第二节 动量和动量定理

1.(2020·山东省日照市高二上学期期末)我们都有这样的经验,玻璃杯落在水泥地面上会破碎,而从相同的高度落在地毯上不会破碎,对这一现象的解释,正确的是( D )
A.玻璃杯落到水泥地面上的动量较大
B.玻璃杯落到水泥地面上的冲量较大
C.玻璃杯落到地毯上动量的变化量较小
D.玻璃杯落到地毯上,减速时间较长,受到的冲击力较小
解析:杯子从同一高度掉下,与水泥地或地毯接触前瞬间速度相同,动量相同,与水泥地或地毯上作用后速度均变为零,杯子动量的变化相同。由动量定理可知,杯子受到合外力的冲量相同,故ABC错误;杯子与水泥地作用时间短,杯子与地作用时间长,减速时间长,由动量定理ΔP=Ft,ΔP相同,可判断出D正确。
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篮球所受合力的冲量大小为( D )

A.0.5 N· s B.1 N· s
C. 2 N· s D.3 N· s
解析:篮球的重心下降高度0.8 m的速度为v1== 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== m/s=2 m/s,方向向上
规定竖直向下为正方向,由动量定理得:I合=mv2-mv1=0.5×(-2) N·S-0.5×4 N·S=-3 N·s。故D正确。
3.(2020·广西省钦州市高二下学期期中)如图所示是一则安全警示广告,描述了高空坠物对人伤害的严重性。小王同学用下面的实例来检验广告词的科学性:用一个鸡蛋从8楼的窗户自由下落到地面。经测量鸡蛋质量约50 g,8层楼高约20米,与地面接触时间约为0.02 s。不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2。求鸡蛋:

(1)下落到地面时动量的大小;
(2)对地面平均作用力的大小。
答案:(1)1 kg·m/s (2)50.5 N
解析:(1)下落到地面时速度由v2=2gh得v=20 m/s
动量的大小为p=mv=50×10-3×20 kg·m/s=1 kg·m/s
(2)设向上为正方向,根据动量定理可知,对鸡蛋:(F-mg)Δt=0-(-mv)
解得F=+mg=N+0.05×10 N=50.5 N
由牛顿第三定律可知球对地面平均作用力的大小F′=50.5 N。