《2022年高中物理 第16章 第2節(jié) 動量和動量定理練習 新人教版選修3-5》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 第16章 第2節(jié) 動量和動量定理練習 新人教版選修3-5(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高中物理 第16章 第2節(jié) 動量和動量定理練習 新人教版選修3-5
1.動量.
(1)定義:運動物體的質(zhì)量和它的速度的乘積叫作物體的動量.
(2)表達式:p=mv.
(3)單位:千克米每秒,符號kg·m/s.
(4)方向:動量是矢量,它的方向與速度的方向相同.
2.動量定理.
(1)沖量(I).
①定義:物理學中把力與力作用時間的乘積叫作力的沖量,常用字母I表示,表達式為I=F·Δt.
②沖量的單位是牛·秒(N·s).
③沖量是矢量,恒力的沖量方向與恒力方向一致,沖量的運算遵守平行四邊形定則.
④沖量是過程量,它是力對時間的積累.
(2)動量定理:物體在一個過
2、程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量,其表達式為I=p′-p=Δp,也可寫成F·Δt=Δp=p′-p=mv′-mv.
1.下列關(guān)于動量的說法中正確的是(D)
A.質(zhì)量大的物體動量一定大
B.質(zhì)量和速率都相同的物體的動量一定相同
C.一個物體的速率改變,它的動量不一定改變
D.一個物體的運動狀態(tài)變化,它的動量一定改變
解析:根據(jù)動量的定義p=mv,它由速度和質(zhì)量共同決定,故A錯;又因動量是矢量,它的方向與速度方向相同,而質(zhì)量和速率都相同的物體,其動量大小一定相同,方向不一定相同,故B錯;一個物體速率改變則它的動量大小一定改變,故C錯;物體的運動狀態(tài)變化指速度發(fā)生變化,
3、它的動量也就發(fā)生了變化,故D對.
2.(多選)關(guān)于物體的動量,下列說法中正確的是(BD)
A.慣性越大的物體,它的動量也越大
B.動量大的物體,它的速度不一定大
C.物體的速度大小不變,則其動量也保持不變
D.運動物體在任一時刻的動量的方向一定是該時刻的速度方向
解析:動量的大小由質(zhì)量和速度的大小共同決定,即p=mv,慣性大則質(zhì)量大,但動量不一定大,選項A錯誤;動量大的物體,可能是速度大,但也有可能是質(zhì)量大,選項B正確;動量是矢量,其方向與速度方向相同,只有在速度大小、方向均不變時,其動量才保持不變,故選項C錯誤、選項D正確.
3.(xx·西安高二期末)下列說法正確的是(B)
4、A.動能為零時,物體一定處于平衡狀態(tài)
B.物體受到恒力的沖量也可能做曲線運動
C.物體所受合外力不變時,其動量一定不變
D.動能不變,物體的動量一定不變
解析:動能為零時,速度為零,而加速度不一定等于零,物體不一定處于平衡狀態(tài),選項A錯誤;物體受恒力,也可能做曲線運動.如平拋運動,選項B正確;合外力不變,加速度不變,速度均勻變化,動量一定變化,C項錯誤;動能不變,若速度的方向變化,動量就變化,選項D錯誤.
4.關(guān)于沖量,下列說法正確的是(A)
A.沖量是物體動量變化的原因
B.作用在靜止物體上的力的沖量一定為零
C.動量越大的物體受到的沖量越大
D.沖量的方向就是物體受力的方
5、向
解析:力作用一段時間便有了沖量,而力作用一段時間后,物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化,物體的動量就發(fā)生了變化.因此說沖量是物體動量變化的原因,A選項正確;只要有力作用在物體上,經(jīng)歷一段時間,這個力便有了沖量I=Ft,與物體處于什么狀態(tài)無關(guān),物體運動狀態(tài)的變化情況是所有作用在物體上的力共同產(chǎn)生的效果,所以B選項不正確;物體所受沖量I=Ft與物體的動量的大小p=mv無關(guān),C選項不正確;沖量是一個過程量,只有在某一過程中力的方向不變時,沖量的方向才與力的方向相同,故D選項不正確.
5.籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球.接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前.這樣做可以(B)
A.減小球?qū)κ值臎_量
6、
B.減小球?qū)θ说臎_擊力
C.減小球的動量變化量
D.減小球的動能變化量
解析:接球過程中,球的初動量和末動量一定,所以球的動量變化量恒定不變,選項C錯誤;根據(jù)動量定理,手對球的沖量等于球動量的改變量,也恒定不變,球?qū)κ值臎_量也不變,選項A錯誤;球的初動能和末動能一定,所以球的動能變化量恒定不變,選項D錯誤;根據(jù)動量定理I=Ft,球?qū)κ值臎_量I不變,接球時兩手隨球迅速收縮至胸前,是通過延長受力時間以減小球?qū)θ说臎_擊力F,所以選項B正確.
6.在距地面高為h處,同時以相等的初速度v0分別平拋、豎直上拋、豎直下拋一質(zhì)量相等的物體m,當它們從拋出到落地時,比較它們的動量的增量Δp,有(B
7、)
A.平拋過程Δp較大
B.豎直上拋過程Δp較大
C.豎直下拋過程Δp較大
D.三者一樣大
解析:三種運動中的物體均只受重力,分析他們運動的時間不同,即可求得沖量的大小關(guān)系,再由動量定理求出動量的增量.三個小球中豎直上拋的物體運動時間最長,而豎直下拋的物體運動時間最短,故它們重力的沖量,豎直上拋的物體最大,則由動量定理I=Δp可得,豎直上拋的物體動量的增量最大,故B正確.
7.一位質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳,經(jīng)Δt時間,身體伸直并剛好離開地面,速度為v.在此過程中(B)
A.地面對他的沖量為mv+mg·Δt,地面對他做的功為
B.地面對他的沖量為mv+mg·Δt,
8、地面對他做的功為零
C.地面對他的沖量為mv,地面對他做的功為
D.地面對他的沖量為mv-mg·Δt,地面對他做的功為零
解析:首先,由動量定理可知,合外力的沖量等于運動員動量的改變量,有表達式IG+IF=Δp,即-mg·Δt+IF=mv-0,IF=mv+mg·Δt,地面對運動員的作用力只有支持力,所以地面對運動員的沖量為mv+mg·Δt,排除C、D選項;另外,由于地面對運動員的支持力的作用點未發(fā)生位移,所以支持力對運動員不做功,故該題正確選項為B.
8.從同樣高度落下的玻璃杯,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(D)
A.掉在水泥地上的玻璃杯動量小,而掉在草地上
9、的玻璃杯動量大
B.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變小,掉在草地上的玻璃杯動量改變大
C.掉在水泥地上的玻璃杯動量改變大,掉在草地上的玻璃杯動量改變小
D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時作用力大,而掉在草地上的玻璃杯與地面接觸時作用力小
解析:玻璃杯從同樣高度落下,到達地面時具有相同的速度,即具有相同的動量,與地面相互作用后都靜止.所以兩種地面的情況中玻璃杯動量的改變量相同,故A、B、C錯誤;落在水泥地上時,作用時間短,故作用力大,落在草地上時,作用時間長,故作用力小,故D正確.
9.豎直上拋一個物體,不計阻力,取向上為正方向,則物體在空中運動的過程中,動量變化Δp隨時間t變化的圖線是
10、下圖中的(C)
解析:本題中圖線的斜率代表重力,故斜率為定值.重力的方向豎直向下,與規(guī)定的正方向相反,因此斜率為負,故正確選項為C.
10.(xx·上海卷)動能相等的兩物體A、B在光滑水平面上沿同一直線相向而行,它們的速度大小之比vA∶vB=2∶1,則動量大小之比pA∶pB=________;兩者碰后粘在一起運動,其總動量與A原來動量大小之比p∶pA=____________.
解析:動能Ek=,則m=,
兩物體質(zhì)量之比:;
物體的動量為:p=,
兩物體動量之比:====;
以B的初動量方向為正方向,A、B碰撞過程動量守恒,由動量守恒定律得:
pB-pA=p,
解得:p=
11、pA,
A、B碰撞后總動量與A原來動量大小之比為p∶pA=pA∶pA=1∶1.
答案:1∶2 1∶1
11.在水平力F=30 N的作用下,質(zhì)量m=5 kg的物體由靜止開始沿水平面運動.已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,若F作用6 s后撤去,撤去F后物體還能向前運動多長時間才停止?(g取10 m/s2)
解析:選物體為研究對象,研究整個運動過程,這個過程物體初、末狀態(tài)的速度都等于零.
取水平力F的方向為正方向,
根據(jù)動量定理得:
(F-μmg)t1+(-μmg)t2=0,
解得:t2=t1=×6 s=12 s.
答案:12 s
12.中國女子冰壺隊獲得了世界錦
12、標賽冠軍后,引起了人們對冰壺運動的關(guān)注.冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡化為如下過程:如圖所示,運動員將靜止于O點的冰壺(視為質(zhì)點)沿直線OO′推到A點放手,此后冰壺沿AO′滑行,最后停于C點.已知冰面和冰壺間的動摩擦因數(shù)為μ,冰壺質(zhì)量為m,AC=l,CO′=r,重力加速度為g.
(1)求冰壺在A點的速率;
(2)求冰壺從O點到A點的運動過程中受到的沖量大??;
(3)若將BO′段冰面與冰壺間的動摩擦因數(shù)減小為0.8μ,原只能滑到C點的冰壺能停于O′點,求A點與B點之間的距離.
解析:(1)對冰壺,設(shè)在A點時的速度為v1,從A點放手到停止于C點應用動能定理有:
-μmgL=,解得:v1=.
(2)對冰壺,從O到A,設(shè)冰壺受到的沖量為I,應用動量定理有:
I=mv1-0,解得:I=m.
(3)設(shè)AB之間距離為s,對冰壺,從A到O′的過程,應用動能定理,
-μmgs-0.8μmg(L+r-s)=0-,解得:s=L-4r.
答案:(1)v1= (2)I=m (3)s=L-4r