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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.下列关于动量的说法中,正确的是( )
A.动能不变,物体的动量一定不变
B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变
C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变
D.动量变化,物体的动能一定变化
2.下列有关冲量的说法中,正确的是( )
A.力越大冲量也越大B.作用时间越长冲量越大
C.恒力F与t的乘积越大冲量越大D.物体不动,重力的冲量为零
3.质量为0.2 kg的小球以6 m/s的速度竖直向下落至水平地面上,再以4 m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于小球动量的变化量Δp,下列说法正确的是( )
A.Δp=2 kg·m/sB.Δp=-2 kg·m/sC.Δp=0.4 kg·m/sD.Δp=-0.4 kg·m/s
4.一个质量为2kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,F随t变化的图线如图所示,则( )
A.前3s内合力F的冲量大小为0
B.t=1s时,物块的速率为2m/s
C.t=2s时,物块的动量的大小为2kg·m/s
D.前4s内动量的变化量大小为2kg·m/s
5.恒力F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,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对物体的冲量大小是Ftcsθ
D.合力对物体的冲量大小为Ft
6.估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45mm。查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。据此估算1m2叶面受力约为( 设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1103kg/m3)( )
A.0.15NB.0.54NC.1.5ND.5.1N
7.—质量为的物体受到水平拉力的作用,在粗糙的水平面上从静止开始做直线运动,动摩擦因数为0.2,水平拉力随时间的变化关系如图所示,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A.在时间内拉力的冲量为
B.在时间内物体动量的变化量为
C.在时间内合力所做的功为
D.当时物体的速度为
8.在光滑水平面上,一物体以6m/s的速度匀速运动,t=0时刻受到一个与物体运动方向相同,但大小随时间变化的外力F作用,力F作用了4s,0~4s内物体运动的加速度a随时间t变化的关系图像如图所示。已知物体的质量m=2kg,以下说法正确的是( )
A.外力F的最大值为2N
B.4s末物体停止运动
C.0~4s外力F对物体的冲量大小为8N·s
D.物体在0~4s内的位移小于32m
9.放在水平面上的物块,受到与水平方向夹角为60°,斜向上拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系分别如图所示,根据图象提供的信息,下面判断正确的是( )
A.由图象可以求出物体的质量
B.拉力F在4秒内的冲量是8N·s
C.拉力F在4秒内的冲量是3N·s
D.物体在4秒内的动能变化是6J
10.关于力的冲量以下说法正确的是( )
A.只有作用时间很短的力才能产生冲量
B.冲量是矢量,其方向就是力的方向
C.一对作用力与反作用力的冲量一定等大且反向
D.如果力不等于零,则在一段时间内其冲量也可能为零
11.质量为m甲=2kg,m乙=0.5kg的甲、乙两个物体同时从同地沿同一方向做直线运动,二者的动量随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲的加速度大小为1m/s2
B.乙的加速度大小为0.75m/s2
C.t=9s时乙的速度大小为18m/s
D.t=3s时两物体相遇
12.一质量为m、带电量为q(q>0)的小球,在真空中由A点无初速度自由下落,经过t时间落到B点。此时在空间加竖直向上的匀强电场,使该小球又经过t时间返回A点。已知重力加速度为g,空间足够高。则下列说法正确的是( )
A.小球返回A点时的速率是其下落至B点时速率的3倍
B.空间所加匀强电场的电场强度大小为
C.小球自A点下落至最低点的过程中重力的冲量大小为
D.小球自A点下落到再返回A点的过程中机械能增量为
13.水平力F方向确定,大小随时间变化如图中所示。用力F拉静止在水平桌面上的小物块,物块质量为1kg,在F从0开始逐渐增大的过程中,物块的加速度随时间变化如图乙所示,取g=10m/s2,由图像可知( )
A.小物块所受滑动摩擦力的大小为6N
B.4s时小物块的速度为8m/s
C.在0~4s时间内,合外力的功为64J
D.在0~4s时间内,摩擦力的冲量大小为16N·s
14.如图所示,将一质量为m的小球从O点以速度v水平抛出,过A点时速度大小为2v,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.小球过A点时动量大小为
B.小球过A点时重力做功的功率为
C.从O点到A点的过程中重力做功为
D.从O点到A点的过程中重力冲量大小为
15.如图所示,质量为50g的小球以12m/s的水平速度抛出,恰好与倾角为37°的斜面垂直碰撞,求此过程中:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8)
(1)小球所受重力的冲量?
(2)小球动量的变化量?
16.一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放,释放后篮球的重心下降高度为0.8 m时与地面相撞,反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2 m,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2,求地面与篮球相互作用的过程中:
(1)篮球动量的变化量;
(2)篮球动能的变化量。
17.如图甲所示,是倾角为的足够长的光滑斜面,A处连接一粗糙水平面,长,一质量的滑块在点处于静止状态,在时刻给滑块施加水平向右拉力,拉力按图乙所示的规律变化。滑块与间的动摩擦因数,取,试求:
(1)摩擦力在内冲量的大小(时滑块未到达点);
(2)滑块沿斜面上升的最大高度。
18.如图所示,足够长的水平传送带左端放置一个质量1kg的木块,二者均静止,某时刻传送带以大小为2m/s2的加速度开始向右运行,加速2s后传送带保持匀速运行。木块与传送带间的动摩擦因数为0.1,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)木块从开始运动到刚好与传送带相对静止的过程中,摩擦力对木块的冲量大小;
(2)运动过程中由于木块与传送带间的摩擦而产生的内能。
19.滑板是年轻人喜欢的运动项目。滑板爱好者及滑板总质量m = 60kg,以v0 = 2.0m/s的初速度沿斜坡匀加速滑下,斜坡的倾角θ = 30°,经t = 4.0s的时间下滑位移x = 40m到达坡底。将人和滑板整体看作质点,设其在下滑过程中所受阻力的大小不变,重力加速度g取10m/s2,求下滑过程中
(1)滑板及人的加速度的大小a;
(2)滑板及人受到的阻力的大小f;
(3)滑板及人受到的重力的冲量大小I。
20.质量为的金属小球,以的速度水平抛出,抛出后经过落地,取。
(1)小球抛出时和刚落地时,动量的大小、方向如何?
(2)小球从抛出到落地的动量变化量的大小和方向如何?
(3)小球在空中运动的内所受重力的冲量的大小和方向如何?
(4)说出你解答上述问题后的认识。
参考答案
1.C
【详解】
A.物体的动能不变,但速度方向可能发生变化,则动量发生变化,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体,其速度方向不断变化,其动量发生变化,故B错误;
C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变,故C正确;
D.动量变化,可能是速度的方向改变,大小不变,此时动能不变,所以动量变化,物体的动能不一定变化,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】
冲量等于力和时间的乘积,故冲量取决于力和时间的乘积,乘积越大,冲量越大,故C正确,ABD错误。
故选C。
3.A
【详解】
小球与地面碰撞过程用动量变化量为
故A正确,BCD错误。
故选A。
4.A
【详解】
A.图像的面积即为冲量,所以由图像可知,前3s内合力F的冲量大小为0,A正确。
B.根据动量定理
所以可解得物块的速率为1m/s,B错误。
C.根据动量定理
所以可解得2s时物块的动量为1 kg·m/s,C错误。
D.图像的面积即为冲量,所以由图像可知,前4s内动量的变化量大小为1 kg·m/s,D错误。
故选A。
5.B
【详解】
ABC.拉力F对物体的冲量大小为Ft,AC错误,B正确;
D.由于物体处于静止状态,合力为零,故合力对物体的冲量大小为0,D错误。
故选B。
6.A
【分析】
考查动量定理。
【详解】
一小时内落入杯中的水的质量
根据动量定理
可求得雨滴与接触面的作用力
故A项正确,BCD项错误。
故选A。
7.B
【详解】
A.根据冲量的定义可知拉力的冲量对应F-t图像的面积,则在时间内拉力的冲量为
选项A错误;
B.物体受到的摩擦力
可知物体在t=2s时开始运动。在时间内拉力的冲量为
摩擦力的冲量
根据动量定理可知在时间内物体动量的变化量为
选项B正确;
D.根据可得时的速度
选项D错误;
C.根据动能定理可得在时间内合力所做的功
选项C错误。
故选B。
8.C
【详解】
A.在光滑水平面上,力F则是物体的合力,由
得外力最大值为,故A错误;
B.有图可知在4s末,加速度变为0,此时物体速度达到最大,且做匀速直线运动,故B错误;
C.0~4s内
所以
故C正确;
D.由于物理做加速度减小的加速运动,故位移应大于32m,故D错误。
故选C。
9.B
【详解】
A.物体加速阶段的加速度为:a=2m/s2
对物体受力分析,受拉力F、重力mg、支持力N、滑动摩擦力f,假设动摩擦因数为μ,根据牛顿第二定律,有
Fcs60°-μ(mg-Fsin60°)=ma
由于μ未知,故无法求出物体的质量,故A错误;
BC.根据冲量定义式I=Ft,得到拉力F的冲量为
I=1N×2s+3N×2s=8N•s
故B正确,C错误;
D.由于物体质量无法求出,故动能增加量未知,故D错误;
故选B。
10.BC
【详解】
A.只要力作用一段时间,力就会有冲量,故A错误;
B.冲量是力在时间上的积累,其方向由力的方向决定,故B正确;
C.作用力和反作用力等大方向,作用时间相同,所以一对作用力与反作用力的冲量一定等大且反向,故C正确;
D.由冲量的定义可知,如果力不等于零,则在一段时间内其冲量不可能为零,故D错误。
故选BC。
11.AC
【详解】
AB.p-t图像的斜率的绝对值表示物体所受合外力的大小,由图像可知,甲物体所受的合外力的大小
乙物体所受的合外力的大小
根据牛顿第二定律可得甲物体的加速度大小
同理,乙物体的加速度大小
A正确,B错误;
C.时
C正确;
D.根据P-t图像可知,t=0时,甲物体具有的动量为18kg·m/s,可得甲物体的初速度v0=9m/s,根据
当两物体相遇时
解得
D错误;
故选AC。
12.BCD
【详解】
A.根据平均速度可得
解得
vA=2vB
选项A错误;
B.由于
解得
选项B正确;
C.从B点到最低点的时间
小球自A点下落至最低点的过程中重力的冲量大小为
选项C正确;
D.小球自A点下落到再返回A点的过程中电场力做功
则机械能增量为,选项D正确。
故选BCD。
13.BD
【详解】
A.由图知:当t=2s时,a=1m/s2,F=6N,根据牛顿第二定律得
F-μmg=ma
代入得
6-μm×10=m
当t=4s时,a=7m/s2,F=12N,根据牛顿第二定律得
F-μmg=ma
代入得
12-μm×10=7m
联立解得
μ=0.5,m=1kg
小物块所受滑动摩擦力的大小为
故A错误;
B.a-t图像面积代表速度变化量,4s时小物块的速度为
故B正确;
C.在0~4s时间内,合外力的功为
故C错误;
D.根据F-t图像面积代表冲量可知,在0-2s内摩擦力为静摩擦力,冲量
之后物体滑动
所以在0~4s时间内,摩擦力的冲量大小为16N·s,故D正确。
故选BD。
14.AC
【详解】
A.A点时的动量
A正确;
B.A点在竖直方向的分速度
A点时重力功率
B错误;
C.O点到A所运动的竖直高度
从O点到A点的过程中重力做功
C正确;
D.O点到A所运动时间
从O点到A点的过程中重力冲量
D错误。
故选AC。
15.(1),重力冲量的方向竖直向下;(2),动量变化量的方向竖直向下
【详解】
(1)因为是垂直撞上斜面,斜面与水平面之间的夹角为37°,故速度与水平方向夹角为53°, 所以
解得
设飞行的时间为t,所以
故小球所受重力冲量的大小为
重力冲量的方向竖直向下
(2)对小球由动量定理
故小球的动量变化量的大小为
动量变化量的方向竖直向下
16.(1)3 kg·m/s,方向竖直向上;(2)减少了3 J
【详解】
(1)根据题意,可知篮球与地面相撞前瞬间的速度为
且方向竖直向下
由篮球反弹后的高度,可知篮球反弹时的初速度
且方向竖直向上
规定竖直向下为正方向,篮球的动量变化量为
Δp=(-mv2)-mv1=-0.5×2 kg·m/s-0.5×4 kg·m/s=-3 kg·m/s
即篮球的动量变化量大小为3 kg·m/s,方向竖直向上
(2)篮球的动能变化量为
即动能减少了3 J
17.(1);(2)3.5m
【详解】
(1)滑块所受最大静摩擦力为
由题图乙知,内,,滑块静止
内滑块做匀加速直线运动
摩擦力在内冲量的大小
(2)由牛顿第二定律得
解得
对过程,由动能定理列式得
解得
18.(1);(2)
【详解】
(1)设传送带加速度为,加速时间为,木块的加速度为a,木块从开始运动到刚好和传送带达到相对静止所需时间为t,由运动学公式有
又
由牛顿第二定律有
又
联立解得
(2)设运动过程中产生的内能为Q
传送带的位移
木块的位移
故
联立解得
19.(1);(2);(3)
【详解】
(1)根据匀变速直线运动规律解得
(2)根据牛顿第二定律,有
解得
(3)重力的冲量大小
20.(1),方向与抛出时的速度方向相同,,方向与水平方向夹角为;(2),方向竖直向下;(3),方向竖直向下;(4)见解析
【详解】
(1)小球抛出时的动量为
方向与抛出时的速度方向相同,小球落地时竖直方向的速度为
则小球落地时的速度为
小球落地时的动量为
设落地时速度方向与水平方向成角,则
则
(2)由平行四边形定则可知,小球从抛出到落地的动量变化量
方向即竖直向下;
(3)由冲量定义式可知,小球在空中运动的内所受重力的冲量的大小
方向与重力方向相同,即竖直向下;
(4)由(2)(3)可知,小球的动量变化等于小球合外力的冲量。
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