高三物理一轮复习练习:第六章 第1讲 动量和动量定理 含解析

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配餐作业动量和动量定理►►见学生用书P343A组·基础巩固题1.有关实际中的现象,下列说法不正确的是()A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好解析根据反冲运动的特点与应用可知,火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度,故A项正确;体操运动员在落地的过程中,动量变化一定。

由动量定理可知,运动员受到的冲量I一定,由I=Ft可知,体操运动员在着地时屈腿是延长时间t,可以减小运动员所受到的平均冲力F,故B项正确;用枪射击时子弹给枪身一个反作用力,会使枪身后退,影响射击的准确度,所以为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身,故C项正确;为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,就要延长碰撞的时间,由I=Ft可知位于车体前部的发动机舱不能太坚固,故D项错误。

答案D2.一物体从某高处由静止释放,设所受空气阻力恒定,当它下落h 时的动量大小为p1,当它下落2h时动量大小为p2,那么p1∶p2等于()A.1∶1B.1∶2C.1∶2D.1∶4解析物体做初速度为零的匀加速直线运动,v21=2ah,v22=2a(2h),则p1=m2ah,p2=m4ah,p1∶p2=1∶2,故B项正确。

答案B3.甲、乙两物体分别在恒力F 1、F 2的作用下,沿同一直线运动。

它们的动量随时间变化如图所示。

设甲在t 1时间内所受的冲量为I 1,乙在t 2时间内所受的冲量为I 2,则F 、I 的大小关系是( )A .F 1>F 2,I 1=I 2B .F 1<F 2,I 1<I 2C .F 1>F 2,I 1>I 2D .F 1=F 2,I 1=I 2解析 冲量I =Δp ,从题图上看,甲、乙两物体动量变化的大小I 1=I 2,又因为I 1=F 1t 1,I 2=F 2t 2,t 2>t 1,所以F 1>F 2。

答案 A4.质量为0.2 kg 的小球竖直向下以6 m /s 的速度落至水平地面上,再以4 m/s 的速度反向弹回。

取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球动量变化量Δp 和合外力对小球做的功W ,下列说法正确的是( )A .Δp =2 kg·m/s W =-2 JB .Δp =-2 kg·m/s W =2 JC .Δp =0.4 kg·m/s W =-2 JD .Δp =-0.4 kg·m/s W =2 J解析 取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞过程中动量的变化量为Δp =m v 2-m v 1=0.2×4 kg·m /s -0.2×(-6) kg·m/s =2 kg·m/s ,方向竖直向上。

由动能定理,合外力做的功为W =12m v 22-12m v 21=12×0.2×42 J -12×0.2×62 J =-2 J ,故A 项正确。

答案 A5.关于物体的动量和动能,下列说法正确的是() A.一物体的动量不变,其动能一定不变B.一物体的动能不变,其动量一定不变C.两物体的动量相等,其动能一定相等D.两物体的动能相等,其动量一定相等解析动能是标量E k=12m v2,动量是矢量p=m v,动能与动量之间的大小关系为E k=p22m,一物体的动量p不变,其动能E k一定不变,故A项正确;一物体的动能不变,其动量大小一定不变,但速度的方向可以变化,即动量的方向可以变化,故B项错误;两物体的动量相等,当两物体的质量相等时,其动能一定相等,当两物体的质量不等时,其动能一定不相等,故C项错误;两物体动能相等,而质量不等时,其动量也是不相等的,故D项错误。

答案A6.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的初速度从传送带的P点冲上传送带,从此时起到物块再次回到P点的过程中,下列说法正确的是()A.合力对物块的冲量大小一定为2m v2B.合力对物块的冲量大小一定为2m v1C.合力对物块的冲量大小可能为零D.合力对物块做的功可能为零解析若v2<v1,则物块返回到P点的速度大小为v2,根据动量定理知,合力的冲量为I合=m v2-(-m v2)=2m v2,根据动能定理知,合力做功的大小为零。

v 2>v 1,则物块返回到P 点的速度大小为v 1,根据动量定理知,合力的冲量I 合=m v 1+m v 2,根据动能定理得,合力做功为W =12m v 21-12m v 22,故D 项正确,A 、B 、C 项错误。

答案 D7.(多选)如图所示,质量为m 、2m 的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上,某时刻,它们同时受到水平恒力F ,经过时间t ,同时撤掉力F 。

下列叙述正确的是( )A .在力F 作用的时间内,两物体动量变化Δp 甲≤Δp 乙B .在力F 作用的时间内,两物体动量变化Δp 甲≥Δp 乙C .在力F 作用的时间内,两物体摩擦力的冲量ΔI 甲≤ΔI 乙D .在力F 作用的时间内,两物体摩擦力的冲量ΔI 甲≥ΔI 乙解析 由I =Ft 可知,两物体的恒力的冲量相同;由于两物体的质量不同,故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体受到的摩擦力;摩擦力的冲量ΔI 甲≤ΔI 乙;乙物体受到的合外力的冲量小于甲的冲量,由动量定理可知,两物体动量变化Δp 甲≥Δp 乙,故B 、C 项正确,A 、D 项错误。

答案 BC8.(多选)在2016年里约奥运会跳水比赛中,中国跳水梦之队由吴敏霞领衔包揽全部8枚金牌。

假设质量为m 的跳水运动员从跳台上以初速度v 0向上跳起,跳水运动员在跳台上起跳到入水前重心下降H ,入水后受水阻力而减速为零,不计跳水运动员水平方向的运动,运动员入水后到速度为零时重心下降h ,不计空气阻力,则( )A .运动员起跳后在空中运动过程中受到合外力冲量大小为m v 20+2gH +m v 0B .水对运动员阻力的冲量大小为m v 20+2gHC .运动员克服水的阻力做功为mgH +12m v 20 D .运动员从跳起到入水后速度减为零的过程中机械能减少量为mg (H +h )+12m v 20 解析 运动员入水前机械能守恒,mgH =12m v 2-12m v 20,入水前在空中运动过程中合外力的冲量大小I 1=m (v +v 0)=m 2gH +v 20+m v 0,A 项正确;入水后由动量定理得合外力的冲量大小I 2=m v =m 2gH +v 20,B 项错误;对整个过程由动能定理有mg (H +h )-Fh=0-12m v 20,运动员克服水的阻力做的功为Fh =mg (H +h )+12m v 20,C 项错误;运动员在整个运动过程中机械能减小量等于克服水的阻力做的功,D 项正确。

答案 ADB 组·能力提升题9.(2018·湖南师大附中摸底考试)如图所示,A 、B 两物体质量分别为m 1和m 2置于光滑水平面上,且m 1>m 2,相距较远。

将两个大小均为F 的力,同时分别作用在A 、B 上经相同距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将( )A .停止运动B .向左运动C .向右运动D .运动方向不能确定解析 因为水平面光滑且m 1>m 2,两物体受到的合力大小相等,所以a 1<a 2,运动相同的距离的时间t 1>t 2,所以两力的合冲量向右,所以两物体粘在一起会向右运动。

答案 C10.如图所示,在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A 、B ,质量分别为m 1和m 2,今有一子弹水平穿过两木块。

设子弹穿过木块A 、B 的时间分别为t 1和t 2,木块对子弹的阻力恒为f ,则子弹穿过两木块后,木块A 、B 的速度大小分别是()A.ft 1m 1,ft 1m 1+m 2B.ft 1m 1+m 2,ft 1m 1+m 2+ft 2m 2C.ft 1m 1,f (t 1+t 2)m 1+m 2D.f (t 1+t 2)m 1,f (t 1+t 2)m 1+m 2解析 A 与B 分离时二者的速度是相等的,分离后A 的速度不变,在分离前子弹对系统的作用力使A 与B 的速度增大,由动量定理得ft 1=(m 1+m 2)v 1,A 的速度v 1=ft 1m 1+m 2;子弹离开A 后A 做匀速直线运动,子弹进入B ,B 做加速运动,对B ,由动量定理得ft 2=m 2v 2-m 2v 1,解得v 2=ft 1m 1+m 2+ft 2m 2,故B 项正确。

答案 B11.如图所示,质量分别为m =1 kg 和M =2 kg 的两物块叠放在光滑水平桌面上,两物块处于静止状态,从某时刻开始,对放在下面的质量为m 的物块施加一水平推力F ,已知推力F 随时间t 变化的关系为F =6t (N),两物块之间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g 取10 m/s 2,下列结论正确的是( )A .两物块刚发生相对运动时的速度为1 m/sB .从施加推力F 到两物块刚发生相对运动所需的时间为23s C .从施加推力F 到两物块刚发生相对运动两物块的位移为0.5 mD .从施加推力F 到两物块刚发生相对运动F 的冲量为6 N·s解析 当两物块间达到最大静摩擦力时,M 与m 发生相对滑动,则此时M 的加速度为a =μMg M =μg =0.2×10 m /s 2=2 m/s 2,则对整体受力分析可知,F =(m +M )a =3×2 N =6 N =6t ,则可知从施加推力到发生相对运动的时间为1 s ,F 是均匀增加的,故1 s 内平均推力F=62N =3 N ,对整体由动量定理可得,F t =(M +m )v ,解得v =1 m/s ,故A 项正确,B 项错误;若物块做匀加速直线运动,则1 s 内的位移x =12v t =0.5 m ,而物块做的是变加速直线运动,则位移不是0.5 m ,故C 项错误;由动量定理可知,I =(M +m )v =3 N·s ,故D 项错误。

答案 A12.(多选)水平推力F 1和F 2分别作用在水平面上等质量的a 、b 两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体v -t 的图象如图所示,图中AB ∥CD ,则( )A.F1的冲量小于F2的冲量B.F1的冲量等于F2的冲量C.两物体受到的摩擦力大小相等D.两物体受到的摩擦力大小不等解析设a,b两物体的运动时间分别为t1、t2,则由图知t1<t2,当只有摩擦力f作用时,由AB∥CD知图线斜率相同,则加速度相等,由牛顿第二定律知,摩擦力f相等,故C项正确,D选项错误;对a,由动量定理得I F1-ft1=m v A;对b同理得I F2-ft2=m v C。