粤教版 (2019)选择性必修 第一册第一章 动量和动量守恒定律第一节 冲量 动量课后测评
展开1.一质量m=4kg的物体静置在粗糙的水平地面上,物体与地面的摩擦因数μ=0.5从t=0时刻开始对物体施加一水平力F,其大小如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,则在0~1.0s时间内,摩擦力对物体产生的冲量大小为( )
A.10N·sB.16N·sC.20N·sD.25N·s
2.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一个质量为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( )
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相等
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相等
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相等
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相等
3.一物体在从A点运动到B点的过程中,其末动能变为初动能的8倍,下列判断正确的是( )
A.物体的动量可能不变
B.物体的末动量变为初动量的2倍
C.物体的末动量变为初动量的16倍
D.物体的初动量和末动量的方向一定相同
4.下列说法正确的是( )
A.动量为零时,物体一定处于平衡状态
B.动能不变,物体的动量一定不变
C.物体所受合外力不变时,其动量一定不变
D.物体受到恒力作用也可能做曲线运动
5.随着手机逐渐走进每个人的生活,有些人喜欢躺着看手机,偶尔会出现手机滑落砸到脸的情况。若某手机(可视为质点)的质量为200 g,从距人脸上方约20 cm的高度无初速掉落,砸到脸后经0.1 s手机停止运动。忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,下列分析正确的是( )
A.脸受到的平均撞击力大小约为10 N
B.脸受到的平均撞击力大小约为3 N
C.全过程手机重力的冲量大小约为0.2 N·s
D.全过程手机重力的冲量大小约为0.6 N·s
6.关于质量一定的物体的动能、动量关系说法正确的是( )
A.动能不变,动量一定不变
B.动量变化,动能一定变化
C.动量的变化量为零,动能的变化量一定为零
D.动能的变化量为零,动量的变化量一定为零
7.如图所示,质量为m的物体,沿倾角为的固定粗糙斜面以速度v匀速下滑,经过时间t滑至底端,则物体在t时间内( )
A.摩擦力的冲量大小为B.斜面支持力的冲量大小为0
C.重力的冲量大小为D.合力的冲量大小为
8.如图所示,质量相同的两物体(可视为质点)处于同一高度,沿固定在地面上的光滑斜面下滑,自由下落,最后到达同一水平面,则上述运动过程中( )
A.重力对两物体做的功不同
B.重力对两物体的冲量相同
C.到达底端时两物体的动能相同
D.到达底端时重力对两物体的瞬时功率相同
9.某物体在某一过程中的动量变化量为,则初、末两状态相比( )
A.该物体的动量一定减小B.该物体的动量一定反向
C.该物体的动量可能增大D.该物体的动量一定同向
10.一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间变化如图所示,则该物体 ( )
A.在1s末时运动方向发生改变
B.先做匀加速后做匀减速直线运动
C.1s~2s的平均速度大小大于3m/s
D.该物体在0~2s内受到合外力的冲量一定为4N·s
11.质量为2 kg的小球自塔顶由静止开始下落,不考虑空气阻力的影响,g取10 m/s2,下列说法中正确的是( )
A.2 s末小球的动能为40 J
B.2 s末小球的动量大小为40 kg·m/s
C.2 s内小球动量的变化量大小为20 kg·m/s
D.2 s内重力的平均功率为200 W
12.大小为F的恒力作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A.拉力F对物体的冲量大小为零B.拉力F对物体的冲量大小为Ft
C.拉力F对物体的冲量大小为Ftcs θD.合力对物体的冲量大小为零
13.如图所示,物体从t=0时刻开始由静止做直线运动,0~4s内其合外力随时间变化的关系图线为正弦曲线,下列表述正确的是( )
A.0~2s内合外力的冲量一直增大B.0~4s内合外力的冲量为零
C.2s末物体的动量方向发生变化D.0~4s内物体动量的方向一直不变
14.如图所示,质量为的小球,固定在轻杆上,绕过点的转轴在竖直面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,A、是圆周上与圆心等高的两点。若小球运动的速度大小为,轨道半径为,且(为重力加速度),则小球从A点运动到点过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球所受重力的冲量为0
B.小球所受向心力的冲量为
C.小球所受合力的冲量大小为
D.轻杆对小球作用力的冲量大小为
15.下列关于动量的说法正确的是( )
A.质量大的物体,动量一定大
B.质量和速率都相等的物体,动量一定相同
C.质量一定的物体的速率改变,它的动量一定改变
D.质量一定的物体的运动状态改变,它的动量一定改变
16.质量为3kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2m/s变成5m/s,那么在此过程中,动量变化的大小可能是( )
A.B.
C.D.
17.羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到100 m/s,假设球飞来的速度为50 m/s,运动员将球以100 m/s的速度反向击回。设羽毛球的质量为10 g,试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量。
18.一个质量是0.2kg的钢球,以2m/s的速度水平向右运动,碰到一块坚硬的大理石后被弹回,沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?
19.一个质量是0.2kg的钢球,以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是45º,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45º,速度大小仍为2m/s,用作图法求出钢球动量变化大小和方向?
20.我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后,拉开了全面试验试飞的新征程,假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移x=1.6×103 m时才能达到起飞所要求的速度v=80 m/s,已知飞机质量m=7.0×104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10m/s2,求飞机滑跑过程中:
(1)加速度a的大小;
(2)牵引力F的大小;
(3)牵引力F的冲量大小I。
参考答案
1.B
【详解】
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则
0~0.4s,F
所以,摩擦力对物体产生的冲量大小为
故选B。
2.A
【详解】
物体a做自由落体运动,其加速度为g;而物块b沿圆弧轨道下滑,在竖直方向的加速度始终小于g,由运动学规律得tA<tB;因为动量是矢量,方向与速度的方向相同,故a、b到达S时,它们在S点的动量方向不同,即动量不同。
故选A。
3.B
【详解】
ABC.根据
Ek=mv2
可知,当物体的末动能变为初动能的8倍时,物体末速度的大小变为初速度大小的2倍,由
p=mv
可知,物体的末动量大小变为初动量大小的2倍,选项A、C错误,B正确;
D.物体的速度方向可能发生变化也可能不发生变化,所以物体的初动量和末动量的方向不一定相同,选项D错误。
故选B。
4.D
【详解】
A.动量为零说明物体的速度为零,但物体速度为零并不一定为平衡状态,如汽车的启动瞬时速度为零,A错误;
B.动能不变,说明速度的大小不变,但速度的方向是可以变化的,故动量是可能发生变化的,B错误;
C.物体做匀变速直线运动时,物体的合外力大小不变,但速度大小会变化,故动量的大小也会发生变化, C错误;
D.物体受到恒力作用时有可能做曲线运动,如平抛运动, D正确。
故选D。
5.D
【详解】
根据自由落体求速度、时间,结合冲量的定义求出冲量;由动量定理求作用力。
AB.20cm=0.20m;200g=0.2kg
根据自由落体速度
手机与脸作用后手机的速度变成0,选取向上为正方向,所以手机与脸作用过程中动量变化为
手机与脸接触的过程中受到的重力与脸的作用力,根据动量定理可知
代入数据解得,手机对脸的作用力大小约为6N
故A、B错误
CD.手机下落时间
全过程中重力的冲量
故C错误,D正确。
故选D。
6.C
【详解】
A.动能不变,可能是速度的大小不变,但是方向可能变化,则物体的动量不一定不变,例如匀速圆周运动,选项A错误;
B.动量变化,动能不一定变化,例如做匀速圆周运动的物体,选项B错误;
C.动量的变化量为零,即动量不变,则动能一定不变,即动能的变化量一定为零,选项C正确;
D.动能的变化量为零,即速度大小不变,则动量的变化量不一定为零,例如做匀速圆周运动的物体,选项D错误;
故选C。
7.A
【详解】
A.物体受到的摩擦力为
所以摩擦力的冲量大小为
A正确;
B.斜面支持力为
斜面支持力的冲量大小为
B错误;
C.重力的冲量大小为
C错误;
D.匀速下滑,所以合力为零。合力的冲量为零。D错误。
故选A。
8.C
【详解】
A.重力做功只与高度有关,同质量的两物体从同一高度释放,重力做功相同。A错误;
B.重物从斜面下滑用时较长,所以重力的冲量较大。B错误;
C.根据机械能守恒,到达底端时两物体的动能相同。C正确;
D.到达地面时,两物体速度方向与重力方向夹角不同,根据瞬时功率公式得重力功率不同。D错误。
故选C。
9.C
【详解】
AC.物体的动量变化量为,说明动量的变化量与规定的正方向相反,但该物体的动量可能增大,也可能减小,故C正确,A错误;
BD.物体的动量变化与动量无关,物体的动量变化量为,表示动量的变化与规定的正方向相反,不表示物体的动量一定为负方向,或者一定为正方向,故BD错误。
故选C。
10.C
【详解】
A.从图中看出物体先做加速度逐渐增大的加速运动,到1s时,加速度达到最大,此时运动方向没有发生改变,故A错误;
B.从图中看出物体先做加速度逐渐增大的加速运动,后做加速度逐渐减小的加速运动,故B错误;
C.根据图像可画出速度时间图像如图所示
假如1~2s做匀加速直线运动,则平均速度为
从图中可以看出实际的位移大于匀加速的位移,所以1s~2s的平均速度大小大于3m/s,故C正确;
D.缺少物体的质量m,无法计算冲量大小,故D错误。
故选C。
11.BD
【详解】
A.2 s末小球的速度
则动能为
A错误;
B.2 s末小球的动量大小为
B正确;
C.2 s内小球动量变化量大小为40 kg ·m/s,C错误;
D.2 s内重力的平均功率为
D正确。
故选BD。
12.BD
【详解】
ABC.根据冲量的定义知,拉力F对物体的冲量大小为Ft,B正确,A、C错误;
D.物体没有被拉动,说明合力为零,则合力对物体的冲量大小为零,D正确。
故选BD。
13.ABD
【详解】
A.根据F-t图象中图线与t轴围成的面积表示冲量,可知在0~2s内合外力的冲量一直增大,A正确;
B.由图像可知,0~4s内合外力的冲量为零,B正确;
CD.2s末冲量方向发生变化,物体的动量开始减小,但方向不发生变化,0~4s内物体动量的方向一直不变,C错误,D正确。
故选ABD。
【方法总结】
求动量变化量或冲量的方法
14.CD
【详解】
A.根据冲量公式得,重力的冲量为
又
从A到路程为,则
则
A错误;
B.由题可知,以速度向上为负小球所受合力等于小球所需向心力,又根据
得
B错误;
C.由B选项可知,小球所受合力等于小球所需向心力,C正确;
D.由A可知,重力的冲量为,合力的冲量为,由题设条件可知,>,所以轻杆的作用力是对小球的拉力,因此则轻杆对小球作用力的冲量大小为
D正确。
故选CD。
15.CD
【详解】
A.根据动量的定义,它是质量和速度的乘积,因此它由质量和速度共同决定,A错误;
B.又因为动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相等的物体,其动量大小一定相等,但方向不一定相同,B错误;
C.质量一定的物体的速率改变,则它的动量大小就一定改变,C正确;
D.质量一定的物体的运动状态改变,它的速度就一定改变,它的动量也就改变,D正确。
故选BD。
16.AD
【详解】
若两速度方向相同,则动量的变化为
若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化为
故选AD。
17.(1)1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反;(2)37.5 J
【详解】
(1)以羽毛球飞来的方向为正方向,则
p1=mv1=10×10-3×50 kg·m/s=0.5 kg·m/s
p2=mv2=-10×10-3×100 kg·m/s=-1 kg·m/s
所以动量的变化量
Δp=p2-p1=-1 kg·m/s-0.5 kg·m/s=-1.5 kg·m/s
即羽毛球的动量变化量大小为1.5 kg·m/s,方向与羽毛球飞来的方向相反。
(2)羽毛球的初动能
Ek=m=12.5 J
末动能
Ek′=m=50 J
所以
ΔEk=Ek′-Ek=37.5 J
18.有变化,-0.8kg·m/s,且动量变化的方向向左
【详解】
取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度v=2m/s,碰撞前钢球的动量为
碰撞后钢球的速度为v′=0.2m/s,碰撞后钢球的动量为
且动量变化的方向向左
19.,
【详解】
碰撞前后钢球不在同一直线运动,据平行四边形定则,以p′和P为邻边做平行四边形,则△p就等于对角线的长度,对角线的指向就表示的方向
方向竖直向上。
20.(1);(2);(3)
【详解】
(1)根据
解得
(2)根据牛顿第二定律
解得
(3)飞机滑行的时间
牵引力F的冲量
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