1.2动量定理及其应用 提高
一、选择题:
1.一物体的动量发生了变化,下列说法正确的是( ) A.所受的合外力一定发生变化 B.所受合外力的冲量一定不是零 C.物体的速度一定发生变化 D.物体的加速度一定发生变化
2.质量为m的物体沿倾角为?的斜面匀速下滑了时间t,下列说法正确的是( ) A.物体所受弹力的冲量大小为mgcos??t B.物体所受弹力的冲量为零
C.物体所受弹力和摩擦力的冲量大小为mg?t D.重力对物体的冲量大小为mgsin??t
3.一个质量为m的物体放在水平桌面上,现用一个水平恒力F作用于它,作用时间为t,但物体始终静止。那么在这段时间内( )
A.力F对物体所做的功为零 B.力F对物体的冲量为零 C.合力对物体所做的功为零 D.合力对物体的冲量为零
4.质量为m的钢球自高处下落,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短,离地的速率为v2,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ) A.向下,m(v1?v2) B. 向下,m(v1?v2) C. 向上,m(v1?v2) D. 向上,m(v1?v2)
5,以质量为m的铁锤,以速度v竖直打在木桩上,经过?t时间而停止。则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力大小是( ) A.mg??t B.
mvmvmv C.?mg D.?mg
?t?t?t6.物体在恒定的合力F作用下作直线运动,在时间?t1内速度由0增大到v,在时间?t2内速度由v增大到2v。设F在?t1内做的功是W1, 冲量是I1;那么( ) F在?t2内做的功是W2, 冲量是I2。A.I1I2,W1?W2 B.I1I2, W1W2 C.I1?I2,W1?W2 D.I1?I2,W1W2
7.如图所示,把重物G压在纸带上,用一个水平力缓慢拉动纸带,重物跟着一起运动,若迅速
拉动纸带,纸带将会从重物下抽出,下列关于这些现象的说法正确的是( )
A.在缓慢拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力小 B.在迅速拉动纸带时,重物和纸带间的摩擦力小 C.在缓慢拉动纸带时,纸带给重物的冲量大 D.在迅速拉动纸带时,纸带给重物的冲量小
8、把皮球从地面以某一初速度竖直上抛,经过一段时间后皮球又落回抛出点,上升最大高度的一
半处记为A点.以地面为零势能面.设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比,则( )
A.皮球上升过程中的克服重力做功大于下降过程中重力做功 B.皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量 C.皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等 D.皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方
9、在高台跳水中,运动员从高台向上跃起,在空中完成 动作后,进入水中在浮力作用下做减速运动,速度减为零后返回水面.设运动员在空中运动过程为?,在进入水中做减速运动过程为 ??.不计空气阻力和水的粘滞阻力,则下述判断错误的是( )
A. 在过程 ? 中,运动员受到的冲量等于动量的改变量
B. 在过程 ? 中,运动员受到重力冲量的大小与过程 ?? 中浮力冲量的大小相等 C. 在过程 ? 中,每秒钟运动员动量的变化量相同
D. 在过程 ? 和在过程 ?? 中运动员动量变化的大小相等
10、如图所示,水平桌面上放着一对平行金属导轨,左端与一电源相连,中间还串有一开关K.导轨上放着一根金属棒ab,空间存在着匀强磁场.已知两导轨间距为d,电源电动势为E,导轨电阻及电源内阻均不计,ab棒的电阻为R,质量为m,棒与导轨间摩擦不计.闭合开关K,ab棒向右运动并从桌边水平飞出,已知桌面离地高度为h,金属棒落地点的水平位移为s.下面的结论中正确是( )
二、填空题
11.以10m/s的初速度在月球上竖直上抛一个质量为0.5kg的石块,它落在月球表面上的速率也是10m/s,在这段时间内,石块速度的变化量为_____,其方向是_____,它的动量的增量等于_____,其方向是_____,石块受到的月球引力的冲量是_____,方向是_____。
12. A、B两物体在光滑水平面上相向滑行,A物体速度大小为8m/s,B物体速度大小为4m/s,两物体相碰后均静止,则两物体所受冲量大小之比为_______,两物体质量之比为_______.
13.质量为50kg的特技演员从5m高墙上自由落下,着地后不再弹起,假如他能承受的地面支持力最大为体重的4倍,则落地时他所受到的最大合力不应超过_____N,为安全计,他落地时间最少不应少于_____(g?10m/s)
三、解答题:
14.一辆轿车强行超车时,与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后连为一体,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5m,据测算两车相撞前的速度均约为30m/s,求:
(1)若人与车一起做减速运动,车祸过程中车内质量约60kg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作用时间是1s,求这时人体受到的平均冲
2力为多大?
15.一列火车沿水平轨道匀速前进,火车的总质量为M,在车尾,有一节质量为m的车厢脱钩。当列车司机发现时,列车已行驶时间t,于是他立即关闭发动机.如果列车所受阻力与其重力成正比,且关闭发动机前,机车牵引力恒定,求当列车两部分都停止运动时,机车比末节车厢多运动了多长时间?
16.如图所示,长为三的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量为m的小球,将小球从O点正下方
L处以一定初速度水平向右抛出,经过一段时间后绳被拉直,以后小球将以O为圆心在竖直平面内4摆动.已知绳刚被拉直时与竖直方向成600角,求:
(1)小球被水平抛出时的速度;
(2)在绳被拉紧的瞬间,圆心O受到的冲量.
【答案与解析】
1.【答案】 BC
【解析】动量发生变化即速度发生变化,也就是产生加速度,但是加速度不一定变化,故AD错,C对;又根据动量定理动量发生变化,合外力的冲量一定不是零,B对。
2.【答案】AC 【解析】根据受力分析,物体所受的弹力为mgcos? ,作用时间为t,所以冲量为mgcos??t,故A选项正确,B错误;弹力和摩擦力的合力大小为重力的大小,故冲量大小为mg?t,C选项正确;重力冲量大小为mg?t,故D选项错误。
3.【答案】ACD
【解析】物体静止,即物体的位移s等于零,所以力F对物体所做的功为零,A对;根据I?Ft,恒力F和时间t均不为零,故F对物体的冲量不为零,故B错误;物体静止,所受的合力为零,所以合力对物体所做的功、对物体的冲量均为零,CD对。
4.【答案】D 【解析】冲量的大小等于动量的变化,即?P?m(v1?v2);方向向上,与反弹方向相同。故选D。 5.【答案】C
【解析】对铁锤应用动量定理,设木桩对铁锤的平均作用力为F,则(F?mg)??t?0?mv,解得
F?mvmv?mg,所以由牛顿第三定律知,铁锤对木桩的平均冲力F'?F??mg. ?t?t6.【答案】D
【解析】在?t1时间,I1?F?t1?mv??P,在?t2时间内I2?F?t2?2mv?mv?mv??P1,所以