2021届高三物理一轮复习力学动量动量定理的表述及应用专题练习

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2021届高三物理一轮复习力学动量动量定理的表述及应用专题练习
一、填空题
1．火箭每秒钟喷出质量为600kg 的燃气，气体喷出时相对火箭的速度为800m/s ，则火箭受到的推力为______ N ；20s 内火箭动量的增量为______ kg m/s ⋅．
2．2010年，日本发射了光帆飞船伊卡洛斯号造访金星，它利用太阳光的光压修正轨道，节约了燃料．伊卡洛斯号的光帆大约是一个边长为a 的正方形聚酰亚胺薄膜，它可以反射太阳光．已知太阳发光的总功率是P 0，伊卡洛斯号到太阳的距离为r ，光速为c ．假设伊卡洛斯号正对太阳，并且80%反射太阳光，那么伊卡洛斯号受到的太阳光推力大小F=________________．（已知光具有波粒二象性，频率为ν的光子，其能量表达式为ε=hν，动量表达式p=h/λ )
3．质量 m ＝0.6 kg 的篮球从距地板 H ＝0.8 m 高处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度 h ＝0.45 m ，从释放到弹跳至 h 高处经历的时间 t ＝1.1 s ，忽略空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s 2，则篮球对地板的平均撞击力大小_________________N
4．质量为0.5 kg 的小球沿光滑水平面以5 m/s 的速度冲向墙壁后又以4 m/s 的速度反向弹回，如图所示，则碰撞前的动量大小为________kg m/s ⋅．若球与墙的作用时间为0.05 s ，则小球所受到的平均力大小为________ N.
5．两物体的质量为1m 和2m ，他们分别在恒力1F 和2F 的作用下由静止开始运动，经相同的位移，动量的增加量相同，则两恒力的比值12:F F =________。

6．质量为0.1kg 的球竖直向下以10m/s 的速度落至水平地面，再以5m/s 的速度反向弹回。

取竖直向下为正方向，重力加速度g =10m/s 2，在小球与地面接触的时间内，合外力对小球的冲量I=______N ⋅s ，合外力对小球做功为W=________J.
7．质量为1kg 的小球从离地面5m 高处自由落下，碰地后反弹的高度为0.8m ，碰地的时间为0.05s.设竖直向上速度为正方向，则碰撞过程中，小球动量的增量为______kg·m/s ，小球对地的平均作用力为______，方向______
8．一质量为1kg 的小球从0.8m 高的地方自由下落到一个软垫上，若从小球接触软垫到下陷至最低点经历
了0.2s ，则这段时间内软垫对小球冲量的大小为________，(g 取10m/s 2，不计空气阻力)
9．质量为0.2kg 的小球竖直向下以6/m s 的速度落至水平地面,再以4/m s 的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为__________/kg m s ⋅.若小球与地面的作用时间为0.2s ,则小球
受到地面的平均作用力大小为__________N (取210/g m s =).
10．在水平力F=30N 的作用力下,质量m=5kg 的物体由静止开始沿水平面运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数µ=0.2,若F 作用6s 后撤去,撤去F 后物体还能向前运动______________秒时间才停止．(g=10m/s 2) 11．质量都是1 kg 的物体A 、B 中间用一轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上，现使B 物体靠在竖直墙上，用力推物体A 压缩弹簧，如图所示，这过程中外力做功8J 。

待系统静止后突然撤去外力．从撤去外力到弹簧恢复到原长的过程中墙对B 物体的冲量大小是________N ﹒s 。

当A 、B 间距离最大时，B 物体的速度大小是________m/s 。

12．用两个大小相同的小球在光滑水平面上的碰撞来验证动量守恒定律．入射小球质量m 1＝15g ，原来静止的被碰小球质量m 2＝10g ．由实验测得它们在碰撞前后的x －t 图像如图所示，则碰撞前系统总动量p ＝__________ kg·m/s ，碰撞后被碰小球的x －t 图像是图中__________（选填“①”或“②”）所示的图像；假设碰撞作用时间∆t ＝0.01s ，则碰撞时两球间的平均作用力大小为__________N ．
13．已知光速为c ，普朗克常数为h ，则频率为ν的光子的动量为______。

用N 个该频率的光子垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则在光照射的过程中，平面镜受到的冲量大小为____。

14．质量m =500 g 的篮球，以10m/s 的速度与天花板相碰，经过t =0.5s ，篮球以碰前速度的
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反弹，设空气阻力忽略不计，g 取10 m/s 2，则天花板对篮球的平均作用力大小为_________N
15．如图所示，一火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置，控制系统使箭体与卫星分离，已知箭体质量为m 1.卫星质量为m 2，分离后箭体以速率v 1沿原方向飞行，忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离前系统的总动量为________，分离后卫星的速率为________.
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二、解答题
16．如图质量为m 2=4kg 和m 3=3kg 的物体静止放在光滑水平面上，两者之间用轻弹簧拴接．现有质量为m 1=1kg 的物体以速度v 0=8m/s 向右运动，m 1与m 3碰撞（碰撞时间极短）后粘合在一起．试求：
（1）m 1和m 3碰撞过程中损失的机械能是多少?
（2）弹簧能产生的最大弹性势能是多少?
（3）弹簧在第一次获得最大弹性势能的过程中，对m 3冲量的大小是多少?
（4）m 2运动的最大速度v m 是多少?
17．动量定理可以表示为p F t ∆=∆，其中动量p 和力F 都是矢量．在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x，y 两个方向上分别研究．例如，质量为m=1 kg 的小球斜射到木板上，如图所示，入射的角度是53θ=︒，碰撞后弹出的角度是37β=︒，碰撞前的速度v 0=10 m/s ，碰撞后的速度v 1=5 m/s ，碰撞时间t=0.1 s ，求：
，1）碰撞前后x，y 方向小球的动量变化x p ∆，y p ∆，
，2）碰撞过程中木板对小球在x，y 方向的平均作用力Fx，Fy，
18．某同学研究重物与地面撞击的过程，利用传感器记录重物与地面的接触时间．他让质量为M=9kg 的重物（包括传感器）从高H=0.45m 自由下落撞击地面，重物反弹高度h=0.20m ，重物与地面接触时间t=0.1s ．若重物与地面的形变很小，可忽略不计．求此过程中：
，1）重物受到地面的平均冲击力；
，2）重物与地面撞击过程中损失的机械能．
1 / 5 参考答案
1．54.810⨯ 6
9.610⨯ 2．2
02920P a r c π 3．16.5N 4．2.5 90 5．21:m m 6．1.5 -3.75 7．14 290N 竖直向上 8．6N ·m 9．2 12 10．12s 11．4 2 12．0.015kg·m/s ① 0.75N 13．
h c ν 2N h c ν 14．12.5N 15． (m 1＋m 2)v 0 ()10012m v v v m +-
16．（1）24J （2）4J （3）4kg •m/s （4）2m/s 17．（1）5kg m /s x p ∆=-⋅ ，10kg m /s y p ∆=⋅ （2）50N x F =- ，110N y F = 18．（1）540N ，2， 22.5J。