人教高中物理21．动量和冲量　动量定理.docx

21.动量和冲量　动量定理
1.(2021·北京丰台区期末练****如图1所示，摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一。摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动，将某一座舱及其乘客组成的系统作为研究对象，下列说法正确的是(　　)
图1
A.转动过程中，系统的机械能守恒
B.转动过程中，系统的动量守恒
C.从最高点转动到最低点，合力做功为零
D.从最高点转动到最低点，合力的冲量为零
答案　C
解析　转动过程中，系统的动能不变，但是重力势能在变化，所以机械能不守恒，A错误；转动过程中，系统的速度大小不变，但是方向在变化，由于动量是矢量，方向与速度方向一致，所以动量大小不变，但是方向在变，所以动量不守恒，B错误；根据动能定理，系统从最高点到最低点，动能不变，所以合力做功为零，C正确；系统在最高点和最低点速度的方向不相同，大小相等，则动量大小相等，方向不相同，所以动量的变化量不等于零，根据动量定理，合力的冲量不为零，D错误。
2.(2021·江西吉安市大联考)质量为2 kg的物体静止放在光滑水平面上，0～5 s内给它施加一个2 N水平拉力，5～8 s内给它施加一个－4 N水平拉力。以向右为正方向，则第8 s末物体的动量p为(　　)
A.22 kg·m/s B.－22 kg·m/s
C.2 kg·m/s D.－2 kg·m/s
答案　D
解析　根据I＝Ft可得，0～5 s内拉力的冲量I1＝10 N·s，5～8 s内拉力的冲量I2＝－12 N·s，则合外力冲量I＝I1＋I2＝－2 N·s，根据动量定理，物体获得的动量p＝－2 kg·m/s，选项D正确。
3.(多选)(2021·安徽、河南、山西3月学术能力诊断)有一个质量为2 kg的小车在平面直角坐标系中运动，在x方向的v－t图像和y方向的x－t图像分别如图2甲、乙所示，下列说法正确的是(　　)
图2
A.小车做匀变速曲线运动
B.2 s内小车所受的合外力的冲量为6 N·s
C.2 s内合外力对小车做的功为48 J
D.0时刻小车的动量为8 kg·m/s
答案　AC
解析　由v－t图可知，物体在x方向上做初速度为4 m/s的匀加速直线运动，而在y方向上，物体做速度为3 m/s的匀速运动，故物体做匀变速曲线运动，A正确；速度—时间图像斜率代表加速度，物体的加速度为2 m/s2，由牛顿第二定律可知，其合力F＝ma＝4 N，2 s内小车所受的合外力的冲量为I＝Ft＝8 N·s，故B错误；2 s内合外力对小车做的功为W＝Fx＝4××2 J＝48 J，故C正确；0时刻小车的动量为p＝mv＝2× kg·m/s＝10 kg·m/s，故D错误。
4.(2021·湖北十一校3月第二次联考)高楼坠物极其危险，被称为“悬在城市上空的剑”。若一枚质量为50 g的鸡蛋，从27层楼的窗户自由落下，与地面撞击时间约为0.001 s。不计空气阻力，则鸡蛋对地面的平均作用力约为(　　)
A.3 000 N B.2 000 N
C.1 000 N D.500 N
答案　B
解析　每层楼高约为3 m，鸡蛋下落的总高度为h＝(27－1)×3 m＝78 m，由自由落体运动规律，有v2＝2gh，鸡蛋落地时的速度为v＝＝39.5 m/s，与地面的碰撞时间约为t2＝0.001 s，取竖直向下为正方向