高中物理精品试题: 与体育娱乐相关的动量问题(解析版)

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练(必修二和动量
第七部分  动量
专题7.31 与体育娱乐相关的动量问题
一. 选择题
1. (2020成都调研)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演,沿同一直线相向运动,速度大小都是2m/s ,甲、乙相遇时用力推对方,此后都沿各自原方向的反方向运动,速度大小分别为1m/s 和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比(    )
A. 3:2
B. 4:3
C. 2:1
D. 1:2
【参考答案】B
【名师解析】
由动量守恒定律得,11222211m v m v m v m v ''-=-,解得122211m v v m v v '+='+,代入数据得12
43=m m .,选项B 正确。 2. (2020年4月温州选考适应性测试)如图所示,篮球训练中,某同学伸出双手迎接飞来的篮球,触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程
A.篮球动量的变化冰车
B.篮球动能的变化量
C.篮球对手的作用力
D.篮球对手作用力的冲量
【参考答案】C
【命题意图】  本题以篮球训练中接球为情景,考查对动量定理的理解及其相关知识点,考查的核心素养是“动量”的观点。
【解题思路】篮球训练中,某同学伸出双手迎接飞来的篮球,触球后双手随篮球收缩至胸前。使为了
增大篮球与手作用的时间,由动量定理,Ft=mv ,可知这样接球有助于减小接球过程中篮球对手的作用力,选项C 正确。
3.两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的
A .互推后两同学总动量增加
B .互推后两同学动量大小相等,方向相反
C .分离时质量大的同学的速度小一些
D .互推过程中机械能守恒
【参考答案】BC
【名师解析】两同学组成的系统动量守恒,互推后两同学总动量不变,即互推后两同学动量大小相等,方向相反,选项A 错误B 正确;根据动量守恒定律,分离时质量大的同学的速度小一些,选项C 正确;互推过程中推力做功,机械能增加,选项D 错误。
4.(2017北京朝阳区期中)图示为某种过山车游乐项目。已知车内某人的质量为m ,轨道A 、B 两点的曲率半径分别为R 1和R 2,过山车经过A 点时的速度大小为v A ,人和车的大小相对轨道半径可以忽略不计,不计摩擦阻力。当过山车无动力运行时,下列说法正确的是
A .该人在A 点受到的支持力大小为21A v m R
B .过山车经过B 点时的最小速度为2gR
C .从A 点运动到B 点的过程中,过山车(含人)的动量守恒
D .从A 点运动到B 点的过程中,过山车(含人)的机械能守恒
【参考答案】D
【名师解析】在A 点对人进行受力分析,根据牛顿第二定律,有:F N -mg=m 21
A v R ,解得:该人在A 点受到的支持力大小为F N  =m 21
A v R +mg ,选项A 错误;因为在
B 点过山车有轨道支撑,所以合力最小可以为零,所以过山车的最小速度为零,选项B 错误;从A 点
到B 点的过程,人和过山车合力不为零,动量不守恒,选项
C错误;由于支持力不做功,没有动力,只有重力做功,过山车(含人)的机械能守恒,选项D正确;综上本题选D。
5.(2019·辽宁葫芦岛一模)我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出,如图所示。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则
A. 甲对乙和乙对甲的冲量大小相等、方向相反
B. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D. 甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
【参考答案】AB
【名师解析】甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反,故A正确;二人相互作用的过程中动量守恒,根据动量守恒可知,甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反,故B正确;甲、乙间的作用力大小相等,不知道甲、乙的质量关系,不能求出甲乙动能变化关系,无法判断做功多少,也不能判断出二者动能的变化量,故CD错误。
【关键点拨】运动员与冰面间的摩擦可忽略不计,在“交棒”过程中,“交棒”运动员猛推“接棒”运动员一把,两个运动员相互作用的力等大、反向、共线,作用时间相同,根据动量定理,两个运动员的动量变化等大、反向、共线,系统动量守恒。
本题关键是明确运动员间的相互作用力的冲量等于对方的动量变化,又有作用时间相同,相互作用力等大、反向,故两个运动员系统的总动量守恒。
6.如图所示,左图为大型游乐设施跳楼机,右图为其结构简图。跳楼机由静止开始从a位置自由下落到b位置,再从b位置开始以恒力制动竖直下落到c位置停下。已知跳楼机和游客的总质量为m,ab高度差为2h,bc高度差为h,重力加速度为g,忽略空气阻力。则()
A.从a到b与从b到c的运动时间之比为2∶1
B.从a到b,跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等
C.从b到c,跳楼机受到的制动力大小等于2mg
D.从a到b,跳楼机和游客总重力的冲量大小为m
【参考答案】A.
【名师解析】下落过程中,从a到b加速过程的平均速度与从b到c减速过程的平均速度相等,由t=得:t1∶t2=h ab∶h bc=2∶1,A正确;由a到b为自由落体运动,座椅对游客的力为0,B错误;由a到b的加速度为g,则有2h=,由b到c加速度为a,则有:h=,联立解得:a=2g,方向向上,从b到c,根据牛顿第二定律有:F-mg=ma,得F=mg+ma=3mg,C错误;根据自由落体运动规律2h=,得b点的速度大小为v b=2,根据动量定理得:跳楼机和游客总重力的冲量大小为I=Δp=mv b=2m,D错误。
7.(2019.广东广州市一模)如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图,运动员从最高点到入水前的运动过程记为I,运动员入水后到最低点的运动过程记为II,忽略空气阻力,则运动员()
A. 过程I的动量改变量等于零
B. 过程II的动量改变量等于零
C. 过程I的动量改变量等于重力的冲量
D. 过程II 的动量改变量等于重力的冲量
【参考答案】C
【名师解析】过程I中动量改变量等于重力的冲量,即为mgt,不为零,故A错误,、C正确;
运动员进入水前的速度不为零,末速度为零,过程II的动量改变量不等于零,故B错误;过程II 的动量改
变量等于合外力的冲量,不等于重力的冲量,故D错误;
【关键点拨】
分析两个过程中运动员速度的变化、受力情况等,由此确定动量的变化是否为零。
本题主要是考查动量定理,解答本题要知道动量的变化与合外力冲量的关系。
8.(2019·湖南长沙二模)乒乓球运动的高抛发球是由我国运动员刘玉成于1964年发明的,后成为风世界乒兵球坛的一项发球技术。某运动员在一次练习发球时,手掌张开且伸平,将一质量为的乒乓球由静止开始竖直向上抛出,抛出后向上运动的最大高度为,若抛球过程,手掌和球接触时间为5ms,不计空气阻力,则该过程中手掌对球的作用力大小约为
A.    B. 4N    C. 40N    D. 400N
【参考答案】B
【解析解析】向上为正,手离开球后的速度为v:
重力忽略由动量定理有:,故B正确,ACD错误
【关键点拨】
先由速度位移公式求出球离开手后速度的大小,最后由动量定理即可求出。
本题考查动量定理的应用,在解题时要注意动量的矢量性,故应先设定正方向,难度适中
9(2018广州一模)篮球运动员接传来的篮球时,通常要先伸出两臂迎球,手触到球瞬间顺势后引。这样可以减小()
A.球对手的力的冲量B.球对手的力的大小
C.球的动量变化量D.球的动能变化量
【参考答案】B。
【名师解析】篮球运动员接传来的篮球,无论采取何种方法,其动量变化相同,根据动量定理,不可以减小球对手的力的冲量,不可以减小球的动量变化量,不可以减小球的动能变化量。先伸出两臂迎球,手触到球瞬间顺势后引,可增大篮球与手接触时间,根据冲量的定义可知,可减小球对手的力的大小,选项B正确。
二.计算题
1.(2020湖南长沙期末)质量为m0=80kg的溜冰运动员推着一辆质量为m A=16kg的小车A以v0=10m/s的共同速度在光滑的冰面上向右匀速滑行。某时刻,他发现正前方有一辆静止的小车B,小车B的质量为

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