高中物理选择性必修第一册课后习题 第一章 2.动量定理 (2).docVIP

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2.动量定理

课后训练巩固提升

基础巩固

1.关于动量,下列说法正确的是()

A.速度大的物体,它的动量一定也大

B.动量大的物体,它的速度一定也大

C.只要物体运动的速度大小不变,物体的动量也保持不变

D.质量一定的物体,动量变化越大,该物体的速度变化一定越大

答案D

解析动量由质量和速度共同决定,只有质量和速度的乘积大,动量才大,选项A、B均错误;动量是矢量,只要速度方向变化,动量也发生变化,选项C错误;由Δp=mΔv知选项D正确。

2.对于力的冲量,下列说法正确的是()

A.力越大,力的冲量就越大

B.作用在物体上的力大,力的冲量不一定大

C.若力F1大小与其作用时间t1的乘积F1t1等于力F2大小与其作用时间t2的乘积F2t2,则这两个力的冲量相同

D.静置于地面的物体受到水平推力F的作用,经时间t物体仍静止,则此推力的冲量为零

答案B

解析力的冲量I=Ft与力和时间两个因素有关,力大而作用时间短,冲量不一定大,选项A错误,B正确;冲量是矢量,既有大小也有方向,冲量相同是指大小和方向都相同,选项C错误;冲量的大小与物体的运动状态无关,选项D错误。

3.如图所示,跳水运动员从某一峭壁上水平跳出,跳入湖水中,已知运动员的质量为m=70kg,初速度v0=5m/s,若经过1s时,速度为v=55m/s,则在此过程中,运动员动量的变化量为(g取10m/s2,不计空气阻力)()

A.700kg·m/s

B.3505kg·m/s

C.350(5-1)kg·m/s

D.350(5+1)kg·m/s

答案A

解析根据动量定理得Δp=F合t,即Δp=mgt=70×10×1kg·m/s=700kg·m/s,故选项A正确。

4.(原创题)图(a)是在机械上经常应用的力传感器,该传感器适用力的控制及测量,更可装入仪器内部,以便对工作过程中的力进行监控,某工程师在应用水平拉力进行微小测量时得到拉力F的F-t图像(忽略水平面摩擦力),如图(b)所示,已知物体质量为0.5kg,则4s末的速度是()

(a)

(b)

A.0.5m/s B.1m/s

C.2m/s D.3m/s

答案C

解析由动量定理可知,F1t1+0+F2t2+F3t3=mv-0,得v=F1

5.人们常说“滴水穿石”,请你根据下面所提供的信息,估算水对石头的冲击力的大小。一瀑布落差为h=20m,水流量为Q=0.10m3/s,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零。落在石头上的水立即流走,在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力,g取10m/s2。

答案2×103N

解析设水滴下落与石头碰前速度为v,则有

mgh=12mv

设时间Δt内有质量为Δm的水冲到石头上,石头对水的作用力为F,由动量定理得

-FΔt=0-Δmv

又因Δm=ρQΔt

联立得F=ρQ2gh=2×103N

由牛顿第三定律,水对石头的作用力为F=F=2×103N。

能力提升

1.质量为1kg的物体做直线运动,其速度—时间图像如图所示,则物体在前10s内和后10s内所受合外力的冲量分别是()

A.10N·s,10N·s

B.10N·s,-10N·s

C.0,10N·s

D.0,-10N·s

答案D

解析由题图可知,在前10s内初、末状态的动量相同,p1=p2=5kg·m/s,由动量定理知I1=0;在后10s内末状态的动量p3=-5kg·m/s,由动量定理得I2=p3-p2=-10N·s,故D正确。

2.(多选)如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零。不计空气阻力,重力加速度为g。关于小球下落的整个过程,下列说法正确的是()

A.小球的机械能减少了mg(H+h)

B.小球克服阻力做的功为mgh

C.小球所受阻力的冲量大于m2gH

D.小球动量的变化量等于所受阻力的冲量

答案AC

解析小球在整个过程中,动能变化量为零,重力势能减小mg(H+h),则小球的机械能减小了mg(H+h),所以A正确;对全过程运用动能定理得mg(H+h)-Wf=0,则小球克服阻力做功Wf=mg(H+h),故B错误;根据运动学规律,小球落到地面的速度v=2gH,对进入泥潭的过程运用动量定理得IG-IF=0-m2gH,可知阻力的冲量为IF=IG+m2gH,即大于m2gH,故C正确;对全过程分析,运用动量定理知,动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和,故D错误。

3.(原创题)(多选)在某次机车检测中,机车与拖车脱钩发生状况。如图所示,质量为M的机车带着质量为m的拖车在平直轨道上