人教版高中物理选择性必修第1册课后习题 第一章 动量守恒定律 习题课 动量定理的应用.docVIP

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习题课:动量定理的应用

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.(多选)水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,则()

A.在相等的时间间隔内动量的变化相同

B.在任何相等时间内,动量变化的方向都是竖直向下

C.在任何相等时间内,动量对时间的变化率恒定

D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率为零

解析做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得Δp=mg·Δt,因为在相等的时间内动量的变化量Δp相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的变化率恒定,故选项A、B、C正确,D错误。

答案ABC

2.(湖南边城高级中学高二开学考试)研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40m/s,假设打一次喷嚏大约喷出5×10-5m3的空气,用时约0.02s。已知空气的密度为1.3kg/m3,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为()

A.0.13N B.0.68N C.2.6N D.13N

解析打一次喷嚏喷出的空气质量为m=ρV=1.3×5×10-5kg=6.5×10-5kg,设打一次喷嚏喷出的空气受到的平均作用力为F,根据动量定理得FΔt=mv,解得F=mvΔt

答案A

3.物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动,如图甲所示。A的质量为m,B的质量为M,将连接A、B的绳烧断后,物体A上升经某一位置时的速度大小为v,这时物体B的下落速度大小为u,如图乙所示,在这段时间里,弹簧弹力对物体A的冲量等于()

A.mv B.mv-Mu

C.mv+Mu D.mv+mu

解析从绳被烧断到B的速度为u,

对B物体,由动量定理得,Mgt=Mu,

对A物体,有IF-mgt=mv,

得IF=mgt+mv=mu+mv。选项D正确。

答案D

4.

(山东诸城高二期中)在粗糙的水平面上静止一个质量为1.5kg的物体,从t=0时刻受到水平向右拉力F的作用,从静止开始做直线运动,拉力F随时间的变化如图所示,物体与地面的动摩擦因数为0.4,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:

(1)在0~6s时间内拉力F的冲量;

(2)物体在t=6s时的速度大小。

解析(1)F-t图像的面积表示F的冲量,0~6s内

IF=12×(3+9)×4N·s+1

方向水平向右。

(2)物体受到的最大静摩擦力为Ff=μmg=6N

由题图可得,t=2s时拉力等于最大静摩擦力,物体开始滑动,在2~6s内拉力和摩擦力的冲量分别为

IF=12×(6+9)×2N·s+1

If=-Fft=-24N·s

设t=6s时的速度为v,由动量定理可知I合=IF+If=mv-0

解得v=4m/s。

答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s

关键能力提升练

5.(黑龙江哈尔滨三中高二期末)为估算雨水对伞面产生的平均撞击力,小明在大雨天将一长方体笔筒置于露台,测得1分钟内杯中水位上升了40mm,当时雨滴竖直下落,速度约为10m/s。若雨滴撞击伞面后沿着伞面流下,雨水的密度约为1×103kg/m3,伞面的面积约为0.8m2,据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力为(雨水重力可忽略)()

A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N

解析在一分钟时间内,撞到伞上的水的质量m=ρhS=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,根据动量定理可知撞击力F=mvt

答案D

6.(多选)质量为m1、m2的两物体,分别受到不同的恒力F1、F2的作用,由静止开始运动,下列说法正确的是()

A.若在相同位移内它们动量变化相同,则F

B.若在相同位移内它们动量变化相同,则F

C.若在相同时间内它们动能变化相同,则F

D.若在相同时间内它们动能变化相同,则F

解析物体从静止开始运动,则其初动量、初动能都为0;动量、动能变化相同,则其末动量、末动能相同。若在相同位移内它们动量变化相同,由动能定理Fs=12mv2-0=p22m,得F∝1m,即F1F2=

答案BD

7.质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4,有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上,使之加速前进,经3s后撤去F,求:

(1)物体运动的总时间;

(2)物体运动的总位移大小。(g取10m/s2)

解析(1)物体由开始运动到停止运动的全过程中,F的冲量为Ft1,摩擦力的冲量为Fft。选水平恒力F的方向为正方向,根据动量定理有Ft1-Fft=0 ①

又Ff=μmg ②

联立①②式解得t=Ft

代入数据解得t=3.75s。

(2)恒力F作用时间为t1=3s,物体的加速度a=F-μmgm

对整个过程用动能定理得,Fx1-μmg