A,处于静止状态。A受
1
到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动,恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点
时,质量为m 的小球B与之迎面正碰,碰后A、B粘在一起,仍做圆周运动,并能通过圆周轨迹的
2
最高点。不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1)A受到的水平瞬时冲量I的大小;
(2)碰撞前瞬间B的动能E 至少多大?
k
6.(2022·山东省·模拟题)水平面上有一光滑双杆组成的轨道,其中的竖直圆环A、B两杆间距不同,
质量为M的球直径比圆环A间距大,质量为m的球直径比圆环A间距小但比圆环B间距大,两球初
始时都静止。当给M一个冲量I 后,M与m在圆环A的最低点发生弹性对心碰撞,两球分别刚好能
0
沿圆环A、B做完整的圆周运动,已知M=1.5m,圆环A的半径为r。求(1)碰撞结束时M的速度大小;
(2)圆环B的半径R和冲量I 的大小;
0
(3)若最初给M的冲量I大于I ,求M通过圆环顶点时对轨道的压力。
0
1.(2022·全国·其他类型)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。
摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B. 在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
C. 摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D. 摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
2.(2022·湖北省·模拟题)如图所示,光滑倾斜滑道OM与粗糙水平滑道MN平滑连接.质量为1kg
的滑块从O点由静止滑下,在N点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的P点停下.已知O点比M
点高1.25m,滑道MN长4m,滑块与滑道MN的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小g取10m/s2,
不计空气阻力.下列说法正确的是A. 滑块运动到M点的速度大小为6m/s
B. 滑块运动到N点的速度大小为4m/s
C. 缓冲墙对滑块的冲量大小为10N·s
D. 缓冲墙对滑块做的功为-2.5J
3.(2022·湖北省黄冈市·模拟题)如图所示,某同学站在篮球场地面上以一定的初速度向篮板的黑框
投球。假设球飞到最高点时恰好水平击中黑框中心,球击中篮板前后瞬间速度大小不变、方向反向。
测得球离手时位置与篮板水平距离3m,离地面的高度1.5m,篮板黑框中心离地高度为3.3m,篮
球质量为600g,重力加速度g取10m/s2,空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 球从抛出到击中篮板的过程所用的时间为0.8s
B. 球击中篮板前瞬间的速度大小为5m/s
C. 球对篮板的冲量大小为5N⋅s
D. 球从抛出到击中篮板的过程机械能增加10.8J
4.(2022·山东省潍坊市·模拟题)如图甲所示,水平桌面上一个物块在与桌面平行的外力牵引下做直
线运动,其v-t图像如图乙所示,已知物块质量为2kg,物块与地面间动摩擦因数为0.3,重力加速
度g大小取10m/s2,以下判断正确的是( )
A. 物体在1~3s内摩擦生热36J
B. 物体在0~1s内水平力F大小为14N
C. 物体在0~1s内和3~5s内的合外力冲量大小之比为1:2
D. 0~5s内水平力F对物体做的功大于摩擦力对物体做的功
5.(2022·江苏省南京市·模拟题)将一只篮球在空中水平向右抛出,落地后又反弹,篮球的抛出点高
度、两次落点的位置、第一次反弹后的高度等数据如图所示,已知该篮球质量为0.6kg,不计空气阻力,加速度g=10m/s2,求该篮球:
(1)从抛出到第一次落地的时间t;
(2)第一次落地时所受摩擦力的冲量I。
6.(2022·天津市·模拟题)某校设计专业学生对手机进行了防摔设计,防摔设计是这样的:在屏幕的
四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器,一旦手机内的加速度计、陀螺仪
及位移传感器感知到手机掉落,保护器会自动弹出,对手机起到很好的保护作用。总质量为160g
的该种型号手机从距离地面1.25m高的口袋中被无意间带出,之后的运动可以看作自由落体运动,
平摔在地面上,保护器撞击地面的时间为0.5s,不计空气阻力,g=10m/s2,试求:
(1)手机落地前瞬间的速度大小;
(2)手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小;
(3)地面对手机的平均作用力大小。