高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律作业课件ppt

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册3 动量守恒定律作业课件ppt，共25页。

1.如图所示,质量为m的小滑块沿倾角为θ的斜面从底端向上滑动,经过时间t1小滑块滑到最高位置,然后又经过时间t2下滑到斜面底端,小滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F1,重力加速度为g。在整个过程中,重力对小滑块的总冲量为(　　)A.mgsin θ(t1+t2)B.mgsin θ(t1-t2)C.mg(t1+t2)D.0
解析 根据冲量的定义式I=Ft知,重力对小滑块的冲量应为重力乘以作用时间,即IG=mg(t1+t2),故C正确。
2.如图所示,一轻质弹簧固定在墙上,一个质量为m的木块以速度v0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内,在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是(　　)
解析 在木块刚与弹簧接触到将弹簧压缩为最短的过程中,弹簧对木块做负功,在弹簧将木块弹出的过程中,弹簧对木块做正功,且正功与负功的绝对值相等,故在整个相互作用的过程中弹簧对木块做的总功W=0。以向右为正方向,木块以v0的速度被弹回,由动量定理可得,在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量的大小I=mv0-(-mv0)=2mv0,故C正确。
3.(2023山东青岛二中高二期末)某大雨天,小明同学想估算一下当时下雨的雨滴对伞面产生的平均作用力。于是他去实验室借来一个圆柱形容器置于露天空地上,测得10 min内容器中水位上升了30 mm,不考虑当时风的影响,可认为雨滴以10 m/s的速度竖直落向地面。现在假设雨滴撞击伞面后无反弹,已知雨水的密度为1×103 kg/m3,伞面的面积约为0.8 m2,请根据上述条件估算当时雨水对伞面的平均作用力最接近(　　) N NC.0.4 ND.5 N
解析 设伞面对水滴的平均作用力大小为F,t时间内与伞面发生相互作用的雨水的质量为m,以竖直向下为正方向,根据动量定理有-Ft=0-mv,根据密度公式可知m=ρV=ρSh,联立解得F=0.4 N,根据牛顿第三定律可知雨水对伞面的平均作用力大小为0.4 N。故选C。
4.喷涂机可以将涂料以速度v持续垂直喷在墙壁上,涂料打在墙壁上后完全附着在墙壁上。涂料的密度为ρ,墙壁上涂料厚度每秒增加u,不计涂料重力的作用,则涂料对墙产生的压强为(　　)
解析 在涂料持续飞向墙壁并附着在墙壁上的过程中,涂料小颗粒的速度从v变为0,其动量的变化源于墙壁对它的冲量,以Δt时间内喷到墙壁上面积为ΔS、质量为Δm的涂料为分析对象,墙壁对它的作用力为F,涂料增加的厚度为h,由动量定理知FΔt=Δmv,由牛顿第三定律得涂料对墙壁的作用力为F'=F,又p= ,Δm=ρΔSh,h=uΔt,联立可得p=ρuv,故A正确,B、C、D错误。
5.跳水是一项优美的水上运动。在某次训练中,跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下,进入水中后在水中做减速运动,速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力。下列说法正确的是(　　)A.运动员在空中运动时,其动量的变化量大于重力的冲量B.运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中,其重力的冲量等于水的作用力的冲量C.运动员从开始下落到速度减为零的过程中,其动量的变化量等于水的作用力的冲量D.运动员从开始下落到速度减为零的过程中,其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向
解析 运动员在空中运动过程中只受重力作用,根据动量定理可知运动员在空中动量的变化量等于重力的冲量,故A错误;运动员在水中运动过程中受到重力和水对他的作用力,动量的变化量方向向上,则其重力的冲量小于水的作用力的冲量,故B错误;整个过程根据动量定理可得I=mΔv=0,故运动员整个向下运动过程中合力的冲量为零,故C错误;整个过程根据动量定理可得I=IG+IF=mΔv=0,所以IG=-IF,即运动员整个运动过程中重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向,故D正确。
6.(2023安徽六安一中期末)如图所示,平底煎锅正在炸豆子。假设每个豆子的质量均为m,弹起的豆子均垂直撞击平板锅盖,撞击速度均为v。每次撞击后速度大小均变为 v,撞击的时间极短,发现质量为M的锅盖刚好被顶起。重力加速度为g,则单位时间撞击锅盖的豆子个数为(　　)
7.一质量为m、长为L的柔软绳自由悬垂,下端恰与一台秤的秤盘接触。某时刻放开柔软绳上端,如图所示。求台秤的最大读数。
答案 3m解析 设t时刻落到秤盘上的绳长为x,绳的线密度(线密度是绳单位长度的质量)为ρ,此时绳速度为v= 。在Δt(Δt→0)时间内,有质量为Δm=ρΔx的绳落到秤盘上。取竖直向上为正方向,忽略微元段绳本身的重力冲量,根据动量定理,有FΔt=0-(-Δm·v)解得F=2ρgx故N=F+ρgx=3ρgx当x=L时,N=3mg,台秤的最大读数为3m,出现在软绳将要全部掉到秤盘上时。
8.(多选)将小球以v0的初速度竖直上抛,经过时间t1后返回到抛出点。已知小球运动过程中受到的空气阻力大小与其速率成正比,小球的速度—时间图像如图所示,重力加速度大小为g,则小球(　　)A.上升过程的时间小于下降过程的时间B.克服空气阻力做的功上升过程小于下降过程C.所受空气阻力的冲量上升过程大于下降过程D.返回抛出点时的速度大小为gt-v0
解析 根据牛顿第二定律,小球上升过程的加速度和下降过程的加速度分别
等,故小球上升过程的时间小于下降过程的时间,故A正确;由于小球运动过程中受到的空气阻力与速率成正比,在同一位置上升时的速度大于下降时的速度,因此上升过程中空气阻力大于下降过程的空气阻力,故小球上升过程克服空气阻力做功大于下降过程克服空气阻力做功,故B错误;
9.(多选)(2023山东德州高二期中)如图所示,学生练习用脚颠球,某一次足球由静止自由下落0.8 m被颠起,颠起后离开脚竖直向上运动的最大高度为0.2 m。已知足球的质量为0.4 kg,足球与脚的作用时间为0.1 s,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是(　　)A.足球与脚作用的过程,脚对足球的冲量大于足球动量的变化量B.足球与脚作用的过程,足球动量的变化量大小为0.8 kg·m/sC.足球与脚作用的过程,脚对足球的平均作用力大小为28 ND.足球从下落至第一次向上运动到最大高度的过程中,重力冲量的大小为24 N·s
解析 足球与脚作用的过程,设脚对足球的冲量大小为I1,重力对足球的冲量大小为I2,以竖直向上为正方向,足球动量的变化量为Δp,由动量定理得I1-I2=Δp,解得I1=Δp+I2>Δp,足球与脚作用的过程,脚对足球的冲量大于足球
足球从下落至第一次向上运动到最大高度的过程中,重力冲量的大小IG=mg(t1+t2+t3)=0.4×10×(0.4+0.1+0.2) N·s=2.8 N·s,D错误。
10.(多选)2022年9月20日,在德国柏林国际轨道交通技术展览会上,中国中车面向全球发布了600 km/h的高速磁悬浮交通系统。高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图如图乙所示,5节质量相同的车厢编组运行,列车以额定功率P向右以最大速度运行,1号车厢会受到前方空气的阻力,车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到车厢后空气的速度变为与车厢速度相同。已知空气密度为ρ,1号车厢的迎风面积(垂直运动方向上的投影面积)为S,不计其他阻力,忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。
下列说法正确的是(　　)
解析 设动车的速度为v,动车对空气的作用力为F,取水平向右为正方向,根据动量定理可得Ft=ρvtSv-0=ρv2tS,解得F=ρSv2,由牛顿第三定律知空气对动车的阻力f=F,当牵引力等于阻力时,动车速度达到最大,有P=Fvmax,解得
11.(2023山东枣庄高二期中)“绳锯木断,水滴石穿”。请你根据下面所提供的信息,估算水对石头作用力的大小。已知某小瀑布落差为h=20 m,水流量为Q=1.0 m3/s,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3。假设水在最高点的速度为零,落到大石头上竖直溅起的最大高度为h'=0.8 m。不计水的重力,重力加速度g取10 m/s2。