高考复习——《动量》典型例题复习
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高考物理力学知识点之动量知识点总复习含答案解析(4)一、选择题1.如图所示,在光滑水平地面上有A 、B 两个木块,A 、B 之间用一轻弹簧连接。
A 靠在墙壁上,用力F 向左推B 使两木块之间的弹簧压缩并处于静止状态。
若突然撤去力F ,则下列说法中正确的是( )A .木块A 离开墙壁前,A 、B 和弹簧组成的系统动量守恒 B .木块A 离开墙壁前,A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒C .木块A 离开墙壁后,A 、B 和弹簧组成的系统动量不守恒D .木块A 离开墙壁后,A 、B 和弹簧组成的系统机械能不守恒2.如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m 和m 的A B 、两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A B 、不拴连),由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是( )A .两滑块的动量大小之比:2:1AB p p = B .两滑块的速度大小之比A B v v :2:1=C .两滑块的动能之比12::kA kB E E =D .弹簧对两滑块做功之比:1:1A B W W = 3.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 .只要物体的运动速度大小不变,物体的动量就保持不变D .物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大4.如图,一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为M ,顶端高度为h ,今有一质量为m 的小物体,沿光滑斜面下滑,当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时,斜面体在水平面上移动的距离是( )A .mhM m+B .MhM m+C .cot mh M mα+D .cot Mh M mα+5.如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块.木箱和小木块都具有一定的质量.现使木箱获得一个向右的初速度v0,则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动6.将充足气后质量为0.5kg的篮球从1.6m高处自由落下,篮球接触地面的时间为0.5s,竖直弹起的最大高度为0.9m。
第1讲 动量 动量定理[A 组 基础题组]一、单项选择题1.下列解释正确的是( )A .跳高时,在落地处垫海绵是为了减小冲量B .在码头上装橡皮轮胎,是为了减小渡船靠岸过程受到的冲量C .动量相同的两个物体受相同的制动力作用,质量小的先停下来D .人从越高的地方跳下,落地时越危险,是因为落地时人受到的冲量越大解析:跳高时,在落地处垫海绵是为了延长作用时间减小冲力,不是减小冲量,故选项A 错误;在码头上装橡皮轮胎,是为了延长作用时间,从而减小冲力,不是减小冲量,故选项B 错误;动量相同的两个物体受相同的制动力作用,根据动量定理Ft =mv ,可知运动时间相等,故选项C 错误;人从越高的地方跳下,落地前瞬间速度越大,动量越大,落地时动量变化量越大,则冲量越大,故选项D 正确。
答案:D2.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m 2gRD .小球所受合力的冲量大小为m 2gR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定律可得mgR =12mv B 2,故v B =2gR ,根据动量定理可得I 合=Δp =mv B =m 2gR ,故C 错误,D 正确。
答案:D3.一小球从水平地面上方无初速度释放,与地面发生碰撞后反弹至速度为零。
假设小球与地面碰撞没有机械能损失,运动时的空气阻力大小不变,则下列说法正确的是( ) A .上升过程中小球动量改变量等于该过程中空气阻力的冲量 B .小球与地面碰撞过程中,地面对小球的冲量为零 C .下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力做的功D .从释放到反弹至速度为零的过程中,小球克服空气阻力做的功等于重力做的功解析:根据动量定理可知,上升过程中小球动量改变量等于该过程中重力和空气阻力的合力的冲量,选项A 错误;小球与地面碰撞过程中,由动量定理得Ft -mgt =mv 2-(-mv 1),可知地面对小球的冲量Ft 不为零,选项B 错误;下落过程中小球动能的改变量等于该过程中重力和空气阻力做功的代数和,选项C 错误;由能量守恒关系可知,从释放到反弹至速度为零的过程中,小球克服空气阻力做的功等于重力做的功,选项D正确。
[基础落实练]1.对于一定质量的某物体而言,关于其动能和动量的关系,下列说法正确的是() A.物体的动能改变,其动量不一定改变B.物体动量改变,则其动能一定改变C.物体的速度不变,则其动量不变,动能也不变D.动量是标量,动能是矢量解析:物体的动能改变,则物体的速度大小一定改变,则其动量一定改变,A错误;动量表达式为p=m v,动量改变可能只是速度方向改变,其动能不一定改变,B错误;物体的速度不变,则其动量不变,动能也不变,C正确;动量是矢量,动能是标量,D错误。
答案:C2.一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动,以动量大小p为纵轴建立直角坐标系,横轴分别为速度大小v、运动时间t、位移大小x,则以下图像可能正确的是()解析:物体做初速度为零的匀加速直线运动,则速度v=at,根据动量的计算公式有p =m v=mat,可知动量与速度和时间都成正比关系,故A、B错误;根据匀变速直线运动规律有v2=2ax,根据动量的计算公式有p=m v=m2ax,根据数学知识可知C图正确,故C 正确,D错误。
答案:C3.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是()A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积解析:汽车剧烈碰撞瞬间,安全气囊弹出,立即跟司机身体接触。
司机在很短时间内由运动到静止,动量的变化量是一定的,由于安全气囊的存在,作用时间变长,据动量定理Δp=FΔt知,司机所受作用力减小;又知安全气囊打开后,司机与物体的接触面积变大,因此减少了司机单位面积的受力大小;碰撞过程中,动能转化为内能和气囊的弹性势能。
综上可知,选项D正确。
答案:D4.(2024·四川绵阳诊断)质点所受的合力F方向始终在同一直线上,大小随时间变化的情况如图所示,已知t=0时刻质点的速度为零。
一、 动量与冲量1、动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量. 矢量性:方向与速度方向相同;瞬时性:通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量,计算动量应取这一时刻的瞬时速度。
相对性:物体的动量亦与参照物的选取有关,通常情况 下,指相对地面的动量。
2、动量、速度和动能的区别和联系动量、速度和动能是从不同角度描述物体运动状态的物理量。
速度描述物体运动的快慢和方向;动能描述运动物体具有的能量(做功本领);动量描述运动物体的机械效果和方向。
①动量的大小与速度大小成正比,动能的大小与速度的大小平方成正比。
②速度和动量是矢量,且物体动量的方向与物体速度的方向总是相同的;而动能是标量。
③速度变化的原因是物体受到的合外力;动量变化的原因是外力对物体的合冲量;动能变化的原因是外力对物体做的总功。
3、动量的变化动量是矢量,当初态动量和末态动量不在一条直线上时,动量变化由平行四边形法则进行运算.动量变化的方向与速度的改变量Δv 的方向相同.当初、末动量在一直线上时通过选定正方向,动量的变化可简化为带有正、负号的代数运算。
题型1:关于动量变化量的矢量求解例1.质量m=5kg 的质点以速率v =2m/s 绕圆心O 做匀速圆周运动,如图所示,(1)、小球由A 到B 转过1/4圆周的过程中,动量变化量的大小为__________,方向为__________。
(2)、若从A 到C 转过半个圆周的过程中,动量变化量的大小为__________,方向为_________________。
2在距地面高为h ,同时以相等初速V 0分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m ,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量△P ,有[ ]A .平抛过程较大B .竖直上抛过程较大C .竖直下抛过程较大D .三者一样大4、冲量:某个力与其作用时间的乘积称为该力的冲量。
矢量性:对于恒力的冲量来说,其方向就是该力的方向; 时间性:由于冲量跟力的作用时间有关,所以冲量是一个过程量。
高考物理《动量》综合复习练习题(含答案)一、单选题1.上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加,光子能量增加后()A.频率减小B.波长减小C.动量减小D.速度减小2.为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103kg/m3)()A.0.15Pa B.0.54Pa C.1.5Pa D.5.4Pa3.下列关于动能、动量、冲量的说法中正确的是()A.若物体的动能发生了变化,则物体的加速度也发生了变化B.若物体的动能不变,则动量也不变C.若一个系统所受的合外力为零,则该系统内的物体受到的冲量也为零D.物体所受合力越大,它的动量变化就越快4.质量为1m和2m的两个物体在光滑水平面上正碰,其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。
下列说法正确的是()A.碰撞前2m的速率大于1m的速率B.碰撞后2m的速率大于1m的速率C.碰撞后2m的动量大于1m的动量D.碰撞后2m的动能小于1m的动能5.如图所示,A、B两物体质量之比m A:m B=3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则()A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成系统的动量守恒B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同,A、B、C组成系统的动量不守恒C .若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 、C 组成系统的动量守恒D .若A 、B 所受的摩擦力大小不相等,A 、B 、C 组成系统的动量不守恒6.三块相同的木块A 、B 、C ,自同一高度由静止开始下落,其中B 在开始下落时被一个水平飞来的子弹击中并嵌人其中,木块C 在下落一半高度时被水平飞来的一子弹击中并嵌人其中,若三个木块下落到地面的时间分别为A B C t t t 、、,则( )A .ABC t t t == B .A B C t t t =<C .A B C t t t <<D .A B C t t t <=7.“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。
2024届全国高考复习物理历年好题专项(动量、冲量、动量定理)练习1.[2023ꞏ湖南岳阳测试]“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事,它出自《韩非子》,原文为:“宋人有耕田者.田中有株,兔走触株,折颈而死.因释其耒而守株,冀复得兔.兔不可复得,而身为宋国笑.”假设一只兔子的质量为2 kg,受到惊吓后从静止开始沿水平道路匀加速直线运动,经过1.2 s速度大小达到9 m/s后匀速奔跑,撞树后被水平弹回,反弹速度大小为 1 m/s,设兔子与树的作用时间为0.05 s,重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是()A.加速过程中兔子的加速度为180 m/s2B.加速过程中地面对兔子的平均水平作用力大小为20 NC.撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 ND.撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N2.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体.若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是()A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积3.[2023ꞏ安徽省滁州市高考模拟]全民运动,始于“足下”,足球已经成为中国由“体育大国”向“体育强国”转变具有代表性的重要一步.如图所示,学生练习用脚颠球.足球的质量为0.4 kg,某一次足球由静止自由下落0.8 m,被重新颠起,离开脚部后竖直上升的最大高度为0.45 m.已知足球与脚部的作用时间为0.1 s,重力加速度大小g取10 m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.足球从下落到再次上升到最大高度,全程用了0.7 sB.在足球与脚接触的时间内,合外力对足球做的功为1.4 JC.足球与脚部作用过程中动量变化量大小为2.8 kgꞏ m/sD.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4 Nꞏs4.[2023ꞏ福建莆田二模]如图甲是我国首艘“海上飞船”—“翔州1”.“翔州1”在平静的水面由静止开始在水平面上沿直线运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示t=50 s后,“翔州1”以20 m/s的速度做匀速直线运动.则下列说法正确的是()A.“翔州1”所受阻力的大小为2.0×104NB.0~50 s内,“翔州1”所受合外力冲量的大小为1.0×106NꞏsC.“翔州1”的质量为2.5×104kgD.0~50 s内,动力F的功为5.0×106J5.[2023ꞏ广东茂名二模]蹦床是我国的优势运动项目,我国蹦床运动员朱雪莹在东京奥运会上一举夺冠,为祖国争了光.如图所示为朱雪莹比赛时的情景,比赛中某个过程,她自距离水平网面高3.2 m处由静止下落,与网作用后,竖直向上弹离水平网面的最大高度为5 m,朱雪莹与网面作用过程中所用时间为0.7 s.不考虑空气阻力,重力加速度取10 m/s2,若朱雪莹质量为60 kg,则网面对她的冲量大小为()A.420 Nꞏs B.480 NꞏsC.1 080 Nꞏs D.1 500 Nꞏs6.[2022ꞏ湖北卷]一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v.前后两段时间内,合外力对质点做功分别为W1和W2,合外力的冲量大小分别为I1和I2.下列关系式一定成立的是()A.W2=3W1,I2≤3I1B.W2=3W1,I2≥I1C.W2=7W1,I2≤3I1D.W2=7W1,I2≥I17.[2021ꞏ福建卷]福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影响.已知10级台风的风速范围为24.5 m/s~28.4 m/s,16级台风的风速范围为51.0 m/s~56.0 m/s.若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的()A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍8.[2021ꞏ天津卷](多选)一冲九霄,问鼎苍穹.2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射升空,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段.下列关于火箭的描述正确的是()A.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用9.[2021ꞏ北京卷]如图所示,圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动.某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆盘上的某点停止.下列说法正确的是()A.圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向B.圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωrC.圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动D.圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr10.[2022ꞏ山东卷]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.如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空.从火箭开始运动到点火的过程中()A.火箭的加速度为零时,动能最大B.高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C.高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D.高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量11.[2023ꞏ山东济宁一模]一宇宙飞船的横截面积为S,以v0的恒定速率航行,当进入有宇宙尘埃的区域时,设在该区域单位体积内有n颗尘埃,每颗尘埃的质量为m,若尘埃碰到飞船前是静止的,且碰到飞船后就粘在飞船上,不计其他阻力,为保持飞船匀速航行,飞船发动机的牵引力功率为()A.Snmv20B.2Snmv20C.Snmv30D.2Snmv3012.[2022ꞏ湖南卷](多选)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆.某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其v - t图像如图所示.设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是()A.在0~t1时间内,返回舱重力的功率随时间减小B.在0~t1时间内,返回舱的加速度不变C.在t1~t2时间内,返回舱的动量随时间减小D.在t2~t3时间内,返回舱的机械能不变[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案13.[2023ꞏ北京西城区5月模拟]在跳台滑雪比赛中,运动员在空中运动时身体的姿态会影响其速度和下落的距离.如图甲,跳台滑雪运动员在某次训练时,助滑后从跳台末端水平飞出,从离开跳台开始计时,用v表示其水平方向速度,v - t图像如图乙所示,运动员在空中运动时间为4 s.在此运动过程中,若运动员在水平方向和竖直方向所受空气阻力大小相等且保持恒定.已知运动员的质量为50 kg,重力加速度取10 m/s2,求:(1)滑雪运动员水平位移的大小和水平方向所受的阻力大小;(2)滑雪运动员在空中运动过程中动量变化量的大小(结果保留2位有效数字).14.[2021ꞏ重庆卷]我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔.小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测.某次,他在头盔中装入质量为5.0 kg的物体(物体与头盔密切接触),使其从1.80 m的高处自由落下(如图),并与水平地面发生碰撞,头盔厚度被挤压了0.03 m时,物体的速度减小到零.挤压过程不计物体重力,且视为匀减速直线运动,不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)头盔接触地面前瞬间的速度大小;(2)物体做匀减速直线运动的时间;(3)物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小.参考答案 1.答案:D答案解析:兔子经过1.2 s速度由0达到9 m/s,根据加速度公式可知,a=vt=7.5 m/s2,A错误;匀加速过程中,设地面对兔子的平均水平作用力大小为f,根据动量定理可知,ft =m v-0,代入数据解得f=15 N,B错误;撞树过程中,兔子撞树前的动量大小p=m v=2×9 kgꞏ m/s=18 kgꞏ m/s,以撞树前兔子的速度方向为正方向,兔子撞树后的动量p′=m v′=2×(-1)kgꞏ m/s=-2 kgꞏ m/s,兔子撞树过程中动量的变化量Δp=p′-p=-2 kgꞏ m/s-18 kgꞏ m/s=-20 kgꞏ m/s,由动量定理得Ft=Δp=-20 Nꞏs,则兔子受到的平均作用力大小为400 N,C错误,D正确.2.答案:D答案解析:汽车剧烈碰撞瞬间,安全气囊弹出,立即跟司机身体接触.司机在很短时间内由运动到静止,动量的变化量是一定的,由于安全气囊的存在,作用时间变长,据动量定理Δp=FΔt知,司机所受作用力减小;又知安全气囊打开后,司机与物体的接触面积变大,因此减少了司机单位面积的受力大小;碰撞过程中,动能转化为内能.综上可知,D正确.3.答案:C答案解析:足球下落时间为t1=2h1g=0.4 s足球上升时间为t2=2h2g=0.3 s总时间为t=t1+t2+t3=0.8 s,A错误;在足球与脚接触的时间内,合外力对足球做的功为W合=12m v22-12m v21根据运动学公式v21=2gh1,v22=2gh2解得W合=-1.4 J,B错误;足球与脚部作用过程中动量变化量大小为Δp=m v2-()-m v1=2.8 kgꞏ m/s,C正确;足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为I G=mgt=0.4×10×0.8 Nꞏs=3.2 Nꞏs,D错误.4.答案:C答案解析:根据图像中匀速运动可知“翔州1”所受阻力的大小为1.0×104 N,A错误;在0~50 s内,“翔州1”所受合外力冲量的大小为I=Ft-F f t,代入数据可得I=5×105 Nꞏs,B错误;由动量定理可知Ft-F f t=m v,解得m=2.5×104 kg,C正确;在0~50 s内,动力F是变力,加速度变化,无法求位移,无法求解功,D错误.5.答案:D答案解析:由静止下落到接触网面时,根据动能定理有mgh1=12m v 21可得,接触网面瞬间的速度为v1=8 m/s,方向竖直向下从离开网面到最大高度时,根据动能定理有-mgh2=0-12m v 2 2可得,离开网面瞬间的速度为v2=10 m/s,方向竖直向上取向上为正方向,则根据动量定理有I-mgt=m v2-m(-v1)带入数据可得,网面对她的冲量大小为I=1 500 Nꞏs,故选项D正确.6.答案:D答案解析:在前一段时间内,根据动能定理得:W 1=12 m (2v )2-12 m v 2=3×12 m v 2在后一段时间内,根据动能定理得:W 2=12 m (5v )2-12 m (2v )2=21×12 m v 2所以W 2=7W 1;由于速度是矢量,具有方向,当初、末速度方向相同时,动量变化量最小,方向相反时,动量变化量最大,因此冲量的大小范围是:m ꞏ2v -m v ≤I 1≤m ꞏ2v +m v ,即m v ≤I 1≤3m vm ꞏ5v -m ꞏ2v ≤I 2≤m ꞏ5v +m ꞏ2v ,即3m v ≤I 2≤7m v可知:I 2≥I 1,故D 正确,A 、B 、C 错误.7.答案:B答案解析:设空气的密度为ρ,风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为S ,在时间Δt 的空气质量为:Δm =ρS v ꞏΔt ,假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零,对风由动量定理得:-F Δt =0-Δm v ,可得F =ρS v 2,10级台风的风速v 1≈25 m/s ,16级台风的风速v 2≈50 m/s ,则有F 2F 1=v 22 v 21 ≈4,B 正确. 8.答案:AB答案解析:根据F Δt =Δm v 可知,增加单位时间的燃气喷射量(即增加单位时间喷射气体的质量Δm )或增大燃气相对于火箭的喷射速度v ,都可以增大火箭的推力,故选项A 、B 正确.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时,燃气相对火箭的速度不为零,且与火箭的运动方向相反,火箭仍然受推力作用做加速运动,故C 错误;燃气被喷出的瞬间,燃气对火箭的反冲力作用在火箭上使火箭获得推力,故D 错误.9.答案:D答案解析:圆盘停止转动前,小物体随圆盘一起转动,小物体所受的摩擦力方向指向转轴提供向心力,方向沿半径方向,故A 错误;由动量定理可知,圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为零,B 错误;圆盘停止转动后,小物体沿运动轨迹的切线方向运动,C 错误;由动量定理可知,整个滑动过程摩擦力的冲量大小I =m ωr -0=m ωr ,D 正确.10.答案:A答案解析:从火箭开始运动到点火的过程中,火箭先加速运动后减速运动,当加速度为零时,动能最大,A 项正确;高压气体释放的能量转化为火箭的动能和重力势能及火箭与空气间因摩擦产生的热量,B 项错误;根据动量定理可得高压气体对火箭的推力F 、火箭自身的重力mg 和空气阻力f 的冲量矢量和等于火箭动量的变化量,C 项错误;根据动能定理可得高压气体对火箭的推力F 、火箭自身的重力mg 和空气阻力f 对火箭做的功之和等于火箭动能的变化量,D 项错误.11.答案:C答案解析:t 时间内黏附在飞船上的尘埃质量M =S v 0tnm ,对黏附的尘埃,由动量定理得Ft =M v 0,解得F =Snm v 20 .为维持飞船匀速运动,飞船发动机牵引力的功率为P =F v 0=Snm v 30 ,C 正确.12.答案:AC答案解析:由题知,返回舱的运动简化为竖直方向的直线运动,所以重力的功率P =mg v ,因此在0~t 1时间内,结合v -t 图像可知返回舱重力的功率随时间减小,A 项正确;v -t 图像的斜率表示返回舱的加速度,故0~t 1时间内,返回舱的加速度不断减小,B 项错误;返回舱的动量大小与其速度大小成正比,所以t 1~t 2时间内,返回舱的动量随时间减小,C项正确;在t 2~t 3时间内,返回舱匀速下降,机械能不守恒,D 项错误.13.答案:(1)56 m 50 N (2)1.8×103 Nꞏs答案解析:(1)设运动员的水平位移为x ,由水平方向v - t 图像可得x =v 0+v 2 t解得x =56 m设运动员在水平方向的加速度大小为a ,水平方向所受的阻力为f 1,竖直方向所受阻力为f 2,由运动学规律和牛顿第二定律得a =v -v 0t ,-f 1=ma 代入数值可得f 1=50 N.(2)由题意知f 2=f 1=50 N根据平行四边形定则可得F 合=f 21 +(mg -f 2)2对运动员在空中运动过程应用动量定理可得Δp =F 合t解得Δp =1.8×103 Nꞏs.14.答案:(1)6 m/s (2)0.01 s (3)3 000 N答案解析:(1)由自由落体运动规律可得:v 2=2gh ,其中:h =1.80 m 代入数据解得:v =6 m/s ;(2)由匀变速直线运动规律可得:Δx =v 2 t ,其中Δx =0.03 m代入数据解得:t =0.01 s ;(3)取向下为正方向,由动量定理得:-Ft =0-m v代入数据解得:F =3 000 N .。
专题34动量和动量定理一、单项选择题1.下列关于动能、动量、冲量的说法中正确的是( ) A .若物体的动能发生了变化,则物体的加速度也发生了变化 B .若物体的动能不变,则动量也不变C .若一个系统所受的合外力为零,则该系统内的物体受到的冲量也为零D .物体所受合力越大,它的动量变化就越快2.从相同高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上比掉在草地上容易打碎。
其原因是( ) A .水泥地对玻璃杯的冲量大,草地对玻璃杯的冲量小 B .掉在水泥地上的玻璃杯动量大,掉在草地上的玻璃杯动量小 C .掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D .掉在水泥地上的玻璃杯动量改变量和掉在草地上的玻璃杯动量改变量不一样3.2022年5月10日世界女子羽毛球团体锦标赛尤伯杯比赛在泰国进行,中国队何冰娇以21:2和21:8轻松战胜罗德里格斯,最终中国队以5:0轻松击败西班牙队。
假设羽毛球以v 1=72km/h 的速度飞向何冰娇,何冰娇以v 2=216km/h 的速度将羽毛球回击。
已知羽毛球的质量为m =5×10-3kg ,球拍与羽毛球作用的时间为t =0.02s 。
则下列说法正确的是( ) A .球拍对羽毛球不做功B .羽毛球动量的变化量大小为0.4kg·m/sC .羽毛球动能的变化量大小为10JD .球拍与羽毛球之间的作用力大小为10N4.一质量m =4kg 的物体静置在粗糙的水平地面上,物体与地面的摩擦因数μ=0.5,从t =0时刻开始对物体施加一水平力F ,其大小如图所示。
已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度210m /s g =,则在1s 末,物体的动量为( )A .5kg m/s ⋅B .9kg m/s ⋅C .25kg m/s ⋅D .20kg m/s ⋅5.重庆云阳龙缸大秋千,经过多次测试于2020年7月开放。
它由四根秋千绳组成的秋千摆,摆动半径约100m ,有一质量为50kg 的体验者(含秋千踏板)荡秋千,秋千运动到最低点时速度约为108km/h ,重力加速度210m/s g ,下列说法正确的是( )A .从最高点摆到最高点过程中,体验者所受重力的冲量为零B .摆到最高点时,体验者的速度为零,加速度不为零C .在最低点时,体验者处于失重状态D .在最低点时,四根绳对秋千踏板(含体验者)拉力的合力为450N6.如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中( )A .两物体所受合外力做功相同B .两物体所受合外力冲量相同C .两物体到达斜面底端的时间相同D .两物体到达斜面底端时的速度相同7.如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图,运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ,运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅰ,忽略空气阻力,则运动员( )A .过程Ⅰ的动量变化量等于零B.过程Ⅰ的动量变化量等于零C.过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量D.过程Ⅰ的动量变化量等于重力的冲量8.如图所示,箱子放在水平地面上,箱内有一质量为m的铁球以速度v向左壁碰去,来回碰几次后停下来,而箱子始终静止,则整个过程中()A.铁球对箱子的冲量为零B.铁球和箱子受到的冲量为零C.箱子对铁球的冲量为mv,向右D.地面摩擦力对箱子的冲量为mv,向右9.有的人会躺着看手机,若手机不慎肤落,会对人眼造成伤害。
高中物理《动量》基础典型习题全集(含答案)高中物理《动量》题全集(含答案)一、选择题1.冲量和动量的说法,正确的是()A。
冲量是反映力作用时间累积效果的物理量B。
动量是描述物体运动状态的物理量C。
冲量是物理量变化的原因D。
冲量方向与动量方向一致2.在水平桌面上,质量为m的物体受到水平推力F,始终不动。
在时间t内,力F推物体的冲量应为()A。
vB。
FtXXXD。
无法判断3.设兔子头受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,兔子与树桩作用时间为0.2s。
则被撞死的兔子的奔跑速度可能是(g=10m/s2)()A。
1m/sB。
1.5m/sC。
2m/sD。
2.5m/s4.物体受到2N·s的冲量作用,则()A。
物体原来的动量方向一定与这个冲量方向相反B。
物体的末动量一定是负值C。
物体的动量一定减少D。
物体的动量增量一定与规定的正方向相反5.关于动量和冲量的说法,正确的是()A。
物体的动量方向与速度方向总是一致的B。
物体的动量方向与受力方向总是一致的C。
物体的动量方向与受的冲量方向总是一致的D。
冲量方向总是和力的方向一致二、选择题1.关于物体的动量,正确的是()A。
某一物体的动量改变,一定是速度大小改变B。
某一物体的动量改变,一定是速度方向改变C。
某一物体的运动速度改变,其动量一定改变D。
物体的运动状态改变,其动量一定改变2.关于物体的动量,正确的是()A。
物体的动量越大,其惯性越大B。
同一物体的动量越大,其速度一定越大C。
物体的动量越大,其动量的变化也越大D。
动量的方向一定沿着物体的运动方向3.关于物体的动量,正确的是()A。
速度大的物体,其动量一定也大B。
动量大的物体,其速度一定也大C。
匀速圆周运动物体的速度大小不变,其动量保持不变D。
匀速圆周运动物体的动量作周期性变化4.有一物体开始自东向西运动,动量大小为10kg·m/s,由于某种作用,后来自西向东运动,动量大小为15kg·m/s,如规定自东向西方向为正,则物体在该过程中动量变化为()A。
专题动量定理知识梳理类型一基本应用方法点拨:这类题属于基础题型,解题关键是动量定理是矢量公式,一定要选取正方向(一般选末速度方向为正)。
例题1:质量是60kg的运动员,从5.0m高处自由下落在海绵垫上,经过1.0s停止。
取g=10m/s2。
求海绵垫对运动员的平均作用力的大小。
练习1.如图所示,一高空作业的工人体重600N,系一条长为l=5m的安全带,若工人不慎跌落时安全带的缓冲时t=1s,则安全带所受的冲力是多大?(重力加速度g取10m/s2)。
练习2.质量为0.5kg的弹性小球,从1.25m高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为0.8m,取10m/s2.(1)若地板对小球的平均冲力大小为100N,求小球与地板的碰撞时间;(2)若小球与地板碰撞无机械能损失,碰撞时间为0.1s,求小球对地板的平均冲力.巩固练习1.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,求:(1)整个过程中重力的冲量;(2)该段时间安全带对人的平均作用力大小.2.质量为70kg的人不慎从高空支架上跌落,由于弹性安全带的保护,使他悬挂在空中.已知人先自由下落3.2m,安全带伸直到原长,接着拉伸安全带缓冲到最低点,缓冲时间为1s,取g=10m/s2.求缓冲过程人受到安全带的平均拉力的大小.3.一垒球手水平挥动棒球,迎面打击一以速度5m/s水平飞来的垒球,垒球随后在离打击点水平距离为30m的垒球场上落地,设垒球质量为0.18kg,打击点离地面高度为2.2m,球棒与垒球的作用时间为0.010s,重力加速度为9.9m/s2,求球棒对垒球的平均作用力的大小.4.质量m=0.1kg的小球从高h1=20m处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度h2=5.0mm,小球与软垫接触的时间t=1.0s,不计空气阻力,g=10m/s2,以竖直向下为正方向,求:(1)小球与软垫接触前后的动量改变量;(2)接触过程中软垫对小球的平均作用力.5.如图所示,从距离地面h=1.25m处以初速度v o=5.0m/s水平抛出一个小钢球(可视为质点),落在坚硬的水平地面上.已知小球质量m=0.20kg,不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.(1)求钢球落地前瞬间速度v的大小和方向.(2)小球落到地面,如果其速度与竖直方向的夹角是θ,则其与地面碰撞后.其速度与竖直方向的夹角也是θ,且碰撞前后速度的大小不变.在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的两个方向上分别研究.a.求碰撞前后小球动量的变化量△P的大小和方向;b.已知小球与地面碰撞的时间△t=0.04s.求小球对地面平均作用力的大小和方向.类型二流体问题方法点拨:这类主要是没有固定形状的物体(水,空气等),可以看做柱体来解题,即:m=ρV=ρSvΔt例题2:有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行,突然进入一密度为ρ=10-7kg/m3的微陨石尘区,假设微陨石与飞船碰撞后即附着在飞船上.欲使飞船保持原速度不变,试求飞船的助推器的助推力应增大为多少.(已知飞船的正横截面积S=2m2).练习1:如图所示,用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层,设水柱直径为D,水流速度为v,水的密度为ρ,水柱垂直煤层表面,水柱冲击煤层后水的速度为零.(1)求高压水枪的功率;(2)求水柱对煤的平均冲力;(3)若将质量为m的高压水枪固定在质量为M的小车上,当高压水枪喷出速度为v(相对于地面),质量为△m的水流时,小车的速度是多大?水枪做功多大?不计小车与地面的摩擦力.练习2:如图1所示为某农庄灌溉工程的示意图,地面与水面的距离为H.用水泵从水池抽水(抽水过程中H保持不变),龙头离地面高h,水管横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g,不计空气阻力.(1)水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出,水落地的位置到管口的水平距离为10h.设管口横截面上各处水的速度都相同.求:a.每秒内从管口流出的水的质量m0;b.不计额外功的损失,水泵输出的功率P.(2)在保证水管流量不变的前提下,在龙头后接一喷头,如图2所示.让水流竖直向下喷出,打在水平地面上不反弹,产生大小为F的冲击力.由于水与地面作用时间很短,可忽略重力的影响.求水流落地前瞬间的速度大小v.巩固练习1.高压采煤水枪出水口的横截面积为S,水的射速为v,水柱水平垂直地射到煤层后,速率变为0,若水的密度为ρ,假定水柱截面不变,则水对煤层的冲击力是多大?2.水力采煤时,用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层,设水柱直径为d=30cm,水速v=50m/s,假设水柱射在煤层的表面上,冲击煤层后水的速度变为零,求水柱对煤层的平均冲击力.(水的密度ρ=1.0×103kg/m3)3.某游乐园入口旁有一喷泉,喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中.为计算方便起见,假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g.求玩具在空中悬停时,其底面相对于喷口的高度.4.香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉,在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的米老鼠模型托起,稳定地悬停在空中,伴随着音乐旋律,米老鼠模型能够上下运动,引人驻足,如图所示.这一景观可做如下简化,水柱从横截面积为S0的鲸鱼背部喷口持续以速度v0竖直向上喷出,设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部.水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四周均匀散开.已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计,喷水的功率定义为单位时间内喷口喷出的水的动能.(1)求喷泉喷水的功率P;(2)试计算米老鼠模型在空中悬停时离喷口的高度h;(3)实际上,当我们仔细观察时,发现喷出的水柱在空中上升阶段并不是粗细均匀的,而是在竖直方向上一头粗、一头细.请你说明上升阶段的水柱是上端较粗还是下端较粗,并说明水柱呈现该形态的原因.参考答案类型一例题1答案:1200解析:取向上为正方向,与地接触前的速度为:v0=-2gh=-10m/s,末速度为0由动量定理得:(F-mg)t=0-mv0,解得:F=1200N练习一1200N:练习二(1)0.047s;(2)55N,方向竖直向下。
高考物理力学知识点之动量知识点总复习附答案解析(7)一、选择题1.质量为5kg 的物体,原来以v=5m/s 的速度做匀速直线运动,现受到跟运动方向相同的冲量15Ns 的作用,历时4s ,物体的动量大小变为( ) A .80 kg·m/s B .160 kg·m/s C .40 kg·m/s D .10 kg·m/s 2.忽然“唵——”的一声,一辆运沙车按着大喇叭轰隆隆的从旁边开过,小明就想,装沙时运沙车都是停在沙场传送带下,等装满沙后再开走,为了提高效率,他觉得应该让运沙车边走边装沙。
设想运沙车沿着固定的水平轨道向前行驶,沙子从传送带上匀速地竖直漏下,已知某时刻运沙车前进的速度为v ,单位时间从传送带上漏下的沙子质量为m ,则下列说法中正确的是A .若轨道光滑,则运沙车和漏进车的沙组成的系统动量守恒B .若轨道光滑,则运沙车装的沙越来越多,速度却能保持不变C .已知此时运沙车所受的轨道阻力为F 阻,则要维持运沙车匀速前进,运沙车的牵引力应为F F =阻D .已知此时运沙车所受的轨道阻力为F 阻,则要维持运沙车匀速前进,运沙车的牵引力应为F F mv =+阻3.如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m 和m 的A B 、两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与A B 、不拴连),由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是( )A .两滑块的动量大小之比:2:1AB p p = B .两滑块的速度大小之比A B v v :2:1=C .两滑块的动能之比12::kA kB E E =D .弹簧对两滑块做功之比:1:1A B W W =4.半径相等的两个小球甲和乙,在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,若甲球质量大于乙球质量,发生碰撞前,两球的动能相等,则碰撞后两球的状态可能是( )A .两球的速度方向均与原方向相反,但它们动能仍相等B.两球的速度方向相同,而且它们动能仍相等C.甲、乙两球的动量相同D.甲球的动量不为零,乙球的动量为零5.如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道M静止在光滑水平面上,一个物块m在水平地面上以大小为v0的初速度向右运动并无能量损失地滑上圆弧轨道,当物块运动到圆弧轨道上某一位置时,物块向上的速度为零,此时物块与圆弧轨道的动能之比为1:2,则此时物块的动能与重力势能之比为(以地面为零势能面)A.1:2B.1:3C.1:6D.1:96.如图所示,一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上,滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF,圆弧半径为R=1m.E点切线水平.另有一个质量为m的小球以初速度v0从E点冲上滑块,若小球刚好没跃出圆弧的上端,已知M=4m,g取10m/s2,不计摩擦.则小球的初速度v0的大小为()A.v0=4m/s B.v0=6m/s C.v0=5m/s D.v0=7m/s7.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的初速度冲上传送带,最后又滑回,已知v1<v2。
高考物理复习冲刺压轴题专项突破—动量定理(含解析)一、单选题1.如图所示,在光滑的水平面上有两物体A 、B ,它们的质量均为m.在物体B 上固定一个轻弹簧处于静止状态.物体A 以速度v 0沿水平方向向右运动,通过弹簧与物体B 发生作用.下列说法正确的是A.当弹簧获得的弹性势能最大时,物体A 的速度为零B.当弹簧获得的弹性势能最大时,物体B 的速度为零C.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中,弹簧对物体B 所做的功为2012mv D.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中,弹簧对物体A 和物体B 的冲量大小相等,方向相反【答案】D【解析】AB.由题意可知,物体A 在压缩弹簧时,做减速运动,物体B 受到弹簧的弹力作用做加速运动,某时刻二者的速度相等,此时弹簧的压缩量最大,弹性势能最大,故在弹簧被压缩并获得的弹性势能最大时,物体A 、B 的速度并不为零,选项AB 错误;C.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中,物体A 的速度并不为零,物体B 的速度也并是最大值v 0,故弹簧对物体B 所做的功不是2012mv ,选项C 错误;D.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中,弹簧对物体A 和物体B 的作用力大小相等、方向相反,故二力的冲量大小相等,方向相反,选项D 正确;故选D 。
2.质量为m =0.10kg 的小钢球以v 0=10m/s 的水平速度抛出,下落h =5.0m 时撞击一钢板,如图所示,碰撞后速度恰好反向,且速度大小不变,已知小钢球与钢板作用时间极短,取g =10m/s 2,则()A.钢板与水平面的夹角θ=30°B.小钢球与钢板碰撞前后的动量变化量大小为C.小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中重力的冲量大小为2N·sD.小钢球刚要撞击钢板时小球动量的大小为2kg·m/s【答案】B 【解析】根据平抛运动公式212h gt =y gt=v 解得1st =10m/sy v =A.因为tan 1yx v v α==有几何关系可知,钢板与水平面的夹角为45θ=︒故A 错误;B.小钢球与钢板碰撞时的速度大小为t v ==小钢球与钢板碰撞前后的动量变化量大小为t 2m/sp mv ∆==⋅故B 正确;C.小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中重力的冲量大小为1N sI Gt ==⋅故C 错误;D.小钢球刚要撞击钢板时小球动量的大小为t m/sp mv ==⋅故D 错误。
高中物理动量典型例题(根底必练题)冲量相等时物体的运动情况例1如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,那么这个物体的运动〔〕.A、可能是匀变速运动B、可能是匀速圆周运动C、可能是匀变速曲线运动D、可能是匀变速直线运动分析与解:冲量是力与时间的乘积,在任何相等的时间内冲量都相同,也就是物体受到的力恒定不变,所以物体做匀变速运动,其轨迹可以是直线的也可以是曲线的.答案为A、C、D.下落物体的重力冲量例2 一个质量为5kg的物体从离地面80m的高处自由下落,不计空气阻力,在下落这段时间内,物体受到的重力冲量的大小是〔〕.A.200N·s B.150N·s C.100N·s D.250N·s分析与解:根据冲量的定义在这个过程中重力的大小是一个定值,只需求出这个过程所用的时间即可.答案:C.冲量公式的简单应用例3 一匹马通过不计质量的绳子拉着货车从甲地到乙地,在这段时间内,以下说法中正确的选项是:〔〕.A、马拉车的冲量大于车拉马的冲量B、车拉马的冲量大于马拉车的冲量C、两者互施的冲量大小相等D、无法比拟冲量大小分析与解:在这个过程中,马对车的拉力,与车对马的拉力是一对作用力与反作用力,大小总是相等的,根据冲量的定义,时间也相同,所以冲量的大小是相等的.答案:C.关于动量的矢量计算例4 质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/s的速度反向弹回,假设取竖直向下的方向为正方向,那么小球动量的变化为〔〕A.10kg·m/s B.-10kg·m/s C.40kg·m/s D.-40kg·m/s分析与解:动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正.初动量kg·m/s末动量kg·m/s动量的变化kg·m/s答案:D.关于抛体运动物体的重力冲量例5 质量为5kg的小球,从距地面高为20m处水平抛出,初速度为10m/s,从抛出到落地过程中,重力的冲量是〔〕.A.60N·s B.80N·s C.100N·s D.120N·s分析与解:在这个过程中,小球所受重力恒定不变,只需求出这个过程的时间即可答案:C.动量大小与速度的关系例6 质量为60kg以1m/s速度步行的人和以800m/s速度飞行的质量为0.01kg的子弹,哪个动量大?解:人子弹即:人的动量大.课本例题分析与设疑例7 一个质量是0.1kg的钢球,以6 m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动〔如图〕.碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?分析:动量是矢量,它的大小和〔或〕方向发生了变化,动量就发生了变化,碰撞前后虽然钢球速度大小没有变化,都是6m/s,但速度的方向发生了变化,动量的方向与速度的方向相同,动量的方向也发生了变化,所以钢球的动量发生了变化.解:取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度m/s,碰撞前钢球的动量为:碰撞后钢球的速度m/s,碰撞后钢球的动量为碰撞前后钢球动量的变化为动量的变化也是矢量,求得的数值为负值,表示的方向与所取的正方向相反,的方向水平向左。
高考物理复习动量守恒定律10个模型模拟题训练.ks5u. 动量守恒的十种模型精选训练动量守恒定律是自然界中最普遍、最基本的规律之一,它不仅适用于宏观、低速领域,而且适用于微观、高速领域。
通过对最新高考题和模拟题研究,可归纳出命题的十种模型。
一.碰撞模型【模型解读】碰撞的特点是:在碰撞的瞬间,相互作用力很大,作用时间很短,作用瞬间位移为零,碰撞前后系统的动量守恒。
无机械能损失的弹性碰撞,碰撞后系统的动能之和等于碰撞前系统动能之和,碰撞后合为一体的完全非弹性碰撞,机械能损失最大。
例1.如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间。
A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态。
现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞。
设物体间的碰撞都是弹性的。
针对训练题 1.如图,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m。
两物块与地面间的动摩擦因数均相同。
现使a以初速度v0向右滑动。
此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞。
重力加速度大小为g。
求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件。
2.如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量为m=1 kg的相同的小球A、B、C。
现让A球以v0=2 m/s的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与C球碰撞,C球的最终速度vC=1 m/s。
问:3.如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平.从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力,求:4.水平光滑轨道AB与半径为R=2m竖直面内的光滑圆弧轨道平滑相接,质量为m=0.2kg的小球从图示位置C(C点与圆弧圆心的连线与竖直方向的夹角为60°)自静止开始滑下,与放在圆弧末端B点的质量为M=13kg的物体M相碰时,每次碰撞后反弹速率都是碰撞前速率的11/12,设AB足够长,则m与M能够发生多少次碰撞?5.如图所示,质量均为M=lkg的A、B小车放在光滑水平地面上,A车上用轻质细线悬挂质量m=0.5kg的小球。
高考物理专题复习:《动量》(附参考答案)一、考纲要求1.动量、冲量、动量定理及其应用 B2.动量守衡定律及其应用(包括反冲) B二、知识结构(一)重要的概念1.动量定义:把物体的质量和运动速度的乘积叫物体的动量公式:P=m·v 单位:千克米/秒理解:动量是矢量,方向与v相同,v指即时速度2.动量的变化定义:物体的末动量减初动量叫物体动量的变化公式:ΔP=P′-P=mv′-mv 单位:千克米/秒或牛顿·秒理解:动量的变化是矢量,方向与Δv相同即Δv矢量,“减”是末动量矢量减初动量矢量,即平行四边形3.冲量定义:把t和力的作用时间的乘积叫力的冲量公式:I=F·t 单位:牛顿·秒或千克米/秒理解:冲量是矢量、方向与F相同。
(二)基本规律1.动量定理语言表述:合外力对物体的冲量等于物体动量的变化公式:F合·t=ΔP=mv′-mv理解:F合是合外力而不是某个力,合外力是恒力时ΔP与F合同向且为冲量的方向,合外力的方向变化时冲量与ΔP同向。
2.动量守衡定律语言叙述:相互作用的物体,如果不受外力作用或者它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。
公式:两个物体相互作用时,m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′理解:系统所受外力的合力虽不为零,但比系统内力小得多,如碰撞过程中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计。
系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上的系统的总动量的分量保持不三、知识点、能力点提示1.动量、动量的变化、冲量都是矢量,正、负号表示跟规定的正方向相同或相反。
2.ΔP=P′-P,ΔP的方向可以跟初动量P相同;可以跟初动量P的方向相反,也可以跟初动量的方向成某一角度。
3.动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力,对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
4.求变力的冲量,不能直接用F·t求解,应该由动量定律根据动量的变化间接求解,也可以 F-t图像下的“面积”的计算方法求解。
考向12 动量定理-高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1、理解动量、冲量基本概念及简单计算 4、动量守恒定律的判断2、利用动量定理求动量、瞬间冲击力 5、动量守恒的简单计算3、流体冲击中的作用力【例题1】(2015·重庆理综·3)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.m2ght+mg B.m2ght-mgC.m ght+mg D.m ght-mg【例题2】(2018·甘肃西峰调研)如图2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一、动量定理1、动量与动能动量动能公式P=mv E K=mv2/2物理意义描述物体的瞬时运动状态描述物体瞬时所具有的能量区别点矢量,状态量标量,状态量联系E K=P2/2m变化量若速度变化,则ΔEk可能为零;Δp一定不为零2、冲量与功冲量功公式I=Ft W=FSsosα物理意义力作用在物体上并持续一段时间产生的效果。
过程量力作用在物体上并使得物体在力方向移动一段距离。
过程量区别点与位移无关与位移有关产生效果力持续了时间即有冲量,但不一定有明显的运动效果力使得物体移动了位移才有功的效果3、动量定理①物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。
Ft=mv’-mv。
②动量定理是牛顿第二定律的另一种表达式,都反映物体运动状态改变的原因——合外力不为零。
七、动 量1、冲量(1)定义力F 和力的作用时间t 的乘积Ft 叫做力的冲量,通常用I 表示。
冲量表示力对时间的累积效果,冲量是过程量。
(2)大小:物体在恒力作用下,冲量的大小是力和作用时间的乘积,即I =Ft计算冲量时,要明确是哪个力在哪一段时间内的冲量。
(3)方向:冲量是矢量,它的方向是由力的方向决定的。
如果力的方向在作用时间内不变,冲量方向就跟力的方向相同。
(4)单位:在国际单位制中,冲量的单位是牛·秒(N ·s )。
(5)说明①冲量是矢量。
恒力冲量的大小等于力和时间的乘积,方向与力的方向一致;冲量的运算符合矢量运算的平行四边形定则。
(怎样求合力的冲量,怎样求变力的冲量)一、知识网络二、画龙点睛概念②冲量是过程量。
冲量表示力对时间的累积效果,只要有力并且作用一段时间,那么该力对物体就有冲量作用。
计算冲量时必须明确是哪个力在哪段时间内的冲量。
③冲量是绝对的。
与物体的运动状态无关,与参考系的选择无关。
④冲量可以用F─t图象描述。
F─t图线下方与时间轴之间包围的“面积”值表示对应时间内力的冲量。
例题:①如图所示,一个质量为m的物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下,经过时间t,获得的速度为V,求F在t时间内的冲量?(大小:Ft;方向:与F的方向一致,与水平方向成θ角)②一质量为mkg的物体,以初速度V0水平抛出,经时间t,求重力在时间t内的冲量?(大小:mgt;方向:竖直向下)例题:以初速度V0竖直向上抛出一物体,空气阻力不可忽略。
关于物体受到的冲量,以下说法中正确的是A.物体上升阶段和下落阶段受到重力的冲量方向相反B.物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向相反C.物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量D.物体从抛出到返回抛出点,所受各力冲量的总和方向向下解析:物体在整个运动中所受重力方向都向下,重力对物体的冲量在上升、下落阶段方向都向下,选项A错。
物体向上运动时,空气阻力方向向下,阻力的冲量方向也向下。
物体下落时阻力方向向上,阻力的冲量方向向上。
选项B正确。
在有阻力的情况下,物体下落的时间t2比上升时所用时间t1大。
物体下落阶段重力的冲量mgt2大于上升阶段重力的冲量mgt1,选项C正确。
在物体上抛的整个运动中,重力方向都向下。
物体在上升阶段阻力的方向向下,在下落阶段虽然阻力的方向向上,但它比重力小。
在物体从抛出到返回抛出点整个过程中,物体受到合力的冲量方向向下,选项D正确。
综上所述,正确选项是B、C、D。
2、动量(1)定义:在物理学中,物体的质量m和速度V的乘积mV叫做动量,动量通常用符号P表示。
(2)大小:物体在某一状态动量的大小等于物体的质量和物体在该时刻瞬时速度的乘积,即P=mV计算动量时,要明确是哪个物体在哪个状态的动量,速度一定要是该状态的瞬时速度。
(3)方向:动量也是矢量,动量的方向与速度方向相同。
动量的运算服从矢量运算规则,要按照平行四边形定则进行。
(4)单位:在国际单位制中,动量的单位是千克·米/秒(kg·m/s)1kg·m/s=1N·s(5)说明①动量是矢量。
动量有大小和方向,动量的大小等于物体的质量和速度的乘积,方向与物体的运动方向相同。
动量的运算符合矢量运算的平行四边形定则。
在一维情况下可首先规定一个正方向,这时求动量变化就可简化为代数运算。
②动量是状态量。
动量与物体的运动状态相对应。
计算动量时,要明确是哪个物体在哪个状态的动量,速度一定要是该状态的瞬时速度。
③动量与参考系有关。
物体的速度与参考系有关,所以物体的动量也与参考系有关。
在中学物理中,如无特别说明,一般都以地面为参考系。
3、动量的变化①动量变化的三种情况:动量大小变化、动量方向改变、动量的大小和方向都改变三种可能。
②定义:在某一过程中,末状态动量与初状态动量的矢量差值,叫该过程的动量变化。
③计算a 、如果v 1和v 2方向相同,计算动量的变化就可用算术减法求之。
12mv mv mv -=∆b 、如果v 1和v 2方向相反,计算动量的变化就需用代数减法求之,若以v 2为正值,则v 1就应为负值。
1212)(mv mv v m mv mv +=--=∆c 、如果v 1与v 2的方向不在同一直线上,应当运用矢量的运算法则:如图1所示,mV 1为初动量,mV 2为末动量,则动量的变化(矢量式))(1212mv mv mv mv mv -+=-=∆即作mV 1的等大、反向矢量-mV 1,然后,将mV 2与-mV 1运用平行四边形定则作其对角线即为动量的变化mv ∆,如图2所示。
或者将初动量与末动量的矢量箭头共点放置,自初动量的箭头指向末动量箭头的有向线段,即为矢量ΔP 。
例题:一个质量是0.1kg 的钢球,以6m/s 的速度水平向右运动,碰到一块坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6 m/s 的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?解析:取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度V =6m/s ,碰撞前钢球的动量为 P =mV =0.1×6kg ·m/s =0.6kg ·m/s 碰撞后钢球的速度为V ′=-6m/s ,碰撞后钢球的动量为P ′=mV ′=-0.1×6kg ·m/s =-0.6kg ·m/s碰撞前后钢球动量的变化为ΔP =P ˊ-P =-0.6kg ·m/s -0.6 kg ·m/s =-1.2 kg ·m/s且动量变化的方向向左。
[对例题的处理:①为熟悉动量变化的矢量运算,可先假定物体运动速度的方向没有变化,仅大小发生改变,要求学生算出动量的变化。
②规定向右为正方向,求动量的变化量。
正方向 P图1 mV mV③最后再要求学生用向左为正方向运算,求动量的变化量(练习一、第3题)。
总结得出正方向的选择只是一种解题的处理手段,并不影响解题的结果。
]例题:一个质量是0.2kg 的钢球,以2m/s 的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45°,速度大小仍为2m/s ,求出钢球动量变化的大小和方向?解析:碰撞前后钢球不在同一直线上运动,据平行四边形定则, P ′、P 和ΔP 的矢量关系如右图所示。
ΔP =m/s •kg 20.4=m/s •kg 4.0+4.0=+2222/p p 方向竖直向上。
总结:动量是矢量,求其变化量应用平行四边形定则;在一维情况下可首先规定一个正方向,这时求动量变化就可简化为代数运算。
例题:质量m 为3kg 的小球,以2m/s 的速率绕其圆心O 做匀速圆周运动,小球从A 转到B 过程中动量的变化为多少?从A 转到C 的过程中,动量变化又为多少?解析:小球从A 转到B 过程中,动量变化的大小为26kg ·m/s ,方向为向下偏左45°,小球从A 转到C ,规定向左为正方向,则ΔP =12kg ·m/s ,方向水平向左。
例题:质量为m 的小球由高为H 的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大? 解析:力的作用时间都是gH g H t 2sin 1sin 22αα==,力的大小依次是mg 、 mg cos α和mg sin α,所以它们的冲量依次是: gH m I gH m I gH m I N G 2,tan 2,sin 2===合αα特别要注意,该过程中弹力虽然不做功,但对物体有冲量。
例题:以初速度v 0平抛出一个质量为m 的物体,抛出后t 秒内物体的动量变化是多少?解析:因为合外力就是重力,所以Δp =F t =m g t有了动量定理,不论是求合力的冲量还是求物体动量的变化,都有了两种可供选择的等价的方法。
本题用冲量求解,比先求末动量,再求初、末动量的矢量差要方便得多。
当合外力为恒力时往往用Ft 来求较为简单;当合外力为变力时,在高中阶段只能用Δp 来求。
规律P1、动量定理(1)内容:物体所受合力的冲量等于物体的动量变化,这个结论叫做动量定理。
(2)表达式:Ft=mV′-mV=P′-P(3) 推导问题:一个质量为m的物体,初速度为V,在合力F的作用下,经过一段时间t,速度变为V′,求:①物体的初动量P和末动量P′分别为多少?②物体的加速度a=?③据牛顿第二定律F=ma可推导得到一个什么表达式?解析:①初动量为P=mV ,末动量为P′=mV′②物体的加速度a=(V'-V)/t③根据牛顿第二定律F=ma=(mV'-mV)/t可得Ft=mV′-mV即Ft=P′-P等号左边表示合力的冲量,等号右边是物体动量的变化量。
⑷说明:①动量定理Ft=P′-P是矢量式,Ft指的是合外力的冲量,ΔP指的是动量的变化。
动量定理说明合外力的冲量与动量变化的数值相同,方向一致,单位等效,但不能认为合外力的冲量就是动量的增量。
对方向变化的力,其冲量的方向与力的方向一般不同,但冲量的方向与动量变化的方向一定相同。
若公式中各量均在一条直线上,可规定某一方向为正,根据已知各量的方向确定它们的正负,从而把矢量运算简化为代数运算。
公式中的“-”号是运算符号,与正方向的选取无关。
②动量定理揭示的因果关系。
它表明物体所受合外力的冲量是物体动量变化的原因,物体动量的变化是由它受到的外力经过一段时间积累的结果。
③动量定理的分量形式:物体在某一方向上的动量变化只由这一方向上的外力冲量决定。
F x t=mV x′-mV xF y t=mV y′-mV y④动量定理既适用于恒力,也适用于变力。
对于变力的情况,动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。
⑤动量定理的研究对象。
在中学阶段,动量定理的研究对象通常是指单个物体,合外力是指物体受到的一切外力的合力。
实际上,动量定理对物体系统也是适用的。
对物体系统来说,内力不会改变系统的动量,同样是系统合外力的冲量等于系统的动量变化。
⑥牛顿第二定律的动量表示,F=(P′-P)/t=ΔP/t。
从该式可以得出:合外力等于物体的动量变化率。
(5)动量定理的特性①矢量性:冲量、动量和动量变化均为矢量,动量定理为矢量关系;②整体性:F和t,m和V不可分;运用动量定理可对整个过程建立方程,对过程的细节考虑较少,解题较动力学和运动学容易些。
③独立性:某方向的冲量只改变该方向的动量;④对应性:Ft和ΔP应对应同一过程,F、V应对应同一惯性参考系;⑤因果性:冲量是动量变化的原因,动量变化是力对时间累积的结果;⑥变通性:在具体应用时,可用冲量代替匀变速曲线运动的动量变化,也可用动量变化代替变力的冲量。
动量定理应用举例(1)解释现象①在ΔP一定的情况下,要减小力F,可以延长力的作用时间;要增大力F,可缩短力的作用时间。