高考物理一轮复习 第6章 第1节 课时提能练18 动量 动量定理
展开1.(多选)下列对几种现象的解释中,正确的是( )
A.击钉时不用橡皮锤,是因为橡皮锤太轻
B.跳高时在沙坑里填沙,是为了减小冲量
C.在推车时推不动,是因为车受合外力的冲量为零
D.动能相同的两个物体受相同的阻力作用时,质量小的先停下来
CD [击钉时不用橡皮锤,是因为橡皮锤有弹性,作用时间长,据动量定理Ft=0-mv得作用力小,故不用橡皮锤击钉,A错;跳高时,在沙坑里填沙,是为了增加人与地面的作用时间,减少作用力,B错;在推车时推不动,车所受合力为零,则合外力的冲量为零,C对;据动能和动量的关系p=eq \r(2mEk)知,在动能相同的情况下,质量小的动量小,由Fft=0-p得,动量小的先停下来,即质量小的先停下来,D对.]
2.一质量为m的物体放在光滑水平面上.今以恒力F沿水平方向推该物体,在相同的时间间隔内,下列说法正确的是( )
A.物体的位移相等
B.物体的动能的变化量相等
C.F对物体做的功相等
D.物体动量的变化量相等
D [物体m在恒力F作用下做匀加速直线运动,在相同的时间间隔t内由动量定理知Ft=mΔv=Δp,故D项正确.物体的速度—时间图象如图所示,由图可知相同时间间隔内物体的位移不相等,故A项错.由动能定理Fs=ΔEk,由于s不同,故ΔEk不同,B、C均错.]
3.质量相等的A、B两个物体,沿着倾角分别为α和β的两个光滑斜面,由静止从同一高度h2开始下滑到同样的另一高度h1的过程中(如图615所示),A、B两个物体具有的相同物理量是( )
【导学号:92492258】
图615
A.所受重力的冲量
B.所受支持力的冲量
C.所受合力的冲量
D.动量改变量的大小
D [由s=eq \f(Δh,sin θ)=eq \f(1,2)gsin θ·t2知,t=eq \r(\f(2Δh,gsin2θ)),因α≠β,故t1≠t2,IG1≠IG2,选项A错;在B、C、D三个选项中注意I、Δp均有方向,B、C均错,D对.]
4.(多选)(2017·北京模拟)在不计空气阻力作用的条件下,下列说法中正确的是( )
A.自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内,其增加的动能一定等于其减少的重力势能
B.做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内,其速度的变化量一定相同
C.做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零
D.单摆在一个周期内,合外力对摆球做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零
ABD [不计空气阻力,自由下落的小球,其所受合外力为重力,则小球在运动的过程中机械能守恒,其增加的动能一定等于其减小的重力势能,故A正确;做平抛运动的小球所受合外力为重力,加速度的大小与方向都不变,所以小球在空中运动的任意相同的时间内,其速度的变化量一定相同,故B正确;做匀速圆周运动的小球,其所受合外力的方向一定指向圆心,小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零;但由于速度的方向不断变化,所以速度的变化量不一定等于0,所以合外力的冲量也不一定为零,故C错误;经过一个周期,单摆的小球又回到初位置,所有的物理量都与开始时相等,所以单摆在一个周期内,合外力对摆球做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零,故D正确.]
5.(多选)从塔顶以相同速率抛出A、B、C三个小球,A球竖直上抛,B球平抛,C球竖直下抛.另有D球从塔顶起自由下落,四个小球质量相同,落到同一水平面上,不计空气阻力,则( )
【导学号:92492259】
A.落地时动能相同的小球是A、B、C
B.落地时动量相同的小球是A、B、C
C.从离开塔顶到落地过程中,动能增量相同的小球只有A、B、C
D.从离开塔顶到落地过程中,动量增量相同的小球是B、D
AD [小球从抛出至落地过程中只有重力做功,且重力做功相同,A、B、C三个小球的初动能相同,故小球落地时的动能相同,所以A正确;A、C、D落地速度方向相同,都是竖直向下,但是B落地速度方向不是竖直向下,故A、B、C落地的动量不相同,故选项B错误;从离开塔顶到落地过程中,动能增量等于合力做功,即等于重力的功,由于从相同高度抛出,故重力的功相同,故四个小球落地过程中动能增量相同,故选项C错误;从离开塔顶到落地过程中,动量增量等于合力的冲量,合力为重力,但是时间相同的只有B、D,故合力的冲量相同的是B、D,故选项D正确.]
6.(多选)(2017·长沙模拟)如图616所示,倾斜的传送带保持静止,一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端.如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动,同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中,与传送带保持静止时相比( )
图616
A.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量变大
B.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量不变
C.木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做功变大
D.木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能数值将变大
BD [滑动摩擦力的大小为Ff=μFN,与相对速度的大小无关,所以,当皮带运动时,木块所受的摩擦力未变,空间位移未变,则滑到底端的时间、速度以及摩擦力所做的功均不变,所以摩擦力的冲量I=Fft不变,故A、C错误,B正确;但由于相对滑动的距离变长,所以木块和皮带由于摩擦产生的内能变大,故D正确.]
7.如图617所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的1/4圆周轨道,圆心O在S的正上方.在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑.以下说法正确的是( )
图617
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相同
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同
A [在物体下落的过程中,只有重力对物体做功,故机械能守恒,故有mgh=eq \f(1,2)mv2,解得v=eq \r(2gh),所以在相同的高度,两物体的速度大小相同,即速率相同,由于a的路程小于b的路程.故ta<tb,即a比b先到达S,又到达S点时a的速度竖直向下,而b的速度水平向左,故两物体的动量不相等,只有选项A正确.]
8.一个质量为m=100 g的小球从h=0.8 m高处自由下落,落到一个厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了t=0.2 s,则在这段时间内,软垫对小球的冲量是多少?(g取10 m/s2)
【解析】 设小球自由下落h=0.8 m的时间为t1,由h=eq \f(1,2)gt1得t1=eq \r(\f(2h,g))=0.4 s.
如设IN为软垫对小球的冲量,并令竖直向下的方向为正方向,则对小球整个运动过程运用动量定理得
mg(t1+t)+IN=0,得IN=-0.6 N·s.
负号表示软垫对小球的冲量方向和重力的方向相反.
【答案】 0.6 N·s,方向竖直向上
B级 名校必刷题
9.在空中某一位置,以大小为v0的速度水平抛出一质量为m的物块,经时间t,物体下落一段距离后,其速度大小仍为v0,但方向与初速度相反,如图618所示,则下列说法正确的是( )
【导学号:92492260】
图618
A.风力对物体做功为零
B.风力对物体做负功
C.物体机械能减少eq \f(1,2)mg2t2
D.风力对物体的冲量大小为2mv0
B [风力是一个变力,在物体运动t时间内,物体动能的变化量等于零,由动能定理(或功能关系)知,重力与风力对物体所做的功的代数和等于零,重力做正功,则风力对物体做负功,选项A错误,B正确;因风力对物体做负功,物体的机械能减小,且减少量等于物体克服风力所做的功,在数值上等于重力做的功,而物体在竖直方向上做的不是自由落体运动,在这段时间内物体下落的高度不等于eq \f(gt2,2),重力做的功不等于eq \f(mg2t2,2),故选项C错误;由动量定理,重力与风力对物体的合冲量大小等于物体动量的变化量2mv0,选项D错误.]
10.(多选)(2017·海淀区模拟)完全相同的甲、乙两个物体放在相同的水平面上,分别在水平拉力F1、F2作用下,由静止开始做匀加速直线运动,分别经过t0和4t0,速度分别达到2v0和v0,然后撤去F1、F2,甲、乙两物体继续匀减速直线运动直到静止,其速度随时间变化情况如图619所示,则( )
图619
A.若F1、F2作用时间内甲、乙两物体的位移分别为s1、s2,则s1>s2
B.若整个过程中甲、乙两物体的位移分别为s1、s2,则s1>s2
C.若F1、F2的冲量分别为I1、I2,则I1>I2
D.若F1、F2所做的功分别为W1、W2,则W1>W2
BD [根据vt图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移得:s1=eq \f(2v0t0,2)=v0t0,s2=eq \f(v0·4t0,2)=2v0t0,则:s1<s2,故A错误;整个过程中甲、乙两物体的位移分别为:s1=eq \f(2v0·3t0,2)=3v0t0,s2=eq \f(v0·5t0,2)=2.5v0t0.则有:s1>s2,故B正确;根据动量定理得:I1-f·3t0=0,I2-f·5t0=0,则得I1<I2,故C错误;由图看出,撤去拉力后两图线平行,说明加速度相同,由牛顿第二定律分析则知加速度a=μg,说明两物体与地面的动摩擦因数相等,则两物体所受的摩擦力大小相等,设为f,对全过程运用动能定理得:W1-fs1=0,W2-fs2=0,得:W1=fs1,W2=fs2,由上可知,s1>s2,则W1>W2,故D正确.]
11.一垒球手水平挥动球棒,迎面打击一以速度5 m/s水平飞来的垒球,垒球随后在离打击点水平距离为30 m的垒球场上落地.设垒球质量为0.18 kg,打击点离地面高度为2.2 m,球棒与垒球的作用时间为0.010 s,重力加速度为9.9 m/s2,求球棒对垒球的平均作用力的大小.
【解析】 以m、v和v′,分别表示垒球的质量、垒球在打击过程始、末瞬时速度的大小,球棒与垒球的作用时间为t,球棒对垒球的平均作用力的大小为f,取力的方向为正方向,根据动量定理有:ft=mv′-m(-v)
垒球在与球棒碰撞后,以速率v′做平抛运动,令打击点高度为h,垒球落地点与打击点的水平距离为x,则按平抛运动规律有x=v′t,h=eq \f(1,2)gt′2,式中t′是垒球做平抛运动时间,则可以得到:v′=xeq \r(\f(g,2h)),联立整理可以得到:f=eq \f(m,t)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x\r(\f(g,2h))+v))=900 N.
【答案】 900 N
12.(2017·东城区模拟)如图6110所示,一物体从固定斜面顶端由静止开始经过1 s下滑到底端,已知斜面的倾角θ=37°,斜面长度L=2.5 m,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2,求:
图6110
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值;
(3)下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值.
【导学号:92492261】
【解析】 (1)根据L=eq \f(1,2)at2,解得:a=5 m/s2,根据牛顿第二定律得:
mgsin θ-μmgcs θ=ma,解得:μ=0.125.
(2)损失的机械能等于克服摩擦力做的功,为:
ΔE=μmgcs θ·L
减少的重力势能为:ΔEp=mgsin θ·L
故损失的机械能与减少的重力势能的比值为:eq \f(ΔE,ΔEp)=eq \f(μ,tan θ)=eq \f(0.125,tan 37°)=eq \f(1,6).
(3)设物体下滑到斜面底端时速度大小为v,则有:
v=at=5 m/s
根据动量定理得:合外力冲量的大小为:
I合=mv-0=5m(N·s)
在下滑过程中重力的冲量为:IG=mgt=10m(N·s)
所以下滑的过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值为:I合∶IG=1∶2.
【答案】 (1)0.125 (2)eq \f(1,6) (3)1∶2
新高考物理一轮复习课后练习[18]第6章第1讲 动量动量定理(含解析): 这是一份新高考物理一轮复习课后练习[18]第6章第1讲 动量动量定理(含解析),共7页。
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2023版高考物理一轮总复习专题6动量第1讲动量冲量动量定理课后提能演练: 这是一份2023版高考物理一轮总复习专题6动量第1讲动量冲量动量定理课后提能演练,共3页。