物理届一轮复习人教版动量和动量定理课时作业Word文档格式.docx
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m/s W=2J
C.Δp=0.4kg·
D.Δp=-0.4kg·
答案 A
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:
Δp=mv2-mv1=0.2×
4kg·
m/s-0.2×
(-6)kg·
m/s=2kg·
m/s,方向竖直向上。
由动能定理知,合外力做的功:
W=
mv
-
×
0.2×
42J-
62J=-2J,A正确,B、C、D错误。
3.如图所示,质量为m的人立于平板车上,人与车的总质量为M,人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动。
当此人相对于车以速度v2竖直跳起时,车向东的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.v1
解析 在水平方向动量守恒,人向上跳起后,水平方向的速度没变,(m+M)v1=mv1+Mv车,因此v车=v1,所以D正确。
4.[2017·
安徽黄山模拟]小球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1kg,mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s。
当小球A追上小球B并发生碰撞后,小球A、B的速度可能是( )
A.vA′=5m/s,vB′=2.5m/s
B.vA′=2m/s,vB′=4m/s
C.vA′=-4m/s,vB′=7m/s
D.vA′=7m/s,vB′=1.5m/s
答案 B
解析 首先判断动量是否守恒,经过计算,四个选项均满足动量守恒;
然后判断机械能变化,碰前系统的动能Ek=
mAv
+
mBv
=22J,因为动能不增加,所以碰后系统的动能Ek′=
mAvA′2+
mBvB′2≤22J,满足条件的有选项A和B,排除选项C和D。
最后判断速度关系,本题中,小球A追上B发生碰撞,碰后必然有vA′≤vB′,故可再排除选项A,故B正确。
5.(多选)如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,小车AB总质量为m0,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时小车AB和木块C都静止。
当突然烧断细绳时,木块C被释放,使木块C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦。
以下说法正确的是( )
A.弹簧伸长过程中木块C向右运动,同时小车AB也向右运动
B.木块C与B碰前,木块C与小车AB的速率之比为m0∶m
C.木块C与油泥粘在一起后,小车AB立即停止运动
D.木块C与油泥粘在一起后,小车AB继续向右运动
答案 BC
解析 小车AB、物块C和弹簧组成的系统动量守恒,初状态总动量为零,在弹簧伸长的过程中,木块C向右运动,则小车向左运动,故A错误;
规定向右为正方向,在木块C与B碰前,根据动量守恒有:
0=mvC-m0v,解得vC∶v=m0∶m,故B正确;
因为小车、物块和弹簧组成的系统动量守恒,开始总动量为零,当木块C与油泥粘在一起时,总动量仍然为零,则小车停止运动,故C正确,D错误。
6.如图所示,静止小车C放在光滑地面上,A、B两人站在车的两端,这两人同时开始相向行走,发现车向左运动,分析小车运动的原因可能是( )
A.A、B质量相等,但A比B速率大
B.A、B质量相等,但A比B速率小
C.A、B速率相等,但A比B的质量大
D.A、B速率相等,但A比B的质量小
答案 AC
解析 两人及车组成的系统动量守恒,以向右为正方向,则mAvA-mBvB-mCvC=0,得mAvA-mBvB>
0。
由该式可知:
若mA=mB,必有vA>
vB,故A正确,B错误;
若vA=vB,必有mA>
mB,故C正确,D错误。
7.[2017·
江西吉安质检]如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=4kg的小物块B以水平速度v=2m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.木板A获得的动能为2J
B.系统损失的机械能为2J
C.木板A的最小长度为2m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
答案 AD
解析 由题中图象可知,木板获得的速度为v=1m/s,A、B组成的系统动量守恒,以物体B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv0=(m0+m)v,解得m0=4kg,木板获得的动能为Ek=
m0v2-0=2J,故A正确;
系统损失的机械能ΔE=
mv2-
m0v2=4J,故B错误;
速度—时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,故0~1s内物体B的位移为xB=
(2+1)×
1m=1.5m,木板A的位移为xA=
1×
1m=0.5m,则木板A的最小长度为l=xB-xA=1m,故C错误;
由题图可知,物体B在0~1s的加速度a=
=-1m/s2,负号表示加速度的方向与规定正方向相反,由牛顿第二定律得μmBg=mBa,得μ=0.1,故D正确。
8.从同样高度落下的玻璃杯,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( )
A.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
B.掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大,掉在草地上的玻璃杯动量改变小
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与地面接触时受地面的冲击力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小
答案 CD
解析 设玻璃杯下落高度为h。
它们从h高度落地瞬间的速度大小相等,都是
,设玻璃杯的质量是m,则落地的瞬间动量的大小都是m
,A错误;
与水泥或草地接触一段时间后,最终都静止,动量的改变量是相等的,B错误;
同时,在此过程中,不难得出掉在水泥地上对应的时间要小于掉在草地上对应的时间,故C正确;
根据动量定理,动量改变量相同时,作用时间短的冲击力大,D正确。
B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m1和m2置于光滑水平面上,且m1>m2,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m1>m2,两物体受到的合力大小相等,所以a1<
a2,运动相同的距离的时间t1>
t2,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 C
10.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m1和m2,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t1和t2,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( )
,
B.
D.
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ft1=(m1+m2)v1,A的速度v1=
;
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ft2=m2v2-m2v1,解得v2=
,故B项正确。
答案 B
11.如图所示,质量分别为m=1kg和M=2kg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10m/s2,下列结论正确的是( )
A.两物块刚发生相对运动时的速度为1m/s
B.从施加推力F到两物块刚发生相对运动所需的时间为
s
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0.5m
D.从施加推力F到两物块刚发生相对运动F的冲量为6N·
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=
=μg=0.2×
10m/s2=2m/s2,则对整体受力分析可知,F=(m+M)a=3×
2N=6N=6t,则可知从施加推力到发生相对运动的时间为1s,F是均匀增加的,故1s内平均推力
N=3N,对整体由动量定理可得,
t=(M+m)v,解得v=1m/s,故A项正确,B项错误;
若物块做匀加速直线运动,则1s内的位移x=
vt=0.5m,而物块做的是变加速直线运动,则位移不是0.5m,故C项错误;
由动量定理可知,I=(M+m)v=3N·
s,故D项错误。
答案 A
12.(多选)水平推力F1和F2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IF1-ft1=mvA;
对b同理得IF2-ft2=mvC。
由图象知,vA=vC,t1<t2,所以由mvA=mvC知,IF1<
IF2,因此F1t1<F2t2,即A项正确,B项错误。
答案 AC
13.一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。
解析 垒球被击后做平抛运动,由平抛运动的公式即可求出球被击后的速度,然后对球棒击球的过程运用动量定理列方程求解作用力。
由题意可知,垒球被击后做平抛运动,
竖直方向:
h=
gt2,
所以t=
s,
水平方向:
x=vt,
所以球被击后的速度为v=45m/s。
选取球被击出后的速度方向为正方向,
则v0=-5m/s,
设平均作用力为F,
则Ft0=mv-mv0,
代入数据得F=900N。
答案 900N
14.质量为10kg的物体在F=200N与斜面平行的力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面向上运动,斜面固定不动且足够长,斜面倾角θ=37°
。
力F作用2s后撤去,物体在斜面上继续上滑了3s后,速度减为零。
已知g取10m/s2,不计空气阻力。
求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ。
(2)物体沿斜面向上运动的最大位移s。
解析
(1)对全过程应用动量定理有
Ft1-μmgcosθ·
(t1+t2)-mgsinθ·
(t1+t2)=0,
代入数据解得μ=0.25。
(2)撤去外力F后,由牛顿第二定律有
a2=gsinθ+μgcosθ=8m/s2,
撤去外力F时的速度为
v=a2t2=24m/s,
总位移为s=
(t1+t2)=60m。
答案
(1)0.25
(2)60m