沪科版 (2019)选择性必修 第一册1.1 动量变化与冲量的关系当堂达标检测题
展开1.将2 kg的物体从沙坑表面上方5m处由静止释放,经一段时间后,物体落入沙坑,测得落入沙坑的时间为1s。若忽略空气阻力,g取10 m/s2。则物体受到沙坑的平均阻力为( )
A.20NB.30NC.40ND.80N
2.如图所示,光滑水平地面上静止一个质量为M且上表面光滑的斜面体.现将一个质量为m的小滑块放置在斜面体顶端,使其由静止沿斜面滑下.已知斜面体底边长为L,则以下判断正确是( )
A.下滑过程中小滑块的机械能守恒
B.小滑块下滑过程中,两物体组成的系统动量守恒
C.小滑块到达斜面底端时,斜面体水平向右运动的距离为
D.小滑块到达斜面底端时,小滑块水平向左运动的距离为
3.在光滑的水平台面上放置甲.乙两个可视为质点的物块,物块甲的质量为2m.物块乙的质量为m,两物块之间有一压缩的轻弹簧处于锁定状态,开始物块甲用销钉固定在台面上,现将弹簧的锁定解除,轻弹簧恢复到原长后物块乙离开台面,经测量可知物块乙的落地点距离台面边缘的距离为l,如图所示;如果物块甲不固定,轻弹簧的压缩量与第一次相同,弹簧的锁定解除后,物块乙的落地点距离台面边缘的距离应为( )
A.B.C.D.
4.如图所示,质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足够长,与水平方向的夹角为。一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度开始运动。当小物块沿斜面向上运动到最高点时,速度大小为v,距地面高度为h,则下列关系式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.在电场强度为E的足够大的匀强电场中,有一与电场线平行的绝缘水平面,如图中虚线所示。平面上有两个静止的小球A和B,质量均为m,A球带电荷量+Q,B球不带电。开始时两球相距L,在电场力的作用下,A球开始沿直线运动,并与B球发生正碰,碰撞中无机械能损失。设在每次碰撞过程中,A.B两球间无电荷量转移,且不考虑一切阻力及两球间的万有引力。则( )
A.A球经过时间与B球发生第一次碰撞
B.A球在以后与B球发生碰撞的时间间隔逐渐呈均匀递增
C.A球与B球发生碰撞的时间间隔一直保持不变,大小都是
D.AB球在第5次正碰与第6次正碰之间的时间间隔是
6.如图所示是检验某种平板承受冲击能力的装置,MN为半径为R.固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平,O为圆心,OP为待检验平板,M.O.P三点在同一水平线上,M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同但质量均为m的小钢珠,小钢珠每次都在M点离开弹簧枪,且每次落到OP上经相同的时间竖直方向的动量变为零。某次发射的小钢珠落到OP上距O点距离为2R的Q点。不计空气阻力,取g = 10m/s2,则该次发射( )
A.弹簧释放的弹性势能为2mgR
B.小钢珠离开弹簧枪时的动能为1.5mgR
C.小钢珠经过N点时的速度大小为
D.小钢珠与待检验平板碰撞时给平板竖直方向的作用力大小与小钢珠离开弹簧时的速度大小无关
7.甲.乙两球放在光滑的水平面上,它们用细绳相连,开始时细绳处于松弛状态。现使两球反向运动,如图所示,当细绳拉紧时突然绷断,这以后两球的运动情况不可能是( )
A.甲球向左,乙球向右B.甲球向左,乙球不动
C.甲球不动,乙球向左D.甲球不动,乙球不动
8.如图所示,平板车放在光滑的水平面上,木块和轻弹簧放在光滑的平板车上,轻弹簧一端与固定在平板车上的挡板连接,整个装置处于静止状态,一颗子弹以一定的水平速度射入木块(时间极短)并留在木块中与木块一起向前滑行,与弹簧接触后压缩弹簧,不计挡板和弹簧的质量,从子弹刚好接触木块至弹簧压缩最短的过程中以下说法错误的是( )
A.整个过程,子弹.木块.小车及弹簧组成的系统动量守恒.机械能守恒
B.子弹和木块一起压缩弹簧过程中,子弹.木块.小车及弹簧组成的系统动量守恒.机械能守恒
C.整个过程,子弹.木块.小车及弹簧组成的系统所损失的机械能等于子弹与木块摩擦产生的热量
D.其他条件不变时,小车的质量越大,弹簧的最大压缩量越大
9.2020年东京奥运会上,中国小将全红婵在10米跳台上惊艳了跳水界,既展示了奥运精神,也维护了我们国家跳水队“梦之队”的荣誉。在该赛事的某次比赛中,全程可以简化为:全红婵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.全红婵在空中运动阶段,其动量变化量大于重力的冲量
B.全红婵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.全红婵从开始下落到速度减为零的过程中,其动量的改变量等于水的作用力的冲量
D.全红婵从开始下落到速度减为零的过程中,其合外力的冲量等于零
10.如图所示,小球A的质量为,动量大小为,小球A在光滑水平面上向右运动,与静止的小球B发生弹性碰撞,碰后A的动量大小为,方向水平向右,则( )
A.碰后小球B的动量大小为
B.碰后小球B的动量大小为
C.小球B的质量为15kg
D.小球B的质量为5kg
11.在某次冰壶比赛中,运动员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶,两者在大本营中心发生对心碰撞,如图(b)所示.碰撞前后两壶做直线运动的图线如图(c)中实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,两冰壶质量相等,则( )
A.两壶发生了弹性碰撞B.碰后蓝壶的速度为
C.碰后蓝壶移动的距离为D.碰后红壶还能继续运动
12.沿同一直线,甲.乙两物体分别在外力F1.F2作用下做直线运动,甲在t1时间内,乙在t2时间内动量p随时间t变化的p-t图像如图所示,设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1,乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2,则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是( )
A.F1>F2,I1=I2B.F1
13.如图所示,质量m=60kg的人,站在质量M=300kg的车的一端,车长L=3m,均相对于水平地面静止,车与地面间的摩擦可以忽略不计,人由车的一端走到另一端的过程中,( )
A.人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小
B.由于人与车之间有摩擦力,故系统动量不守恒
C.车后退0.5m
D.人的速率最大时,车的速率最小
14.如图所示,将一质量为2m.半径为R的半圆形槽置于光滑水平面上,现让一质量为m的小球从A点正上方h处静止释放,经最低点后能从右端最高点冲出,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球与槽组成的系统动量守恒
B.小球离开槽后做斜上抛运动
C.小球从右端上升的高度小于h
D.槽向左运动最大距离为
15.如图所示,用一个与水平面成θ角的恒力F拉质量为m的木箱,木箱沿光滑水平面前进,在作用时间t内,下列说法正确的是( )
A.F的冲量大小为FtcsθB.地面支持力的冲量大小必为0
C.木箱的动量变化率大小为FtsinθD.木箱重力的冲量大小为mgt
参考答案与试题解析
1.【答案】C
【解析】
物体从沙坑表面上方5m处由静止释放,根据自由落体运动,可得物体落入沙坑
经1s速度变化零,取向上为正方向,根据动量定理有
代入数据解得
故选C。
2.【答案】D
【解析】
A.下滑过程中小滑块和斜面体组成的系统的机械能守恒,滑块的机械能不守恒,选项A错误;
B.小滑块下滑过程中,两物体组成的系统水平方向受合外力为零,则水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,则系统动量不守恒,选项B错误;
CD.设小滑块到达斜面底端时,斜面体水平向右运动的距离为x,则由水平动量守恒可知
解得
小滑块水平向左运动的距离为
选项C错误,D正确。
故选D。
3.【答案】A
【解析】
设弹簧压缩后所具有的的弹性势能为Ep,当甲固定时,设乙离开台面时的速度大小为v2,根据能量守恒定律有
①
当甲不固定时,设乙离开台面时的速度大小为v2′,甲的速度大小为v1,根据能量守恒定律有
②
根据动量守恒定律有
③
由于乙两次做平抛运动下落的高度相同,所以下落时间相同,设第二次乙的落地点距离台面边缘的距离为l′,则根据平抛运动规律有
④
联立①②③④解得
⑤
故选A。
4.【答案】B
【解析】
AB.小物块上升到最高点时,速度与楔形物体的速度相同,系统水平方向动量守恒,全过程机械能也守恒。以向右为正方向,在小物块上升过程中,由水平方向系统动量守恒得
故A错误,B正确;
CD.系统机械能守恒,由机械能守恒定律得
故CD错误。
故选B。
5.【答案】D
【解析】
A.对小球进行研究,根据牛顿第二定律和运动学的公式有
①
②
解①②得
③
故A球经过时间与B球发生第一次碰撞,故A错误;
BCD.对碰撞前的过程,由动能定理,得
得
④
.两球碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律得
⑤
又由碰撞的过程中无机械能损失,得
⑥
其中为碰撞后的速度,为碰撞后的速度,解⑤⑥得
, ⑦
.两球碰后速度交换,故有
得
⑧
第二次碰撞后球速度为,球速度为,所以有
⑨
由位移关系得
得
依此类推,得
得
所以
故A球在以后与B球发生碰撞的时间间隔间隔相等,故BC错误,D正确;
故选D。
6.【答案】D
【解析】
C.小球从N点飞出后做平抛运动,在水平方向有
vN =
在竖直方向有
R = gt2
综合化简有
vN =
C错误;
AB.小球从M点到N点的过程中根据动能定理有
- mgR = mvN2 - mvM2
化简得
mvM2 = 2mgR
M点的动能即小钢珠离开弹簧枪时的动能,且弹簧释放的弹性势能一部分转化为小球的重力势能另一部分转化为小球的动能,则弹簧释放的弹性势能应大于2mgR,AB错误;
D.小钢珠与待检验平板碰撞时给平板竖直方向的作用力大小,以小钢珠为研究对象根据动量定理有
(F - mg)t = 0 - mvy(取向上为正)
小球从N点飞出后做平抛运动,在竖直方向有
vy =
则钢珠与待检验平板碰撞时给平板竖直方向的作用力大小与小钢珠离开弹簧时的速度大小无关,D正确。
故选D。
7.【答案】C
【解析】
A.若甲球和乙球的初动量大于绳子对两球的冲量,则甲球继续向左运动,乙球也继续向右运动,故A可能;
D.若甲球和乙球的初动量相等,绳子对甲乙两球的冲量等于甲球或乙球的动量,则甲球和乙球都不动,故D可能;
BC.无论甲球速度如何,若乙球速度变为零的瞬间绳子没有绷断,当乙球速度向左后,绳子间张力变小,绳子就不可能断裂了,故B可能,C不可能。
本题选不可能项,故选C。
8.【答案】A
【解析】
A.整个过程,子弹.木块.小车及弹簧组成的系统所受合外力为零,则动量守恒,但系统内有阻力做负功,产生了摩擦热,所以机械能不守恒,故A错误;
B.子弹和木块一起压缩弹簧过程中,子弹.木块.小车及弹簧组成的系统所受合外力为零,则动量守恒,且系统内除了弹力之外没有其他外力做功,则机械能守恒,故B正确;
C.根据能量守恒定律可知整个过程,子弹.木块.小车及弹簧组成的系统所损失的机械能等于子弹与木块摩擦产生的热量,故C正确;
D.由题意,设子弹和木块的总质量为m,小车的质量为M,子弹射入木块后子弹与木块整体的速度为v0,当弹簧最短时,子弹.木块和小车具有共同速度v,根据动量守恒定律有
①
根据机械能守恒定律可得此时弹簧的弹性势能为
②
联立①②解得
③
由③式可知M越大,Ep越大,则弹簧的最大压缩量越大,故D正确。
故选A。
9.【答案】D
【解析】
A.全红婵在空中运动阶段,只受重力作用,根据动量定理可知,其动量变化量等于重力的冲量,选项A错误;
B.全红婵从刚进入水中到速度减为零的过程中,根据动量定理
其重力的冲量小于水的作用力的冲量,选项B错误;
C.全红婵从开始下落到速度减为零的过程中,根据动量定理可知,其动量的改变量等于水的作用力的冲量与重力的冲量的矢量之和,选项C错误;
D.全红婵从开始下落到速度减为零的过程中,其动量的变化量为零,则合外力的冲量等于零,选项D正确。
故选D。
10.【答案】A
【解析】
AB.规定向右为正方向,碰撞过程中A.B组成的系统动量守恒,所以有
解得
A正确,B错误;
CD.由于是弹性碰撞,所以没有机械能损失,故
解得
CD错误。
故选A。
11.【答案】C
【解析】
A.由图b所示图象可知,碰前红壶的速度,碰后速度为,碰后红壶沿原方向运动,设碰后蓝壶的速度为v,两壶碰撞过程系统动量守恒,取碰撞前红壶的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得
代入数据解得
碰前动能
碰后动能
则
碰撞过程中机械能有损失,碰撞为非弹性碰撞,故A错误;
B.由图b所示图象可知,碰前红壶的速度,碰后速度为,碰后红壶沿原方向运动,设碰后蓝壶的速度为v,两壶碰撞过程系统动量守恒,取碰撞前红壶的速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得
代入数据解得
故B错误;
C.根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移,可得,碰后蓝壶移动的位移大小
故C正确;
D.根据“红壶碰撞前后的图线平行”知,碰撞前后红壶加速度不变,速度从1.2m/s减小到1.0m/s和速度从0.2m/s减小到0,速度变化量相同,根据
可知所用时间也相同,速度从1.2m/s减小到1.0m/s用时1s,故碰后红壶还能继续运动。故D错误;
故选C。
12.【答案】A
【解析】
由动量定理得
所以
所以两次的冲量大小相等;根据冲量的定义
由图可得
所以
故选A。
13.【答案】C
【解析】
A.人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力,它们大小F相等.方向相反.作用时间t相等,作用力的冲量
I=Ft
大小相等.方向相反,A错误;
B.人与车间的摩擦力属于系统内力,人与车组成的系统在水平方向所受合外力为零,人与车组成的系统在水平方向动量守恒,B错误;
C.设车后退的距离为x,则人的位移大小为L﹣x,人与车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
mv人﹣Mv车=0
则
m﹣M=0
代入数据解得
x=0.5m
C正确;
D.人与车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
mv人﹣Mv车=0
则
v车=
m.M一定,v人越大v车越大,D错误。
故选C。
14.【答案】D
【解析】
A.系统水平方向不受力,所以小球与槽组成的系统水平方向动量守恒,竖直方向有小球的重力,所以竖直方向动量不守恒。故A错误;
B.系统水平方向动量守恒,所以当小球离开槽时只具有竖直方向速度,做竖直上抛运动。故B错误;
C.依题意,若小球与槽有摩擦,则上升高度小于h,若二者没有摩擦,则上升高度等于h。故C错误;
D.设槽向左的最大距离为x,系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,有
解得
故D正确。
故选D。
15.【答案】D
【解析】
A.恒力F的冲量大小为
故A错误;
B.地面支持力的大小为
则支持力的冲量大小为
故B错误。
C.根据动量定理
可知,动量变化率大小为合外力,故动量变化率为Fcsθ,故C错误;
D.木箱重力的冲量大小为
故D正确。
故选D。
高中物理1.1 动量变化与冲量的关系一课一练: 这是一份高中物理1.1 动量变化与冲量的关系一课一练,共10页。
高中物理第一节 相互作用中的守恒量 动量课后作业题: 这是一份高中物理第一节 相互作用中的守恒量 动量课后作业题,共14页。试卷主要包含了如图所示,小球a,粗糙水平面上有甲,用实验研究两个小球a等内容,欢迎下载使用。
沪科版 (2019)第1章 碰撞与动量守恒1.1 动量变化与冲量的关系随堂练习题: 这是一份沪科版 (2019)第1章 碰撞与动量守恒1.1 动量变化与冲量的关系随堂练习题,共10页。