【物理】2020届一轮复习人教版动量和动量定理课时作业
2020届一轮复习人教版 动量和动量定理 课时作业
1.
(人船模型)(2017·云南昆明三中检测)一装有柴油的船静止于水面上,船前舱进水,堵住漏洞后用一水泵把前舱中的水抽往后舱,如图所示。不计水的阻力,船的运动情况是( )
A.向后运动
B.向前运动
C.静止
D.无法判断
答案B
解析虽然抽水的过程属于船与水的内力作用,但水的质量发生了转移,从前舱转移到了后舱,相当于人从船的一头走到另一头的过程。故B正确。
2.(动量守恒定律的应用)(2017·广东东莞市月考)滑雪运动是人们酷爱的户外体育活动,现有质量为m的人站立于雪橇上,如图所示。人与雪橇的总质量为m0,人与雪橇以速度v1在水平面上由北向南运动(雪橇所受阻力不计)。当人相对于雪橇以速度v2竖直跳起时,雪橇向南的速度大小为( )
A. B.
C. D.v1
答案D
解析根据动量守恒条件可知,人与雪橇组成的系统在水平方向动量守恒,人跳起后水平方向速度不变,雪橇的速度仍为v1,D正确。
3.
(人船模型)如图所示,质量为m1、半径为r1的小球,放在内半径为r2、质量为m2=3m1的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上,当小球由图中位置无初速度释放后沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离为( )
A. B.
C. D.
答案C
4.
(多选)(碰撞模型)带有光滑圆弧轨道、质量为m0的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示。一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,
当小球上滑再返回,并脱离滑车时,以下说法可能正确的是( )
A.小球一定沿水平方向向左做平抛运动
B.小球可能沿水平方向向左做平抛运动
C.小球可能做自由落体运动
D.小球可能水平向右做平抛运动
答案BCD
解析小球滑上滑车,又返回,到离开滑车的整个过程,相当于小球与滑车发生弹性碰撞的过程。如果m
m0,小球离开滑车向右做平抛运动。〚导学号06400319〛
5.
(多选)(碰撞模型)(2017·贵州台江区月考)如图所示,半径和动能都相等的两个小球相向而行。甲球质量m甲大于乙球质量m乙,水平面是光滑的,两球做对心碰撞以后的运动情况可能是( )
A.甲球速度为零,乙球速度不为零
B.两球速度都不为零
C.乙球速度为零,甲球速度不为零
D.两球都以各自原来的速率反向运动
答案AB
解析首先根据两球动能相等得m甲m乙,
解得两球碰前动量大小之比为,因m甲>m乙,则p甲>p乙,则系统的总动量方向向右。根据动量守恒定律可以判断,碰后两球运动情况可能是A、B所述情况,而C、D情况是违背动量守恒的,故C、D情况是不可能的。
6.
(动量守恒定律的条件)(2017·江苏苏北调研)如图所示,小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推木箱。关于上述过程,下列说法正确的是 ( )
A.男孩与木箱组成的系统动量守恒
B.小车与木箱组成的系统动量守恒
C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
答案C
解析如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为0,那么这个系统的总动量保持不变。选项A中,男孩与木箱组成的系统受到小车对系统的摩擦力的作用;选项B中,小车与木箱组成的系统受到人对系统的力的作用;动量、动量的改变量均为矢量,选项D中,木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等、方向相反。故选C。
7.(碰撞模型)(2017·辽宁大连期末)A、B两物体发生正碰,碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动,其位移—时间图象如图所示。由图可知,物体A、B的质量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1
答案C
解析由图象知,碰前vA=4 m/s,vB=0。碰后vA'=vB'=1 m/s,由动量守恒可知mAvA+0=mAvA'+mBvB',解得mB=3mA。故选项C正确。
8.(多选)(子弹打木块模型)(2017·四川内江期末)如图所示,一个质量为M的长条木块放置在光滑的水平面上,现有一颗质量为m、速度为v0的子弹射入木块并最终留在木块中,在此过程中,木块运动的距离为s,子弹射入木块的深度为d,木块对子弹的平均阻力为f,则下列说法正确的是( )
A.子弹射入木块前、后系统的机械能守恒
B.子弹射入木块前、后系统的动量守恒
C.f与d之积为系统损失的机械能
D.f与s之积为子弹减少的动能
答案BC
解析子弹射入木块的过程中,阻力对系统要做功,所以系统的机械能不守恒,故A错误;系统处于光滑的水平面上,所受的合外力为零,所以系统的动量守恒,故B正确;
系统损失的机械能等于阻力与两个物体相对位移的乘积,即ΔE=Ffd,故C正确;子弹减少的动能等于阻力与子弹位移的乘积,即ΔEk=W=Ff(s+d),故D错误。〚导学号06400320〛
能力提升组
9.(2017·河北衡水中学期中)如图所示,A、B经细绳相连挂在弹簧下静止不动,A的质量为m,B的质量为M,当A、B间绳突然断开,物体A上升到某位置时速度为v,这时B下落速度为u,在这段时间内弹簧弹力对物体A的冲量为 。
答案m(u+v)
解析分别对A、B两物体应用动量定理列式,联立即可以求出弹簧的弹力对A的冲量。以向上为正方向,由动量定理得,对B:-Mgt=-Mu-0,对A:I-mgt=mv-0,解得I=m(v+u)。
〚导学号06400317〛
10.(2017·江西南昌东湖区月考)质量为1 kg的物体静止放在足够大的水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4。有一大小为5 N的水平恒力F作用于物体上,使之加速前进,经3 s 后撤去F。求物体运动的总时间(g取10 m/s2)。
答案3.75 s
解析物体由开始运动到停止运动的全过程中,F的冲量为Ft1,摩擦力的冲量为Fft。选水平恒力F的方向为正方向,根据动量定理有Ft1-Fft=0 ①
又Ff=μmg ②
联立①②式解得t=,代入数据解得t=3.75 s。
11.(2017·内蒙古九原区期末)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,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m,据测算两车相撞前速度约为30 m/s。
(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力。
(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s,求这时人体受到安全带的平均冲力。
答案(1)5.4×104 N (2)1.8×103 N
解析(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5 m。设运动的时间为t,根据x=t,得t= s,根据动量定理Ft=Δp=mv0,得F= N=5.4×104 N。
(2)若人系有安全带,则F'= N=1.8×103 N。〚导学号06400318〛
12.一股水流以10 m/s的速度从喷嘴竖直向上喷出,喷嘴截面积为0.5 cm2,有一质量为0.32 kg的球,因受水对其下侧的冲击而停在空中,若水冲击球后速度变为0,则小球停在离喷嘴多高处?
答案1.8 m
解析小球能停在空中,说明小球受到的冲力等于重力,F=mg ①
小球受到的冲力大小等于小球对水的力。取很小一段长为Δl
的小水柱Δm,其受到重力Δmg和球对水的力F,取向下为正方向。(F+Δmg)t=0-(-Δmv) ②
其中小段水柱的重力Δm·g忽略不计,Δm=ρS·Δl
②式变为F=
因t很短,Δl很小,一小段Δl的水柱可以看成匀速上升,Δl=vt。
上式变为F=ρSv2 ③
v为冲击小球前水的速度,即水以初速v0射出后,上升到h高处时的速度。根据竖直上抛的公式有v2-=2(-g)h
所以v=
代入③,有F=ρS(-2gh)
代入①,有mg=ρS(-2gh)
h=
= m
=1.8 m。