2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計劃 課練17 動量、沖量和動量定理(含解析)
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1、動量、沖量和動量定理 小題狂練? 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1.[2019·河北省武邑中學(xué)調(diào)研]質(zhì)量相同的子彈a、橡皮泥b和鋼球c以相同的初速度水平射向豎直墻,結(jié)果子彈穿墻而過,橡皮泥粘在墻上,鋼球被以原速率反向彈回.關(guān)于它們對墻的水平?jīng)_量的大小,下列說法中正確的是( ) A.子彈、橡皮泥和鋼球?qū)Φ臎_量大小相等 B.子彈對墻的沖量最小 C.橡皮泥對墻的沖量最小 D.鋼球?qū)Φ臎_量最小 答案:B 解析:設(shè)子彈a、橡皮泥b和鋼球c的質(zhì)量均m,初速度均為v0,子彈穿墻后的速度為v,則根據(jù)動量定理有:Ia=m(v0-v),Ib=mv0,Ic=2mv0,所以B項正確,
2、A、C、D項錯誤. 2.[2019·山東省棗莊八中模擬]關(guān)于沖量,下列說法正確的是( ) A.合外力的沖量是物體動量變化的原因 B.作用在靜止的物體上的某個力的沖量一定為零 C.物體的動量越大,受到的沖量越大 D.沖量的方向與力的方向相同 答案:A 解析:根據(jù)動量定理知,沖量是引起動量變化的原因,故A項正確;根據(jù)I=Ft知,作用在靜止的物體上的力的沖量不為零,故B項錯誤;動量越大說明物體的速度越大,但無法說明動量的變化,故不能說明物體沖量的大小,故C項錯誤;恒力沖量方向與力的方向相同,變力沖量方向不一定與力的方向相同,故D項錯誤. 3.[2019·福建質(zhì)檢](多選)為了進(jìn)一步
3、探究課本中的迷你小實驗,某同學(xué)從圓珠筆中取出輕彈簧,將彈簧一端固定在水平桌面上,另一端套上筆帽,用力把筆帽往下壓后迅速放開,他觀察到筆帽被彈起并離開彈簧向上運(yùn)動一段距離.不計空氣阻力,忽略筆帽與彈簧間的摩擦,在彈簧恢復(fù)原長的過程中( ) A.筆帽一直做加速運(yùn)動 B.彈簧對筆帽做的功和對桌面做的功相等 C.彈簧對筆帽的沖量大小和對桌面的沖量大小相等 D.彈簧對筆帽的彈力做功的平均功率大于筆帽克服重力做功的平均功率 答案:CD 解析: 在彈簧恢復(fù)原長的過程中,筆帽先向上做加速運(yùn)動,彈簧壓縮量減小,彈力減小,加速度逐漸減?。划?dāng)彈力等于重力時,筆帽加速度為零,速度最大;此后彈力小于
4、重力,合力向下,加速度與速度反向,筆帽做減速運(yùn)動,A錯誤.筆帽向上運(yùn)動,受到的彈力方向向上,力與位移同向,故彈力對筆帽做正功,重力方向向下,與位移反向,對筆帽做負(fù)功,由于筆帽動能增加,所以彈簧對筆帽做的功大于筆帽克服重力做的功,又時間相同,根據(jù)功率的定義,可知D正確.彈簧對桌面雖然有彈力,但沒有位移,所以不做功,B錯誤.由于輕彈簧質(zhì)量不計,所以彈簧對桌面的彈力大小等于彈簧對筆帽的彈力大小,作用時間相同,沖量大小相等,C正確. 4.[2019·天津市靜海縣一中調(diào)研]如圖所示,p、p′分別表示物體受到?jīng)_量前、后的動量,短線表示的動量大小為15 kg·m/s,長線表示的動量大小為30 kg·m/s
5、,箭頭表示動量的方向.在下列所給的四種情況下,物體動量改變量相同的是( ) A.①② B.②④ C.①③ D.③④ 答案:C 解析:取向右為正方向.①中初動量p=30 kg·m/s,末動量p′=-15 kg·m/s,則動量變化量為Δp=p′-p=-45 kg·m/s;②中初動量p=15 kg·m/s,末動量p′=30 kg·m/s,則動量變化量為Δp=p′-p=15 kg·m/s;③中初動量p=15 kg·m/s,末動量p′=-30 kg·m/s,則動量變化量為Δp=p′-p=-45 kg·m/s;④中初動量p=30 kg·m/s,末動量p′=15 kg·m/s,則動量變化量
6、為Δp=p′-p=-15 kg·m/s;故①③物體動量改變量相同.故C項正確. 5.[2019·四川省成都模擬]如圖所示為某物業(yè)公司的宣傳提醒牌.從提供的信息知:一枚30 g的雞蛋從17樓(離地面安全帽為45 m高)落下,能砸破安全帽.若雞蛋殼與安全帽的作用時間為4.5×10-4s,人的質(zhì)量為50 kg,重力加速度g取10 m/s2,則安全帽受到的平均沖擊力的大小約為( ) A.1 700 N B.2 000 N C.2 300 N D.2 500 N 答案:B 解析:雞蛋從17樓(離地面安全帽為45 m高)落下,可近似看成是自由落體運(yùn)動,則根據(jù)v2=2gh可得落到安全帽上
7、的瞬時速度為v=30 m/s,雞蛋殼與安全帽碰撞的過程,若選豎直向上為正方向,由動量定理得:(F-mg)Δt=0-(-mv),∴F=+mg=+30×10-2=2.0×103 (N),由牛頓第三定律,安全帽受到平均沖擊力大小F′=F=2.0×103 N,選項B正確. 6.[2019·山東省臨沂一中摸底]如圖所示,AB是固定于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道,CD是固定于豎直平面內(nèi)的光滑斜面軌道,A、B兩點(diǎn)和C、D兩點(diǎn)的高度差相同,且AB的弧長與斜面CD長度相等.現(xiàn)讓小球甲從A點(diǎn)沿圓弧軌道下滑到B點(diǎn),小球乙從C點(diǎn)沿斜面軌道下滑到D點(diǎn),兩球質(zhì)量相等,以下說法正確的是( ) A.甲球重力的沖量比乙球
8、重力的沖量小 B.甲球所受合外力的沖量比乙球所受合外力的沖量小 C.兩球所受軌道的支持力的沖量均為零 D.兩球動量的變化量相同 答案:A 解析:根據(jù)機(jī)械能守恒可知,兩球滑到軌道末端速度大小相等,方向不同;根據(jù)動量定理可知,兩球所受到的合外力的沖量大小相等,選項B錯誤;支持力與時間的乘積不為零,所以支持力的沖量不為零,選項C錯誤;由于末速度方向不同,所以兩球動量的變化量不同,選項D錯誤;甲球做加速度減小的加速運(yùn)動,乙球做勻加速直線運(yùn)動,根據(jù)速度大小與時間的關(guān)系可知,甲球運(yùn)動的時間短,所以甲球重力的沖量比乙球重力的沖量小,選項A正確. 7.[2019·甘肅省河西五市模擬]一物體在合外力
9、F的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動,合外力方向不變,大小隨時間的變化如圖所示,該物體在t0和2t0時刻,動能分別為Ek1、Ek2,動量分別為p1、p2,則( ) A.Ek2=9Ek1,p2=3p1 B.Ek2=3Ek1,p2=3p1 C.Ek2=8Ek1,p2=4p1 D.Ek2=3Ek1,p2=2p1 答案:A 解析:根據(jù)動量知識得F0t0=mv1,2F0t0=mv2-mv1,聯(lián)立解得v1:v2=1:3,得p1:p2=1:3,由Ek=得Ek1:Ek2=1:9,故選A. 8.[2019·山西大學(xué)附中模擬](多選)以下四個圖描述的是豎直上拋的物體的動量增量隨時間變化的
10、曲線和動量變化率隨時間變化的曲線.若不計空氣阻力,取豎直向上為正方向,那么正確的是( ) 答案:CD 解析:根據(jù)動量定理可得Δp=-mgt,選項A錯誤,C正確;物體的動量變化率=-mg,選項B錯誤,選項D正確. 9.[2019·浙江省余姚中學(xué)一測](多選)將質(zhì)量為m的物體A以速率v0水平拋出,經(jīng)過時間t后,物體下落了一段距離,速率仍為v0,方向與初速度相反,如圖所示.重力加速度為g,在這一運(yùn)動過程中,下列說法中正確的是( ) A.風(fēng)對物體做的功為零 B.風(fēng)對物體做負(fù)功 C.物體機(jī)械能減少 D.風(fēng)對物體的沖量大小大于2mv0 答案:BD 解析:物體被拋出后,重力對其
11、做正功,但是其動能沒有增加,說明風(fēng)對物體做負(fù)功,選項A錯誤,B正確;由于不知道風(fēng)的方向,所以無法計算物體下落的高度,也就無法計算重力和風(fēng)對物體所做的功,選項C錯誤;重力的沖量豎直向下,大小為mgt,合力的沖量為2mv0,根據(jù)矢量的合成可知,風(fēng)對物體的沖量大小大于2mv0,選項D正確. 10.[2019·四川省成都模擬]水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩個物體,水平推力F1、F2分別作用在a、b上,一段時間后撤去推力,物體繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下,兩物體的v-t圖線如圖所示,圖中AB∥CD,則整個過程中( ) A.F1的沖量等于F2的沖量 B.F1的沖量大于F2的沖量 C.摩擦力對a物體的
12、沖量等于摩擦力對b物體的沖量
D.合外力對a物體的沖量等于合外力對b物體的沖量
答案:D
解析:AB與CD平行,所以撤去推力后兩物體的加速度相等,即兩物體受到的摩擦力大小相等,但a的運(yùn)動時間小于b的時間,根據(jù)I=ft可知,摩擦力對a物體的沖量小于摩擦力對b物體的沖量,C錯誤;根據(jù)動量定理,對整個過程研究得:F1t1-ftOB=0,F(xiàn)2t2-ftOD=0,由題圖看出,tOB 13、省開封模擬](多選)如圖所示,豎直環(huán)A半徑為r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右兩側(cè)各有一擋板固定在地上,B不能左右運(yùn)動,在環(huán)的最低點(diǎn)靜置一小球C,A、B、C的質(zhì)量均為m,給小球一水平向右的瞬時沖量I,小球會在環(huán)內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動,為保證小球能通過環(huán)的最高點(diǎn),且不會使環(huán)在豎直方向上跳起,瞬時沖量必須滿足(重力加速度為g)( )
A.最小值為m B.最小值為m
C.最大值為m D.最大值為m
答案:BD
解析:由動量定理可得小球獲得的水平初速度v0=,當(dāng)沖量I最大時,設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度大小為v1,由受力分析可知小球在最高點(diǎn)受到重力、環(huán)對小球的壓力,對A和B受力分析可知A 14、和C間的彈力最大值F=2mg,小球在最高點(diǎn)時由牛頓第二定律可得F+mg=m,小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中由機(jī)械能守恒定律可得2mgr=mv-mv,聯(lián)立可得v0=,根據(jù)I=mv0可得I=m,即瞬時沖量最大值為m,選項C錯誤,D正確;當(dāng)沖量I最小時,設(shè)小球在最高點(diǎn)時的速度為v2,此時小球只受重力,由牛頓第二定律可得mg=m,小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程中,由機(jī)械能守恒定律可得2mgr=mv-mv,聯(lián)立可得v0=,根據(jù)I=mv0可得I=m,即瞬時沖量最小值為m,選項A錯誤,B正確.
12.[2019·唐山統(tǒng)考] 1998年6月18日,清華大學(xué)對富康轎車成功地進(jìn)行了中國轎車史上的第一次安全性碰撞試驗 15、,成為“中華第一撞”,從此,我國汽車整體安全性碰撞試驗開始與國際接軌,在碰撞過程中,下列關(guān)于安全氣囊的保護(hù)作用認(rèn)識正確的是( )
A.安全氣囊減小了駕駛員的動量的變化
B.安全氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量
C.安全氣囊主要是減小了駕駛員的動量變化率
D.安全氣囊延長了撞擊力的作用時間,從而使動量變化更大
答案:C
解析:碰撞過程中,駕駛員的初、末動量與是否使用安全氣囊無關(guān),A項錯誤;由動量定理可知,駕駛員受到的撞擊力的沖量不變,B項錯誤;安全氣囊延長了撞擊力的作用時間,但是撞擊力的沖量一定,故駕駛員的動量變化不變、動量變化率減小,C項正確,D項錯誤.
13.[2015·重慶 16、卷]高空作業(yè)須系安全帶.如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動).此后經(jīng)歷時間t安全帶達(dá)到最大伸長,若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時間安全帶對人的平均作用力大小為( )
A.+mg B.-mg
C.+mg D.-mg
答案:A
解析:人做自由落體運(yùn)動時,有v=,選向下為正方向,又mgt-Ft=0-mv,得F=+mg,所以A項正確.
14.[2019·衡水中學(xué)調(diào)研](多選)如圖所示,可看作質(zhì)點(diǎn)的物體從光滑固定斜面的頂端a點(diǎn)以某一初速度水平拋出,落在斜面底端b點(diǎn),運(yùn)動時間為t,合外力做功為W1,合外力 17、的沖量大小為I1.若物體從a點(diǎn)由靜止釋放,沿斜面下滑,物體經(jīng)過時間2t到達(dá)b點(diǎn),合外力做功為W2,合外力的沖量大小為I2.不計空氣阻力,下列判斷正確的是( )
A.W1:W2=1:1
B.I1:I2=1:2
C.斜面與水平面的夾角為30°
D.物體水平拋出到達(dá)b點(diǎn)時速度方向與水平方向的夾角為60°
答案:AC
解析:設(shè)a、b之間的豎直高度為h,物體做平拋運(yùn)動時只受重力,從a點(diǎn)到b點(diǎn)合外力做功為W1=mgh.若物體從a點(diǎn)由靜止釋放,沿斜面下滑,只有重力做功,合外力做功為W2=mgh,選項A正確.設(shè)斜面與水平面的夾角為θ,根據(jù)牛頓第二定律,mgsinθ=ma0,解得a 18、0=gsinθ,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律,h=gt2,斜面長度L=,L=a0(2t)2,聯(lián)立解得θ=30°,選項C正確.根據(jù)沖量定義,物體從光滑固定斜面的頂端a點(diǎn)以某一初速度水平拋出,落在斜面底端b點(diǎn),運(yùn)動時間為t,合外力的沖量大小為I1=mgt.物體從a點(diǎn)由靜止釋放,沿斜面下滑,所受的合外力為mgsinθ=0.5mg,物體經(jīng)過時間2t到達(dá)b點(diǎn),合外力的沖量大小為I2=0.5mg×2t=mgt,所以I1:I2=1:1,選項B錯誤.物體從a點(diǎn)水平拋出到達(dá)b點(diǎn)時,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律,Lcosθ=vxt,Lsinθ=gt2,豎直分速度vy=gt,物體水平拋出到達(dá)b點(diǎn)時速度方向與水平方向的夾角的正切值tan 19、α=,聯(lián)立解得tanα=2tanθ=,所以物體水平拋出到達(dá)b點(diǎn)時速度方向與水平方向的夾角小于60°,選項D錯誤.
15.[2019·陜西摸底](多選)某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落,a點(diǎn)是彈性繩的原長位置,c是人所能到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止懸掛時的平衡位置.若把由P點(diǎn)到a點(diǎn)過程稱為過程Ⅰ,由a點(diǎn)到c點(diǎn)過程稱為過程Ⅱ,不計空氣阻力,下列說法正確的是( )
A.過程Ⅰ中人的動量的改變量等于重力的沖量
B.過程Ⅱ中人的動量的減少量等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小
C.過程Ⅱ中人的動能逐漸減小到零
D.過程Ⅱ中人的機(jī)械能的減少量等于過程Ⅰ中重力做功的大小
答案:AB
解析:根據(jù)動量定 20、理可知過程Ⅰ中人的動量的改變量等于重力的沖量,選項A正確;過程Ⅱ中動量的減少量等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小,選項B正確;從a到b的過程中,人的重力大于繩的彈力,從b到c的過程中,人的重力小于繩的彈力,故過程Ⅱ中人的動能先增大再減小,選項C錯誤;過程Ⅱ中機(jī)械能的減少量等于過程Ⅰ和過程Ⅱ中重力做功的大小,選項D錯誤.
16.[2019·武漢調(diào)研](多選)如圖所示,兩個質(zhì)量相等的物體在同一高度沿傾角不同的兩個光滑斜面由靜止開始自由下滑,不計空氣阻力,在它們到達(dá)斜面底端的過程中( )
A.重力的沖量相同 B.斜面彈力的沖量不同
C.斜面彈力的沖量均為零 D.合力的沖量不同
21、
答案:BD
解析:設(shè)斜面高度為h,傾角為θ,物體質(zhì)量為m,可求得物體滑至斜面底端的速度大小為v=,所用時間t= .由沖量定義可求得重力的沖量大小為IG=mgt=,方向豎直向下,故A錯誤;斜面彈力的沖量大小為IN=mgcosθ·t=,方向垂直斜面向上,B正確,C錯誤;合力的大小為mgsinθ,I合=mgsinθ·t=m,方向沿斜面向下(與合力方向相同),即合力沖量的大小相同,方向不同,故D正確.
課時測評? 綜合提能力 課時練 贏高分
一、選擇題
1.(多選)對任何一個固定質(zhì)量的物體,下列說法正確的是( )
A.物體的動量發(fā)生變化,其動能一定發(fā)生變化
B.物體的動量 22、發(fā)生變化,其動能不一定發(fā)生變化
C.物體的動能發(fā)生變化,其動量一定發(fā)生變化
D.物體的動能發(fā)生變化,其動量不一定發(fā)生變化
答案:BC
解析:物體的動量發(fā)生變化,可能是方向改變也可能是大小改變,所以物體的動能不一定發(fā)生變化,故A錯誤,B正確;物體的動能變化,速度大小一定變化,則動量一定發(fā)生變化,故C正確,D錯誤.
2.(多選)質(zhì)量為m的物塊以初速度v0從光滑斜面底端向上滑行,到達(dá)最高位置后再沿斜面下滑到底端,則物塊在此運(yùn)動過程中( )
A.上滑過程與下滑過程中物塊所受重力的沖量相同
B.整個過程中物塊所受彈力的沖量為零
C.整個過程中物塊合外力的沖量為零
D.若規(guī)定沿斜面向下 23、為正方向,則整個過程中物塊合外力的沖量大小為2mv0
答案:AD
解析:物塊沿光滑斜面先上滑再下滑,兩過程所用時間相等,故重力的沖量相同,A對;因彈力和其作用時間均不為零,故彈力的沖量不為零,B錯;由動量定理得I合=p′-p=mv0-(-mv0)=2mv0,故C錯,D對.
3.如圖所示,物體從t=0時刻開始由靜止做直線運(yùn)動,0~4 s內(nèi)其合外力隨時間變化的關(guān)系圖線為某一正弦函數(shù),下列表述不正確的是( )
A.0~2 s內(nèi)合外力的沖量一直增大
B.0~4 s內(nèi)合外力的沖量為零
C.2 s末物體的動量方向發(fā)生變化
D.0~4 s內(nèi)物體動量的方向一直不變
答案:C
解析:根據(jù) 24、F-t圖象面積表示沖量,可知在0~2 s內(nèi)合外力的沖量一直增大,A正確;0~4 s內(nèi)合外力的沖量為零,B正確;2 s末沖量方向發(fā)生變化,物體的動量開始減小,但方向不發(fā)生變化,0~4 s內(nèi)物體動量的方向一直不變,C錯誤,D正確.
4.如圖所示,輕質(zhì)彈簧固定在水平地面上.現(xiàn)將彈簧壓縮后,將一質(zhì)量為m的小球靜止放在彈簧上,釋放彈簧后小球被豎直彈起,小球離開彈簧時速度為v,則小球被彈起的過程(小球由靜止釋放到離開彈簧的過程)中( )
A.地面對彈簧的支持力沖量大于mv
B.彈簧對小球的彈力沖量等于mv
C.地面對彈簧的支持力做功大于mv2
D.彈簧對小球的彈力做功等于mv2
答案:A 25、
解析:規(guī)定豎直向上為正方向,對小球受力分析,受到豎直向下的重力和豎直向上的彈力作用,故根據(jù)動量定律可得IF-IG=mv,所以彈簧對小球的彈力的沖量IF=mv+I(xiàn)G,B錯誤;地面對彈簧的支持力,和彈簧對地面的彈力是一對相互作用力,所以N=F,故|IN|=|IF|=mv+|IG|>mv,A正確;根據(jù)動能定理得WF-WG=mv2,所以WF=WG+mv2>mv2,由于彈簧沒有發(fā)生位移,所以地面對彈簧的支持力不做功,故C、D錯誤.
5.[2019·福建六校聯(lián)考](多選)
如圖所示,一顆鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開始自由下落,然后陷入泥潭中,不計空氣阻力.若把在空中下落的過程稱為過程Ⅰ,進(jìn)入泥潭直到停止的 26、過程稱為過程Ⅱ,則( )
A.過程Ⅱ中鋼珠的動量的改變量等于零
B.過程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小
C.Ⅰ、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零
D.過程Ⅰ中鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量
答案:CD
解析:過程Ⅰ中鋼珠所受的外力只有重力,由動量定理可知,鋼珠的動量的改變量等于重力的沖量,故D正確;在整個過程中,鋼珠的動量的變化量為零,由動量定理可知,Ⅰ、Ⅱ兩個過程中合外力的總沖量等于零,故C正確;過程Ⅱ中,鋼珠所受的外力有重力和阻力,所以過程Ⅱ中阻力的沖量的大小等于過程Ⅰ中重力的沖量的大小與過程Ⅱ中重力的沖量的大小之和,故B錯誤;過程Ⅱ中鋼珠所受合外力的沖量 27、不為零,由動量定理可知,過程Ⅱ中鋼珠的動量的改變量不等于零,故A錯誤.
6.[2019·河南周口一中等聯(lián)考](多選)質(zhì)量為m的物體以初速度v0做平拋運(yùn)動,經(jīng)過時間t,下落的高度為h,速度大小為v,不計空氣阻力,在這段時間內(nèi),該物體的動量的變化量大小為( )
A.mv-mv0 B.mgt
C.m D.m
答案:BCD
解析:根據(jù)動量定理得,物體所受合力的沖量等于它的動量的變化量,所以Δp=mgt,故B正確;由題可知,物體末位置的動量為mv,初位置的動量為mv0,根據(jù)矢量三角形定則知,該物體的動量的變化量Δp=mvy=m=m,故C、D正確.
7.[2019·福建廈門一中月考]( 28、多選)一細(xì)繩系著小球,在光滑水平面上做圓周運(yùn)動,小球質(zhì)量為m,速度大小為v,做圓周運(yùn)動的周期為T,則以下說法中正確的是( )
A.經(jīng)過時間t=,小球的動量的變化量為零
B.經(jīng)過時間t=,小球的動量的變化量大小為mv
C.經(jīng)過時間t=,細(xì)繩的拉力對小球的沖量大小為2mv
D.經(jīng)過時間t=,重力對小球的沖量大小為
答案:BCD
解析:經(jīng)過時間t=,小球轉(zhuǎn)過了180°,速度方向正好與開始計時的時刻的速度方向相反,若規(guī)定開始計時的時刻的速度方向為正方向,則小球的動量的變化量Δp=-mv-mv=-2mv,細(xì)繩的拉力對小球的沖量I=Δp=-mv-mv=-2mv,A錯誤,C正確;經(jīng)過時間t=, 29、小球轉(zhuǎn)過了90°,根據(jù)矢量合成法可得,小球的動量的變化量為Δp′=mΔv=mv,重力對小球的沖量大小IG=mgt=,B、D正確.
8.籃球運(yùn)動是大家比較喜好的運(yùn)動,在運(yùn)動場上開始訓(xùn)練的人常常在接球時傷到手指頭,而專業(yè)運(yùn)動員在接球時通常伸出雙手迎接傳來的籃球,兩手隨球迅速收縮至胸前.這樣做可以( )
A.減小球?qū)κ值淖饔昧? B.減小球?qū)κ值淖饔脮r間
C.減小球的動能變化量 D.減小球的動量變化量
答案:A
解析:專業(yè)運(yùn)動員伸出手接球時延緩了球與手作用的時間,根據(jù)動量定理可知,動量變化量相同時,作用時間越長,作用力越小,兩種接球方式中球的動量變化相同,動能變化相同,故只有A正確.
30、
9.
物體A和物體B用輕繩相連掛在輕質(zhì)彈簧下靜止不動,如圖甲所示.A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為m′.當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后,物體A上升經(jīng)某一位置時的速度大小為v,這時物體B下落速度大小為u,如圖乙所示.在這段時間里,彈簧的彈力對物體A的沖量為( )
A.mv B.mv-m′u
C.mv+m′u D.mv+mu
答案:D
解析:解法一:對A有I彈-mgt=mv,對B有m′gt=m′u,解得彈簧彈力的沖量I彈=mv+mu.
解法二:對A、B兩物體系統(tǒng)有I彈-(mg+m′g)t=mv-m′u,m′gt=m′u,聯(lián)立解得I彈=mv+mu.
10.如圖所示,一個下面 31、裝有輪子的貯氣瓶停放在光滑的水平地面上,左端與豎直墻壁接觸.現(xiàn)打開尾端閥門,氣體往外噴出,設(shè)噴口面積為S,氣體密度為ρ,氣體往外噴出的速度為v,則氣體剛噴出時貯氣瓶頂端對豎直墻的作用力大小是( )
A.ρvS B.
C.ρv2S D.ρv2S
答案:D
解析:以t時間內(nèi)噴出去的氣體為研究對象,則Ft=ρSvtv=ρStv2,得F=ρSv2,由于氣瓶處于平衡狀態(tài),墻壁與氣瓶間作用力與氣體反沖作用力相等,故D項正確.
二、非選擇題
11.[2019·河北滄州一中月考]光滑水平面上放著質(zhì)量mA=1 kg的物塊A與質(zhì)量mB=2 kg的物塊B,A與B均可視為質(zhì)點(diǎn),A靠在豎直墻壁 32、上,A、B間夾一個被壓縮的輕彈簧(彈簧與A、B均不拴接),用手擋住B不動,此時彈簧彈性勢能Ep=49 J;在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩長度大于彈簧的自然長度,如圖所示.放手后B向右運(yùn)動,繩在短暫時間內(nèi)被拉斷,之后B沖上與水平面相切的豎直半圓形光滑導(dǎo)軌,軌道半徑R=0.5 m.B恰能完成半個圓周運(yùn)動到達(dá)導(dǎo)軌最高點(diǎn)C.g取10 m/s2,求:
(1)繩拉斷后瞬間B的速度vB的大??;
(2)繩拉斷過程繩對B的沖量I的大?。?
答案:(1)5 m/s (2)4 N·s
解析:(1)設(shè)物塊B在繩被拉斷后的瞬時速率為vB,到達(dá)C點(diǎn)的速率為vC,根據(jù)B恰能完成半個圓周運(yùn)動到達(dá)C點(diǎn)可得
F向=mBg= 33、mB①
對繩斷后到B運(yùn)動到最高點(diǎn)C這一過程,應(yīng)用動能定理有
-2mBgR=mBv-mBv②
由①②解得vB=5 m/s.
(2)設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長度時B的速率為v1,取向右為正方向,
由能量守恒定律可知,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為B的動能,則
Ep=mBv③
根據(jù)動量定理有I=mBvB-mBv1④
由③④解得I=-4 N·s,其大小為4 N·s.
12.
[2019·山西靈丘模擬]塑料水槍是兒童們夏天喜歡的玩具,但是也有兒童眼睛被水槍擊傷的報道,因此,限制兒童水槍的威力就成了生產(chǎn)廠家必須關(guān)注的問題.水槍產(chǎn)生的水柱對目標(biāo)的沖擊力與槍口直徑、出水速度等因素相關(guān).設(shè)有一水槍,槍口直 34、徑為d,出水速度為v,儲水箱的體積為V.
(1)水槍充滿水可連續(xù)用多長時間?
(2)設(shè)水的密度為ρ,水柱水平地打在豎直平面(目標(biāo))上后速度變?yōu)榱?,則水流對目標(biāo)的沖擊力是多大?你認(rèn)為要控制水槍威力關(guān)鍵是控制哪些因素?不考慮重力、空氣阻力等的影響,認(rèn)為水柱到達(dá)目標(biāo)的速度與出槍口時的速度相同.
答案:(1) (2)πρd2v2 控制槍口直徑d和出水速度v
解析:(1)設(shè)Δt時間內(nèi),從槍口噴出的水的體積為ΔV,則
ΔV=vSΔt,
S=π2,
所以單位時間內(nèi)從槍口噴出的水的體積為=vπd2,
水槍充滿水可連續(xù)用的時間t==.
(2)Δt時間內(nèi)從槍口噴出的水的質(zhì)量
m=ρΔV=ρSvΔt=ρ·π2vΔt=ρπd2vΔt.
質(zhì)量為m的水在Δt時間內(nèi)與目標(biāo)作用,由動量定理有
FΔt=Δp,
以水流的方向為正方向,得
-FΔt=0-ρπd2vΔt·v=0-ρπd2v2Δt,
解得F=πρd2v2.
可見,要控制水槍威力關(guān)鍵是要控制槍口直徑d和出水速度v.
14
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