高三物理一轮复习练习:第六章 第1讲 动量和动量定理 Word版含解析
物理一轮复习第6章碰撞与动量守恒第1讲动量和动量定理含解析

第1讲动量和动量定理1.(多选)下列说法中正确的是()A.动能变化的物体,动量一定变化B.动能不变的物体,动量一定不变C.动量变化的物体,动能一定变化D.动量不变的物体,动能一定不变AD[动量是矢量,p=mv,动能是标量,E k=错误!mv2,所以动能变化,则动量一定变化,A正确;当动量的大小不变,只是方向变化时,物体的动能不变,B、C错误;动量不变的物体,速度一定不变,则动能一定不变,D正确.]2.从同样高度静止落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是()A.掉在水泥地上的玻璃杯动量大,而掉在草地上的玻璃杯动量小B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小C.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量大,且与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大D.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量和掉在软泥地上一样大,但与水泥地的作用时间短,因而受到水泥地的作用力大D [玻璃杯从同一高度落下,故到达地面时的速度一定相等,故着地时动量相等,与地面接触后速度减小为零,故动量的变化相同,由动量定理I =Δp 可知,冲量也相等,掉在软泥地上,由于软泥地的缓冲使接触时间变长,由I =Ft 可知,I 大小相等,则玻璃杯受到的作用力较小,而掉在水泥地上,玻璃杯与水泥地的作用时间短,则玻璃杯受到的作用力较大,因此玻璃杯在水泥地上比在软泥地上更易破碎,故D 正确,A 、B 、C 错误。
]3.(多选)古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。
若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为0.2 s ,则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )A .1 m/sB 。
1。
5 m/sC .2 m/sD 。
2.5 m/sCD [根据题意建立模型,设兔子与树桩的撞击力为F ,兔子撞击树桩后速度为零,根据动量定理有-Ft =0-mv ,所以v =Ft m=错误!=gt =10×0。
高考物理一轮总复习精品课件 第6章 动量守恒定律 第1节 动量和动量定理

Δm=ρΔV ①
ΔV=v0SΔt ②
由①②式得,单位时间内从喷口喷出的水的质量为
Δ
=ρv0S。
Δ
③
(2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h,水从喷口喷出后到达玩具
底面时的速度大小为v。对于Δt时间内喷出的水,由能量守恒得
1
1
2
(Δm)v +(Δm)gh= (Δm)0 2
2
2
④
在h高度处,Δt时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量变化量的大
Ff,取向右为正方向,当物块向左运动时,加速度
cos+f
a1=
,运动时间 t1=
1
=
f
,物块所受摩擦力的冲量 If1=Fft1=
,同理当物块向右运动时,物块所
cos+f
cos+f
受摩擦力的冲量
f
If2=,则整个过程中,摩擦力冲量 If=If1+If2≠0,故
cos-f
2
1
2E
Ek=2m ,Ek=2pv,p= 2mE ,p=
v
2.冲量的四种计算方法
公式法
图象法
平均值法
动量定
理法
利用定义式I=Ft计算冲量,此方法仅适用于求恒力的冲量,无需
考虑物体的运动状态
利用F-t图象计算,F-t图线与横轴围成的面积表示冲量,此法既
可以计算恒力的冲量,也可以计算变力的冲量
若力的方向不变,大小随时间均匀变化,即力为时间的一次函数,
第六章
动量和动量定理
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
研考点 精准突破
高三一轮复习 第六章 第1讲 动量与动量定理导学案(含答案)

第六章 第1讲 动量与动量定理一、动量1.定义:运动物体的质量和速度的乘积叫作物体的动量,通常用p 来表示.2.表达式:p =m v . 3.单位:kg·m/s. 4.标矢性:动量是矢量,其方向和速度方向相同. 5.动量、动能、动量变化量的比较名称 项目 动量动能动量变化量 定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差定义式 p =m v E k =12m v 2Δp =p ′-p矢标性 矢量 标量 矢量 特点 状态量状态量过程量关联方程E k =p 22m ,E k =12p v ,p =2mE k ,p =2E kv二、动量定理 1.冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积叫作这个力的冲量.公式:I =Ft . (2)单位:冲量的单位是牛·秒,符号是 N·s.(3)方向:冲量是矢量,恒力冲量的方向与力的方向相同. 2.动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化. (2)表达式:Ft =Δp =p ′-p . (3)矢量性:动量变化量的方向与合外力的冲量的方向相同,可以在某一方向上用动量定理.考点一 对动量、冲量的理解及计算 自主学习型1.冲量和动量的比较冲量I动量p定义 力与力的作用时间的乘积叫作力的冲量质量和速度的乘积叫作动量公式 I =Ft p =m v 单位 N·skg·m/s矢标性 矢量,方向与恒力的方向相同矢量,方向与速度的方向相同特点过程量状态量2.冲量的计算方法(1)计算冲量可以使用定义式I =Ft 求解,此方法仅限于恒力的冲量,无需考虑物体的运动状态. (2)利用F -t 图象计算,F -t 围成的面积可以表示冲量, 该种方法可以计算变力的冲量. 3.冲量和功的区别(1)冲量和功都是过程量.冲量是表示力对时间的积累作用,功表示力对位移的积累作用. (2)冲量是矢量,功是标量.(3)力作用的冲量不为零时,力做的功可能为零;力做的功不为零时,力作用的冲量一定不为零.1.[对冲量的理解及冲量大小的比较] (2020·甘肃庆阳调研)如图所示,竖直面内有一个固定圆环,MN 是它在竖直方向上的直径.两根光滑滑轨MP 、QN 的端点都在圆周上,MP >QN .将两个完全相同的小滑块a 、b 分别从M 、Q 点无初速度释放,在它们各自沿MP 、QN 运动到圆周上的过程中,下列说法中正确的是 ( )A .合力对两滑块的冲量大小相同B .重力对a 滑块的冲量较大C .弹力对a 滑块的冲量较小D .两滑块的动量变化大小相同2.[动量及动量变化量] 如图所示,一质量为m 的滑块沿光滑的水平面以速度v 0运动.遇到竖直的墙壁被反弹回来,返回的速度变为12v 0,则以下说法正确的是 ( )A .滑块的动量改变量的大小为12m v 0B .滑块的动量改变量的大小为32m v 0C .滑块的动量改变量的方向与v 0的方向相同D .重力对滑块的冲量为零3.[恒力冲量的计算] 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.合力对物体的冲量大小为FtC.拉力F对物体的冲量大小是Ft cos θD.拉力F对物体的冲量大小为Ft4.[变力冲量的分析](多选)(2020·广东深圳调研)如图所示,物体从t=0时刻开始由静止做直线运动,0~4 s内其合外力随时间变化的关系图线为某一正弦函数,下列表述正确的是()A.0~2 s内合外力的冲量一直增大B.0~4 s内合外力的冲量为零C.2 s末物体的动量方向发生变化D.0~4 s内物体动量的方向一直不变5.[动量定理的应用](2019·高考全国卷Ⅰ)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展.若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为()A.1.6×102 kg B.1.6×103 kgC.1.6×105 kg D.1.6×106 kg6.[动量定理与动能定理的综合应用](2018·高考全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害.若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的碰撞时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为() A.10 N B.102 NC.103 N D.104 N考点二对动量定理的理解及应用师生互动型1.理解动量定理的三个要点(1)应用动量定理时研究对象既可以是单一物体,也可以是系统,当为系统时不考虑内力的冲量.(2)求合力的冲量的方法有两种:第一先求合力再求合力的冲量,第二求出每个力的冲量再对冲量求和.(3)动量定理是矢量式,列方程之前先规定正方向.3.理解动量定理的两个重要应用(1)应用I=Δp求变力的冲量如果物体受到大小或方向改变的力的作用,则不能直接用I=Ft求变力的冲量,可以求出该力作用下物体动量的变化量Δp,等效代换为力的冲量I.(2)应用Δp=FΔt求动量的变化量例如,在曲线运动中,速度方向时刻在变化,求动量变化(Δp=p2-p1)需要应用矢量运算方法,计算比较复杂,如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换为动量的变化量.7.一高空作业的工人重为600 N,系一条长为L=5 m 的安全带,若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1 s,则安全带受的冲力是多少?(g取10 m/s2)8.[用动量定理求变力的冲量](2018·高考江苏卷)如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向向下.经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上.忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中,小球所受弹簧弹力冲量的大小.9.(2020·安徽阜阳第三中学模拟)2019年阜阳三中科学晚会中,科技制作社团表演了“震撼动量球”实验.为感受碰撞过程中的力,在互动环节,表演者将球抛向观众,假设质量约为3 kg的超大气球以2 m/s的速度竖直下落到手面,某观众双手上推,使气球以原速度大小竖直向上反弹,作用时间为0.2 s.忽略气球所受浮力及空气阻力,g取10 m/s2.则观众双手受的压力为()A.30 N B.60 NC.90 N D.120 N10.(多选)一质量为m=60 kg的运动员从下蹲状态竖直向上跳起,经t=0.2 s,以大小v=1 m/s的速度离开地面,取重力加速度g=10 m/s2,在这0.2 s内()A.地面对运动员的冲量大小为180 N·s B.地面对运动员的冲量大小为60 N·sC.地面对运动员做的功为30 J D.地面对运动员做的功为零11.如图所示,AB为固定的光滑圆弧轨道,O为圆心,AO水平,BO竖直,轨道半径为R,将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放,在小球从A点运动到B点的过程中()A.小球所受合力的冲量方向为弧中点指向圆心B.小球所受支持力的冲量为0C.小球所受重力的冲量大小为m2gRD.小球所受合力的冲量大小为m2gR12.(多选)(2017·高考全国卷Ⅲ)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图所示,则()A.t=1 s时物块的速率为1 m/sB.t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/sC.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD.t=4 s时物块的速度为零第六章 第1讲 动量与动量定理 答案1.解析:这是“等时圆”,即两滑块同时到达滑轨底端.合力F =mg sin θ(θ为滑轨倾角),F a >F b ,因此合力对a 滑块的冲量较大,a 滑块的动量变化也大;重力的冲量大小、方向都相同;弹力F N =mg cos θ,F N a <F N b ,因此弹力对a 滑块的冲量较小,故选C.答案:C2.解析:以初速度方向为正,有Δp =p 2-p 1=-12m v 0-m v 0=-32m v 0,所以滑块的动量改变量的大小为32m v 0,方向与v 0的方向相反,故A 、C 错误,B 正确;根据I =Ft 得重力的冲量为I =mgt ,不为零,故D 错误.答案:B3.解析:拉力的大小为F ,作用时间为t ,根据冲量定义得拉力的冲量为Ft ,故D 正确,A 、C 错误;物体保持静止,受到的合外力为零,合力的冲量也为零,故B 错误.答案:D4.解析:根据F -t 图象面积表示冲量,可知在0~2 s 内合外力的冲量一直增大,A 正确;0~4 s 内合外力的冲量为零,B 正确;2 s 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,0~4 s 内物体动量的方向一直不变,C 错误,D 正确.答案:ABD5.解析:设1 s 内喷出气体的质量为m ,喷出的气体与该发动机的相互作用力为F ,由动量定理Ft =m v 知,m =Ft v =4.8×106×13×103kg =1.6×103 kg ,选项B 正确.答案:B6.解析:设鸡蛋落地瞬间的速度为v ,每层楼的高度大约是3 m ,由动能定理可知mgh =12m v 2,解得v =2gh =2×10×3×24 m/s =1210 m/s落地时受到自身的重力和地面的支持力,规定向上为正方向,由动量定理可知(F -mg )t =0-(-m v ),解得F ≈1 000 N ,根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103 N ,故C 正确.答案:C7.[解析] 方法一:程序法依题意作图,如图所示,设工人刚要拉紧安全带时的速度为v 1, 则v 21=2gL ,得v 1=2gL经缓冲时间t =1 s 后速度变为0,此过程,工人受两个力作用,即拉力F 和重力mg .取向下为正方向,对工人由动量定理知,(mg -F )t =0-m v 1, F =mgt +m v 1t 将数值代入得F =1 200 N.由牛顿第三定律,工人给安全带的冲力F ′为1 200 N ,方向竖直向下. 方法二:全程列式法在整个下落过程中对工人应用动量定理,在整个下落过程中,重力的冲量大小为mg ·(2Lg+t ),拉力F 的冲量大小为Ft .初、末动量都是零,取向下为正方向,由动量定理得mg ( 2Lg +t )-Ft =0解得F =mg ( 2Lg +t )t=1 200 N.由牛顿第三定律知工人给安全带的冲力F ′=F =1 200 N ,方向竖直向下. [答案] 1 200 N8.解析:取向上为正方向,根据动量定理得m v -(-m v )=(F -mg )t解得I F =F t =2m v +mgt 答案:2m v +mgt9.解析:取竖直向下为正方向,对大气球由动量定理有(mg -F )·Δt =m v ′-m v ,代入数据解得F =90 N ,故C 正确.答案:C10.解析:起跳后人的速度由原来的零变为v ,设向上为正方向,由动量定理可得I -mgt =m v -0,故地面对人的冲量为I =m v +mgt =60×1 N·s +600×0.2 N·s =180 N·s ,故A 正确,B 错误;人在跳起时,地面对人的支持力竖直向上,在跳起过程中,在支持力方向上没有位移,所以地面对运动员的支持力不做功,故C 错误,D 正确.答案:AD11.解析:小球受到竖直向下的重力和垂直切面指向圆心的支持力,所以合力不指向圆心,故合力的冲量也不指向圆心,故A 错误;小球的支持力不为零,作用时间不为零,故支持力的冲量不为零,故B 错误;小球在运动过程中只有重力做功,所以根据机械能守恒可得mgR =12m v 2B ,故v B =2gR ,根据动量定理可得I 合=Δp =m v B =m 2gR ,故C 错误,D 正确.答案:D12.解析:由动量定理有Ft =m v ,解得v =Ft m ,t =1 s 时物块的速率v =Ftm =1 m/s ,A 正确;F -t 图线与时间轴所围面积表示冲量,所以t =2 s 时物块的动量大小为p =2×2 kg·m/s =4 kg·m/s ,B 正确;t =3 s 时物块的动量大小为p ′=(2×2-1×1) kg·m/s =3 kg·m/s ,C 错误;t =4 s 时物块的动量大小为p ″=(2×2-1×2) kg·m/s =2 kg·m/s ,速度不为零,D 错误.答案:AB。
高三一轮复习 第六章 动量 分知识点练习及答案

第1讲动量冲量和动量定理例1.如图所示,竖直面内有一个固定圆环,MN 是它在竖直方向上的直径。
两根光滑滑轨MP 、QN 的端点都在圆周上,MP >QN 。
将两个完全相同的小滑块a 、b 分别从M 、Q 点无初速度释放,在它们各自沿MP 、QN 运动到圆周上的过程中,下列说法中正确的是(C)A .合力对两滑块的冲量大小相同B .重力对a 滑块的冲量较大C .弹力对a 滑块的冲量较小D .两滑块的动量变化大小相同练习1.如图所示,质量为m 的小滑块沿倾角为θ的斜面向上滑动,经过时间t 1,速度为零并又开始下滑,经过时间t 2回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为F f 。
在整个运动过程中,重力对滑块的总冲量为(C)A .mg (t 1+t 2)sin θB .mg (t 1-t 2)sin θC .mg (t 1+t 2)D .0要点一:用动量定理求变力的冲量如图所示,一质量为m 的滑块在固定于竖直平面的半径为R 的光滑轨道内运动,若滑块在圆心等高处C 点由静止释放,则滑块从C 点到达最低点B 的过程中所受合力的冲量大小为多大?方向如何? 解:根据机械能守恒定律,有mgR =12m v 2B 所以v B =2gR 根据动量定理I =m v B -0=m 2gR冲量I 的方向一定与v B 的方向相同,水平向右。
【拓展】在上例中,若滑块在圆轨道上运动时能够到达圆周的最高点,且这时对轨道压力刚好为0,则滑块从A 点沿轨道到达最低点B 的过程中所受到的合力的冲量的大小多大?方向如何?解:滑块在A 点时对轨道压力刚好为0,说明此时物体只受重力。
mg =m v 2AR ,v A =Rg从A 到B 机械能守恒,有mg ·2R +12m v 2A =12m v 2B v B =5Rg根据动量定理,并设向左方向为正,则 I =m (-v B )-m v A=-m (5Rg +Rg )=-(5+1)m Rg 所以大小为(5+1)m Rg 方向水平向右【课后练习】1.一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图所示。
2019高考物理大一轮复习 第6章 第1讲 动量和动量定理精练(含解析)

第1讲 动量和动量定理◎基础巩固练1.(多选)下列说法中正确的是( ) A .动能变化的物体,动量一定变化 B .动能不变的物体,动量一定不变 C .动量变化的物体,动能一定变化 D .动量不变的物体,动能一定不变解析: 动量是矢量,p =mv ,动能是标量,E k =12mv 2,所以动能变化,则动量一定变化,A 正确;当动量的大小不变,只是方向变化时,物体的动能不变,B 、C 错误;动量不变的物体,速度一定不变,则动能一定不变,D 正确。
答案: AD2.关于冲量,下列说法中正确的是( ) A .冲量是物体动量变化的原因B .作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C .动量越大的物体受到的冲量越大D .冲量的方向就是物体运动的方向解析: 力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后,物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,A 正确;只要有力作用在物体上,经历一段时间,这个力便有了冲量I =Ft ,与物体处于什么状态无关,物体运动状态的变化是所有作用在物体上的力共同产生的效果,B 错误;物体所受冲量I =Ft 与物体动量的大小p =mv 无关,C 错误;冲量的方向与物体运动方向无关,D 错误。
答案: A3.(2018·合肥模拟)一质量为m 的物体放在光滑的水平面上,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解析: 物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动,在相同的时间间隔内物体的位移逐渐增大,故A 错误;根据动能定理得知,物体动能的变化量逐渐增大,故B 错误;由功的公式W =FL 知道,在相同的时间间隔内,F 做功增大,故C 错误;根据动量定理得:Ft =Δp ,F 、t 相等,则Δp 相等,即物体动量的变化量相等,故D 正确。
高三物理一轮复习第六章第一讲动量定理及其应用_含解析

第六章动量及动量守恒定律第一讲动量定理及其应用课时跟踪练A组 基础巩固1.(多选)(2018·北京模拟)关于动量和冲量,下列说法正确的是( )A.物体所受合外力的冲量的方向与物体动量的方向相同B.物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化C.物体所受合外力的冲量等于物体的动量D.物体动量的方向与物体的运动方向相同解析:物体所受合外力的冲量的方向与合外力的方向相同,与物体动量变化量的方向相同,与动量的方向不一定相同,故A错误;由动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化,故B正确,C错误;物体的动量p =m v,故物体动量的方向与物体的运动方向相同,D正确.答案:BD2.(2017·天津市河北区一模)从地面上方同一高度沿水平和竖直向上方向分别抛出两个等质量的小物体,抛出速度大小都是为v,不计空气阻力,对两个小物体以下说法正确的是( )A.落地时的速度相同B.落地时重力做功的瞬时功率相同C.从抛出到落地重力的冲量相同D.两物体落地前动量变化率相等解析:根据动能定理两物体落地时,速度大小相等,方向不同,重力做功的瞬时功率P=mg v sin θ,故A、B错误;竖直上抛与平抛相比,平抛时间短,所以重力的冲量mgt 小,故C 错误;根据动量定理mg Δt =Δp 可知,=Δp Δtmg ,故D 正确.答案:D3.(2017·合肥一模)一质量为m 的物体静止在光滑水平面上,在水平力F作用下,经时间t ,通过位移L 后,动量变为p 、动能变为E k .若上述过程F 不变,物体的质量变为,以下说法正确的是( )m 2A .经过时间2t ,物体动量变为2pB .经过位移2L ,物体动量变为2pC .经过时间2t ,物体动能变为4E kD .经过位移2L ,物体动能变为4E k解析:以初速度方向为正方向,根据动量定理有:Ft =p ,故时间变为2t 后,动量变为2p ,故A 正确;根据E k =,动量变为2倍,质量减半,故动能p 22m变为8E k ,故C 错误;经过位移2L ,根据动能定理有:FL =E k ,故位移变为2倍后,动能变为2E k ,故D 错误;根据p =,动能变为2倍,质量减半,2mE k 故动量不变,故B 错误.答案:A4.(2017·山东省枣庄市高三上学期期末)质量为60 kg 的建筑工人,不慎从高空跌下,由于弹性安全带的保护,使他悬挂起来;已知弹性安全带的缓冲时间是1.2 s ,安全带长5 m ,不计空气阻力影响,g 取10 m/s 2,则安全带所受的平均冲力的大小为( )A .100 N B .500 NC .600 ND .1 100 N解析:在安全带产生拉力过程中,人受重力、安全带的拉力作用做减速运动,此过程的初速度就是自由落体运动的末速度,所以有:v 0==10 m/s.2gh 取竖直向下为正,由动量定理得(mg -F )t =0-m v 0,解F =1 100 N.答案:D5.(2018·唐山模拟)如图所示为某运动员用头颠球,若足球用头顶起,每次上升高度为 80 cm ,足球的重量为400 g ,与头顶作用时间Δt 为0.1 s ,则足球一次在空中的运动时间t 及足球对头部的作用力大小F N 分别为(空气阻力不计,g =10 m/s 2)( )A .t =0.4 s ,F N =40 NB .t =0.4 s ,F N =36 NC .t =0.8 s ,F N =36 ND .t =0.8 s ,F N =40 N解析:足球自由下落时有h =gt ,解得t 1==0.4 s ,竖直向上运动的12212h g时间等于自由下落运动的时间,所以t =2t 1=0.8 s ;设竖直向上为正方向,由动量定理得(F -mg )Δt =m v -(-m v ),又v =gt =4 m/s ,联立解得F =36 N ,由牛顿第三定律知足球对头部的作用力F N =36 N ,故C 正确.答案:C6.(2015·重庆卷)高空作业须系安全带.如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动),此后经历时间t 安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.+mgB.-mg m 2gh t m 2gh tC.+mgD.-mgm gh t m ght 解析:人做自由落体运动时,有v =,选向下为正方向,又mgt -Ft =2gh 0-m v ,得F =+mg ,所以A 项正确.m 2gh t答案:A7.(多选)(2017·合肥二模)一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )A.第2 s末,质点的动量为0B.第4 s末,质点回到出发点C.在0~2 s时间内,力F的功率先增大后减小D.在1~3 s时间内,力F的冲量为0解析:由题图可知,0~2 s时间内F的方向和质点运动的方向相同,质点经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,所以第2 s末,质点的速度最大,动量最大,故A错误;该质点在2~4 s内F的方向与0~2 s内F的方向不同,0~2 s内做加速运动,2~4 s内做减速运动,所以质点在0~4 s内的位移均为正,故B错误;0~2 s内,质点速度在增大,力F先增大后减小,根据瞬时功率P=F v得,力F瞬时功率开始为0,2 s末时为0,所以在0~2 s时间内,力F的功率先增大后减小,故C正确;在Ft图象中,图线与横轴所围的面积表示力F的冲量大小,由题图可知,1~2 s内的面积与2~3 s内的面积大小相等,一正一负,则在1~3 s 时间内,力F的冲量为0,故D正确.答案:CD8.(2018·济南质检)2017年9月在济青高速公路上,一辆轿车强行超车时,失控冲出车道与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m,据测算两车相撞前速度约为30 m/s.(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大?(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s,求这时人体受到的平均冲力为多大?解析:(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5m .设运动的时间为t ,根据x =t 得v 02t == s.2x v 0130根据动量定理有Ft =Δp =m v 0,得F == N =5.4×104 N.mv 0t 60×30130(2)若人系有安全带,则F ′== N =1.8×103 N.mv 0t ′60×301答案:(1)5.4×104 N (2)1.8×103 NB 组 能力提升9.(2017·天津卷)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变解析:乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,速度大小不变,则动能不变,但高度变化,所以机械能在变化,A 错误;在最高点处于失重状态,则B 正确;转动一周,重力的冲量为I =mgT ,不为零,C 错误;速度方向时刻在变所以重力的瞬时功率在变化,D 错误.答案:B10.(2017·洛阳一模)如图所示,一段不可伸长的轻质细绳长为L ,一端固定在O 点,另一端系一个质量为m 的小球(可以视为质点),保持细绳处于伸直状态,把小球拉到跟O 点等高的位置由静止释放,在小球摆到最低点的过程中,不计空气阻力,重力加速度大小为g ,则( )A .合力做的功为0B .合力的冲量为0C .重力做的功为mgLD .重力的冲量为m 2gL解析:小球在向下运动的过程中,由动能定理mgL =m v 2得v =,故122gL A 错误,C 正确;由动量定理可得合力的冲量I 合=Δp =m v -0=m ,故B2gL 错误;从开始到最低点的时间t 大于自由落体的时间t ′,L =gt ′2,则t >t ′=12,所以重力的冲量I G =mgt >mgt ′=m ,故D 错误.2Lg 2gL 答案:C11.水平恒定推力F 1和F 2分别作用于水平面上原来静止的、质量相等的a 、b 两物体上,作用一段时间后撤去推力,由于惯性,物体将继续运动一段时间后才能停下,两物体的v-t 图象如图所示,已知图中线段AB ∥CD ,则( )A .a 物体受到的摩擦力小于b 物体受到的摩擦力B .a 物体受到的摩擦力大于b 物体受到的摩擦力C .F 1的冲量大于F 2的冲量D .F 1的冲量小于F 2的冲量解析:由题图知,AB 与CD 平行,说明撤去推力后物体的合力等于摩擦力,两物体受到的摩擦力大小相等,故A 、B 错误.根据动量定理,对整个过程研究得,F 1t 1-F f t OB =0,F 2t 2-F f t OD =0,由题图看出t OB <t OD ,则有F 1t 1<F 2t 2,即F 1的冲量小于F 2的冲量,故C 错误,D 正确.答案:D12.(2017·吉林省吉林一中校级考试)质量m =0.60 kg 的篮球从距地板H =0.80 m 高处由静止释放,与水平地板撞击后反弹上升的最大高度h =0.45 m ,从释放到弹跳至h 高处经历的时间t =1.1s ,忽略空气阻力,重力加速度g =10m/s 2,求:(1)篮球与地板撞击过程中损失的机械能;(2)篮球对地板的平均撞击力.解析:(1)篮球与地板撞击过程中损失的机械能为ΔE =mgH -mgh =2.1 J.(2)设篮球从H 高处下落到地板所用时间为t 1,刚接触地板时的速度为v 1;反弹离地时的速度为v 2,上升的时间为t 2,由动能定理和运动学公式下落过程:mgH =m v ,1221解得:v 1=4 m/s ,t 1==0.4 s.v 1g上升过程:-mgh =0-m v ,122解得:v 2=3 m/s ,t 2==0.3 s.v 2g篮球与地板接触时间为Δt =t -t 1-t 2=0.4 s ,设地板对篮球的平均撞击力为F ,由动量定理得(F -mg )Δt =m v 2+m v 1解得F =16.5 N.答案:(1)2.1 J (2)16.5 N。
2019届高考物理一轮复习讲义:第六章 第1讲 动量、冲量、动量定理 含答案
第1讲动量、冲量、动量定理板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】动量Ⅱ1.定义:运动物体的质量m和它的速度v的乘积m v叫做物体的动量。
动量通常用符号p 来表示,即p=m v。
2.单位:在国际单位制中,动量的单位是千克米每秒,符号为kg·m/s。
说明:动量既有大小,又有方向,是矢量。
我们讲物体的动量,是指物体在某一时刻的动量,动量的方向与物体瞬时速度的方向相同。
有关动量的运算,一般情况下用平行四边形定则进行运算。
如果物体在一条直线上运动,则选定一个正方向后,动量的运算就可以转化为代数运算。
3.动量的三个性质(1)动量具有瞬时性。
物体的质量是物体的固有属性,是不发生变化的,而物体的速度是与时刻相对应的,由动量的定义式p=m v可知,动量是一个状态量,具有瞬时性。
(2)动量具有相对性。
选用不同的参考系时,同一运动物体的动量可能不同,通常在不说明参考系的情况下,指的是物体相对于地面的动量。
在分析有关问题时要先明确相应的参考系。
(3)矢量性。
动量是矢量,方向与速度的方向相同,遵循矢量运算法则。
【知识点2】动量的变化Ⅱ1.因为p=m v是矢量,只要m的大小、v的大小和v的方向三者中任何一个发生变化,动量p就发生了变化。
2.动量的变化量Δp是矢量,其方向与速度的改变量Δv的方向相同。
3.动量的变化量Δp的大小,一般用末动量p′减去初动量p进行计算,也称为动量的增量。
即Δp=p′-p,此式为矢量式,若p′、p不在同一直线上,则要用平行四边形定则(或矢量三角形定则)求矢量差;若在同一直线上,则应先规定正方向,再用正、负表示p、p′的方向,最后用Δp=p′-p=m v′-m v进行代数运算。
【知识点3】动量、动能、动量变化量的比较Ⅱ【知识点4】冲量、动量定理Ⅱ1.冲量(1)定义:力和力的作用时间的乘积。
(2)表达式:I=Ft。
单位:牛秒(N·s)。
(3)矢量性:冲量是矢量,它的方向由力的方向决定。
通用版2020届高考物理总复习第六章第1讲动量和动量定理(含答案解析)
2020高考一轮第六章第1讲动量和动量定理(通用版)物 理[基础知识·填一填][知识点1] 动量1.定义:运动物体的质量和 速度 的乘积叫做物体的动量,通常用p 来表示. 2.表达式:p = mv . 3.单位: kg·m/s .4.标矢性:动量是矢量,其方向和 速度 方向相同. [知识点2] 冲量1.定义:力F 与力的作用时间t 的 乘积 . 2.定义式:I = Ft . 3.单位: N·s .4.方向:恒力作用时,与力的方向 相同 .5.物理意义:是一个过程量,表示力在 时间 上积累的作用效果.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (1)动量越大的物体,其运动速度越大.(×) (2)物体的动量越大,则物体的惯性就越大.(×) (3)物体的动量变化量等于某个力的冲量.(×) (4)动量是过程量,冲量是状态量.(×)(5)物体沿水平面运动,重力不做功,重力的冲量也等于零.(×) (6)系统动量不变是指系统的动量大小和方向都不变.(√) [知识点3] 动量定理1.内容:物体在一个过程始末的 动量变化量 等于它在这个过程中所受力的 冲量 .2.表达式:⎩⎪⎨⎪⎧Ft = p ′-pI =Δp.3.矢量性:动量变化量的方向与 合外力 的方向相同,可以在某一方向上用动量定理.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)物体所受合外力的冲量的方向与物体末动量的方向相同.(×) (2)物体所受合外力的冲量方向与物体动量变化的方向是一致的.(√) (3)Δp 一定时,F 的作用时间越短,力就越大;时间越长,力就越小.(√)(4)F 一定,此时力的作用时间越长,Δp 就越大;力的作用时间越短,Δp 就越小.(√)[教材挖掘·做一做]1.(人教版选修3-5 P11第1题改编)关于物体的动量和动能,下列说法中正确的是( ) A .一物体的动量不变,其动能一定不变 B .一物体的动能不变,其动量一定不变 C .两物体的动量相等,其动能一定相等 D .两物体的动能相等,其动量一定相等 答案:A2.(人教版选修3-5 P7例1改编)如图所示,一质量为m 的滑块沿光滑的水平面以速度v 0运动.遇到竖直的墙壁被反弹回来,返回的速度变为12v 0,则以下说法正确的是( )A .滑块的动量改变量的大小为12mv 0B .滑块的动量改变量的大小为32mv 0C .滑块的动量改变量的方向与v 0的方向相同D .重力对滑块的冲量为零 答案:B3.(人教版选修3-5 P8例2改编)(多选)一个质量为0.18 kg 的垒球,以25 m/s 的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s ,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s .下列说法正确的是( )A .球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 NB .球棒对垒球的平均作用力大小为360 NC .球棒对垒球做的功为126 JD .球棒对垒球做的功为36 J解析:AC [设球棒对垒球的平均作用力为F ,由动量定理得F ·t =m (v t -v 0),取末速度方向为正方向,则v t =45 m/s ,v 0=-25 m/s ,代入上式得F =1 260 N .由动能定理得W =12mv 2t -12mv 20=126 J ,故A 、C 正确.]4.(人教版选修3-5 P9科学漫步改编)一辆轿车强行超车时,与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m ,据测算两车相撞前速度约为30 m/s.(1)试求车祸中车内质量约60 kg 的人受到的平均冲力.(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s ,求这时人体受到的平均冲力. 解析:(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5 m.设运动的时间为t ,根据x =v 02t ,得t =2x v 0=130s ,根据动量定理Ft =Δp =mv 0,得F =mv 0t =60×30130N =5.4×104N.(2)若人系有安全带,则F ′=mv 0t =60×301N =1.8×103N.答案:(1)5.4×104N (2)1.8×103N考点一 动量与冲量的理解[考点解读]1.动能、动量、动量变化量的比较2.(1)冲量和功都是过程量.冲量表示力对时间的积累作用,功表示力对位移的积累作用. (2)冲量是矢量,功是标量.(3)力作用的冲量不为零时,力做的功可能为零;力做的功不为零时,力作用的冲量一定不为零. 3.冲量的计算(1)恒力的冲量:直接用定义式I =Ft 计算. (2)变力的冲量①方向不变的变力的冲量,若力的大小随时间均匀变化,即力为时间的一次函数,则力F 在某段时间t 内的冲量I =F 1+F 22t ,其中F 1、F 2为该段时间内初、末两时刻力的大小.②作出F -t 变化图线,图线与t 轴所夹的面积即为变力的冲量.如图所示.③对于易确定始、末时刻动量的情况,可用动量定理求解,即通过求Δp 间接求出冲量.[典例赏析][典例1] 如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中( )A .重力的冲量相同B .弹力的冲量相同C .合力的冲量相同D .以上说法均不对[解析] D [高度相同,则下滑的距离x =h sin θ,加速度a =g sin θ,根据x =12at 2,得:t =2xa=1sin θ2hg,由于倾角不同,则运动的时间不同,根据I =mgt 知,重力的冲量不同,故A 错误.对于弹力,大小不等,方向不同,弹力的冲量不同,故B 错误.合力的大小F 合=mg sin θ,可知合力大小不等,方向也不同,则合力的冲量不同,故C 错误.]对冲量的理解在计算支持力的冲量时,有的同学认为I N =0,这种错误观点在于未分清冲量与功的概念,应注意力对物体做功时,力的冲量不为零,但力对物体有冲量时,力不一定对物体做功.[题组巩固]1.(多选)从水平地面上方同一高度处,使a 球斜上抛,b 球平抛,且两球质量相等,初速度大小相同,最后落于同一水平地面上,空气阻力不计.在此过程中,下列说法正确的是( )A .两球着地时的动能相同B .两球着地时的动量相同C .重力对两球所做的功相同D .重力对两球的冲量相同解析:AC [斜上抛和平抛过程中两球都只受重力作用,只有重力做功,两球初位置高度相同,故重力做功相同,由动能定理得,W G =mgh =E k -12mv 20,因为两球的质量、初速度相同,下落的高度相同,故重力对两球所做的功相同,两球着地时的动能相同,故A 、C 正确;两球初始高度相同,a 球斜上抛,b 球平抛,a 球开始时具有向上的分速度,所以a 球运动的时间比b 球运动的时间长,故重力对a 球的冲量比对b 球的冲量大,故D 错误;由于二者落地时的动能相等,则落地时的速度大小相等,而落地时a 球竖直方向的分动量大,所以二者落地时速度的方向和动量的方向不同,故B 错误.]2.(多选)某同学为了测定当地的重力加速度,完成了如下的操作:将一质量为m 的小球由地面竖直向上发射出去,其速度的大小为v 0,经过一段时间后小球落地,取从发射到小球上升到最高点为过程1,小球从最高点至返回地面为过程2.如果忽略空气阻力,则下列叙述正确的是( )A .过程1和过程2动量的变化大小都为mv 0B.过程1和过程2动量变化的方向相反C.过程1重力的冲量为mv0,且方向竖直向下D.过程1和过程2的重力的总冲量为0解析:AC [根据竖直上抛运动的对称性可知,小球落地的速度大小也为v0,方向竖直向下,上升过程和下落过程中小球只受到重力的作用,选取竖直向下为正方向,上升过程动量的变化量Δp1=0-(-mv0)=mv0,下落过程动量的变化量Δp2=mv0-0=mv0,大小均为mv0,且方向均竖直向下,故A、C正确,B错误;小球由地面竖直向上发射到上升至最高点又返回地面的整个过程中重力的冲量为I=mv0-(-mv0)=2mv0,D错误.] 3.(2019·合肥模拟)(多选)一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,F随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )A.第2 s末,质点的动量为0B.第4 s末,质点回到出发点C.在0~2 s时间内,F的功率先增大后减小D.在1~3 s时间内,F的冲量为0解析:CD [从图象可以看出在前2 s力的方向和运动的方向相同,物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,所以第2 s末,质点的速度最大,动量最大,而不是0,故A错误;该物体在后半个周期内受到的力与前半个周期受到的力的方向不同,前半个周期内做加速运动,后半个周期内做减速运动,所以物体在0~4 s内的位移为正,故B错误;0~2 s内,速度在增大,力F先增大后减小,根据瞬时功率P=Fv 得力F瞬时功率开始时为0,2 s末的瞬时功率为0,所以在0~2 s时间内,F的功率先增大后减小,故C正确;在F-t图象中,图象与t轴围成的面积表示力F的冲量,由图可知,1~2 s之间的面积与2~3 s之间的面积大小相等,一正一负,所以和为0,则在1~3 s时间内,F的冲量为0,故D正确.]考点二动量定理的理解及应用[考点解读]1.对动量定理的理解(1)动量定理的表达式Ft=Δp是矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向,公式中的F是物体或系统所受的合力.(2)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.这种情况下,动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值.(3)应用动量定理解释两类物理现象①当物体的动量变化量一定时,力的作用时间t越短,力F就越大,力的作用时间t越长,力F就越小,如玻璃杯掉在水泥地上易碎,而掉在沙地上不易碎.②当作用力F一定时,力的作用时间t越长,动量变化量Δp越大,力的作用时间t越短,动量变化量Δp 越小.2.应用动量定理解题的一般步骤。
高考物理一轮复习 第6章 动量守恒定律及其应用 第1讲 动量 动量定理课时作业(含解析)新人教版-新
第1讲动量动量定理时间:45分钟总分为:100分一、选择题(此题共10小题,每一小题7分,共70分。
其中1~7题为单项选择,8~10题为多项选择)1.下面关于物体动量和冲量的说法错误的答案是()A.物体所受合外力的冲量越大,它的动量也越大B.物体所受合外力的冲量不为零,它的动量一定要改变C.物体动量增量的方向,就是它所受冲量的方向D.物体所受合外力越大,它的动量变化就越快答案 A解析Ft越大,Δp越大,但动量不一定越大,它还与初态的动量有关,故A错误;Ft =Δp,Ft不为零,Δp一定不为零,B正确;冲量不仅与Δp大小相等,而且方向一样,C 正确;物体所受合外力越大,速度变化越快,即动量变化越快,D正确。
此题选说法错误的,应当选A。
2.将质量为0.5 kg的小球以20 m/s的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2,以下判断正确的答案是()A.小球从抛出至最高点受到的冲量大小为10 N·sB.小球从抛出至落回出发点动量的增量大小为0C.小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为0D.小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为10 N·s答案 A解析小球在最高点速度为零,取向下为正方向,小球从抛出至最高点受到的冲量:I =0-(-mv0)=10 N·s,A正确;因不计空气阻力,所以小球落回出发点的速度大小仍等于20 m/s,但其方向变为竖直向下,由动量定理知,小球从抛出至落回出发点受到的冲量为:I′=Δp=mv0-(-mv0)=20 N·s,如此冲量大小为20 N·s,B、C、D错误。
3.(2019·四川自贡高三一诊)校运会跳远比赛时在沙坑里填沙,这样做的目的是可以减小()A.人的触地时间B.人的动量变化率C.人的动量变化量D.人受到的冲量答案 B解析 跳远比赛时,运动员从与沙坑接触到静止,动量的变化量Δp 一定,由动量定理可知,人受到的合力的冲量I =Δp 是一定的,在沙坑中填沙延长了人与沙坑的接触时间,即t 变大,由动量定理:Δp =Ft ,可得Δpt=F ,Δp 一定,t 越大,动量变化率越小,人受到的合外力越小,人越安全,B 正确。
第六章 第1讲 动量动量定理-【勤径学升】2025年高考物理一轮总复习(人教版)
第六章第1讲动量动量定理-【勤径学升】2025年高考物理一轮总复习(人教版)1.判断下列说法的正确与错误。
(1)一个物体的运动状态变化时,它的动量一定改变。
( )(2)合力的冲量是物体动量发生变化的原因。
( )(3)动量具有瞬时性。
( )(4)物体动量的变化等于某个力的冲量。
( )(5)作用力和反作用力的冲量一定等大、反向。
( )(6)物体的动量发生改变,则合力一定对物体做了功。
( )(7)物体的动能变化时,动量一定变化。
( )(8)两物体的动量相等时,动能也一定相等。
( )2.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零3.如图所示,质量为m的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动,经过时间,速度为零并又开始下滑,经过时间回到斜面底端,滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为,重力加速度为g。
在整个运动过程中,下列说法正确的是()A.重力对滑块的总冲量为B.支持力对滑块的总冲量为C.合外力的冲量为0D.摩擦力的总冲量为4.一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是()A.第2s末,质点的动量为0B.第2s末,质点的动量方向发生变化C.第4s末,质点回到出发点D.在1~3s时间内,力F的冲量为05.将质量为m=1kg的物块置于水平地面上,已知物块与水平桌面间的动摩擦因数为μ=0.5,现在物块上施加一个平行于水平面的恒力F=10N,物体静止开始运动,作用4s后撤去F。
已知g=10m/s2,对于物块从静止开始到物块停下这一过程下列说法正确的是()A.物块整个过程物块运动的时间为6s B.物块整个过程物块运动的时间为8s C.整个过程中物块的位移大小为40m D.整个过程中物块的位移大小为60m 6.我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
配餐作业动量和动量定理►►见学生用书P343A组·基础巩固题1.有关实际中的现象,下列说法不正确的是()A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好解析根据反冲运动的特点与应用可知,火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度,故A项正确;体操运动员在落地的过程中,动量变化一定。
由动量定理可知,运动员受到的冲量I一定,由I=Ft可知,体操运动员在着地时屈腿是延长时间t,可以减小运动员所受到的平均冲力F,故B项正确;用枪射击时子弹给枪身一个反作用力,会使枪身后退,影响射击的准确度,所以为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身,故C项正确;为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,就要延长碰撞的时间,由I=Ft可知位于车体前部的发动机舱不能太坚固,故D项错误。
答案D2.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h 时的动量大小为p1,当它下落2h时动量大小为p2,那么p1∶p2等于()A.1∶1B.1∶2C.1∶2D.1∶4解析物体做初速度为零的匀加速直线运动,v21=2ah,v22=2a(2h),则p1=m2ah,p2=m4ah,p1∶p2=1∶2,故B项正确。
答案B3.甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下,沿同一直线运动。
它们的动量随时间变化如图所示。
设甲在t1时间内所受的冲量为I1,乙在t2时间内所受的冲量为I2,则F、I的大小关系是()A.F1>F2,I1=I2B.F1<F2,I1<I2C.F1>F2,I1>I2D.F1=F2,I1=I2解析冲量I=Δp,从题图上看,甲、乙两物体动量变化的大小I1=I2,又因为I1=F1t1,I2=F2t2,t2>t1,所以F1>F2。
答案A4.质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面上,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,关于球动量变化量Δp和合外力对小球做的功W,下列说法正确的是()A.Δp=2 kg·m/s W=-2 JB.Δp=-2 kg·m/s W=2 JC.Δp=0.4 kg·m/s W=-2 JD.Δp=-0.4 kg·m/s W=2 J解析取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞过程中动量的变化量为Δp=m v2-m v1=0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6) kg·m/s=2 kg·m/s,方向竖直向上。
由动能定理,合外力做的功为W=12m v22-12m v21=12×0.2×42 J-12×0.2×62 J=-2 J,故A项正确。
答案A5.关于物体的动量和动能,下列说法正确的是() A.一物体的动量不变,其动能一定不变B.一物体的动能不变,其动量一定不变C.两物体的动量相等,其动能一定相等D.两物体的动能相等,其动量一定相等解析动能是标量E k=12m v2,动量是矢量p=m v,动能与动量之间的大小关系为E k=p22m,一物体的动量p不变,其动能E k一定不变,故A项正确;一物体的动能不变,其动量大小一定不变,但速度的方向可以变化,即动量的方向可以变化,故B项错误;两物体的动量相等,当两物体的质量相等时,其动能一定相等,当两物体的质量不等时,其动能一定不相等,故C项错误;两物体动能相等,而质量不等时,其动量也是不相等的,故D项错误。
答案A6.如图所示,足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动,一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带,从此时起到物块再次回到P点的过程中,下列说法正确的是()A.合力对物块的冲量大小一定为2m v2B.合力对物块的冲量大小一定为2m v1C.合力对物块的冲量大小可能为零D.合力对物块做的功可能为零解析若v2<v1,则物块返回到P点的速度大小为v2,根据动量定理知,合力的冲量为I合=m v2-(-m v2)=2m v2,根据动能定理知,合力做功的大小为零。
v2>v1,则物块返回到P点的速度大小为v1,根据动量定理知,合力的冲量I合=m v1+m v2,根据动能定理得,合力做功为W=12m v21-12m v22,故D项正确,A、B、C项错误。
答案D7.(多选)如图所示,质量为m、2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上,某时刻,它们同时受到水平恒力F,经过时间t,同时撤掉力F。
下列叙述正确的是()A.在力F作用的时间内,两物体动量变化Δp甲≤Δp乙B.在力F作用的时间内,两物体动量变化Δp甲≥Δp乙C.在力F作用的时间内,两物体摩擦力的冲量ΔI甲≤ΔI乙D.在力F作用的时间内,两物体摩擦力的冲量ΔI甲≥ΔI乙解析由I=Ft可知,两物体的恒力的冲量相同;由于两物体的质量不同,故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体受到的摩擦力;摩擦力的冲量ΔI甲≤ΔI乙;乙物体受到的合外力的冲量小于甲的冲量,由动量定理可知,两物体动量变化Δp甲≥Δp乙,故B、C项正确,A、D项错误。
答案BC8.(多选)在2016年里约奥运会跳水比赛中,中国跳水梦之队由吴敏霞领衔包揽全部8枚金牌。
假设质量为m的跳水运动员从跳台上以初速度v0向上跳起,跳水运动员在跳台上起跳到入水前重心下降H,入水后受水阻力而减速为零,不计跳水运动员水平方向的运动,运动员入水后到速度为零时重心下降h,不计空气阻力,则()A.运动员起跳后在空中运动过程中受到合外力冲量大小为m v20+2gH+m v0B.水对运动员阻力的冲量大小为m v20+2gHC.运动员克服水的阻力做功为mgH+12m v2D.运动员从跳起到入水后速度减为零的过程中机械能减少量为mg(H+h)+12m v2解析运动员入水前机械能守恒,mgH=12m v2-12m v2,入水前在空中运动过程中合外力的冲量大小I 1=m (v +v 0)=m 2gH +v 20+m v 0,A 项正确;入水后由动量定理得合外力的冲量大小I 2=m v =m 2gH +v 20,B 项错误;对整个过程由动能定理有mg (H +h )-Fh=0-12m v 20,运动员克服水的阻力做的功为Fh =mg (H +h )+12m v 20,C 项错误;运动员在整个运动过程中机械能减小量等于克服水的阻力做的功,D 项正确。
答案 ADB 组·能力提升题9.(2018·湖南师大附中摸底考试)如图所示,A 、B 两物体质量分别为m 1和m 2置于光滑水平面上,且m 1>m 2,相距较远。
将两个大小均为F 的力,同时分别作用在A 、B 上经相同距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将( )A .停止运动B .向左运动C .向右运动D .运动方向不能确定解析 因为水平面光滑且m 1>m 2,两物体受到的合力大小相等,所以a 1<a 2,运动相同的距离的时间t 1>t 2,所以两力的合冲量向右,所以两物体粘在一起会向右运动。
答案 C10.如图所示,在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A 、B ,质量分别为m 1和m 2,今有一子弹水平穿过两木块。
设子弹穿过木块A 、B 的时间分别为t 1和t 2,木块对子弹的阻力恒为f ,则子弹穿过两木块后,木块A 、B 的速度大小分别是( )A.ft 1m 1,ft 1m 1+m 2B.ft 1m 1+m 2,ft 1m 1+m 2+ft 2m 2C.ft 1m 1,f (t 1+t 2)m 1+m 2D.f (t 1+t 2)m 1,f (t 1+t 2)m 1+m 2解析 A 与B 分离时二者的速度是相等的,分离后A 的速度不变,在分离前子弹对系统的作用力使A 与B 的速度增大,由动量定理得ft 1=(m 1+m 2)v 1,A 的速度v 1=ft 1m 1+m 2;子弹离开A 后A 做匀速直线运动,子弹进入B ,B 做加速运动,对B ,由动量定理得ft 2=m 2v 2-m 2v 1,解得v 2=ft 1m 1+m 2+ft 2m 2,故B 项正确。
答案 B11.如图所示,质量分别为m =1 kg 和M =2 kg 的两物块叠放在光滑水平桌面上,两物块处于静止状态,从某时刻开始,对放在下面的质量为m 的物块施加一水平推力F ,已知推力F 随时间t 变化的关系为F =6t (N),两物块之间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取10 m/s 2,下列结论正确的是( )A .两物块刚发生相对运动时的速度为1 m/sB .从施加推力F 到两物块刚发生相对运动所需的时间为23s C .从施加推力F 到两物块刚发生相对运动两物块的位移为0.5 mD .从施加推力F 到两物块刚发生相对运动F 的冲量为6 N·s解析 当两物块间达到最大静摩擦力时,M 与m 发生相对滑动,则此时M 的加速度为a =μMg M =μg =0.2×10 m/s 2=2 m/s 2,则对整体受力分析可知,F =(m +M )a =3×2 N =6 N =6t ,则可知从施加推力到发生相对运动的时间为1 s ,F 是均匀增加的,故1 s 内平均推力F =62N =3 N ,对整体由动量定理可得,F t =(M +m )v ,解得v =1 m/s ,故A 项正确,B 项错误;若物块做匀加速直线运动,则1 s 内的位移x =12v t =0.5 m ,而物块做的是变加速直线运动,则位移不是0.5 m ,故C 项错误;由动量定理可知,I =(M +m )v =3 N·s ,故D 项错误。
答案 A12.(多选)水平推力F 1和F 2分别作用在水平面上等质量的a 、b 两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体v -t 的图象如图所示,图中AB ∥CD ,则( )A .F 1的冲量小于F 2的冲量B .F 1的冲量等于F 2的冲量C .两物体受到的摩擦力大小相等D .两物体受到的摩擦力大小不等解析 设a ,b 两物体的运动时间分别为t 1、t 2,则由图知t 1<t 2,当只有摩擦力f 作用时,由AB ∥CD 知图线斜率相同,则加速度相等,由牛顿第二定律知,摩擦力f 相等,故C 项正确,D 选项错误;对a ,由动量定理得I F 1-ft 1=m v A ;对b 同理得I F 2-ft 2=m v C 。