2021-2022年高二物理选择性必修第一册同步课时作业训练
1.1 动量
一、单选题。本大题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.关于动量,下列说法中正确的是( )
A.做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变
B.做匀速圆周运动的物体,动量不变
C.物体的动量变化,动能也一定变化
D.甲物体动量p1=5 kg · m/s,乙物体动量p2=-10 kg · m/s,所以p1>p2
2.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,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10kg·m/s B. - 10kg·m/s
C.40kg·m/s D. - 40kg·m/s
3.如图,false、false分别表示物体受到冲量前、后的动量,短线表示的动量大小为false,长线表示的动量大小为false,箭头表示动量的方向。在下列所给的四种情况下,物体动量改变量相同的是( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
4.颠球是足球运动基本技术之一,若质量为400g的足球用脚颠起后,竖直向下以4m/s的速度落至水平地面上,再以3m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,在足球与地面接触的时间内,关于足球动量变化量△p和合外力对足球做的功W,下列判断正确的是( )
A.△p=1.4kg·m/s W=-1.4J
B.△p=-1.4kg·m/s W=1.4J
C.△p=2.8kg·m/s W=-1.4J
D.△p=-2.8kg·m/s W=1.4J
5.质量为m的物体沿某一条直线运动,已知物体的初动量的大小为4 kg·m/s,经过时间t后,其动量的大小变为10 kg·m/s,则该物体动量的变化量的大小为( )
A.6 kg·m/s B.8 kg·m/s C.10 kg·m/s D.20 kg·m/s
6.关于动能和动量的说法,正确的是( )
A.动量不变的物体,动能一定不变 B.动量变化的物体,动能一定变化
C.动能不变的物体,动量一定不变 D.动能变化的物体,动量不一定变化
7.动量的定义是:物体的质量与速度的乘积,根据动量的定义,请判断以下单位中不属于动量单位的是false false
A.false B.false C.false D.false
8.静止在光滑水平面上的质量为false的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.false内物体的位移为零
B.false内拉力对物体做的功为false
C.false末物体的动量为零
D.false内物体动量的变化量为false
9.下列说法正确的是( )
A.动量为零时,物体一定处于平衡状态
B.动能不变,物体的动量一定不变
C.物体所受合外力不变时,其动量一定不变
D.物体受到恒力作用也可能做曲线运动
10.物体的动量变化量的大小为6 kg·m/s,这说明( )
A.物体的动量在减小 B.物体的动量在增大
C.物体的动量大小一定变化 D.物体的动量大小可能不变
二、多选题。本大题共3小题,每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11.如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法不正确的是( )
A.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的速度都相同
B.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的加速度都相同
C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量
12.对于一个质量不变的物体,下列说法正确的是( )
A.物体的动量发生变化,其动能一定变化
B.物体的动量发生变化,其动能不一定变化
C.物体的动能发生变化,其动量一定变化
D.物体的动能发生变化,其动量不一定变化
13.质量为2 kg的小球自塔顶由静止开始下落,不考虑空气阻力的影响,g取10 m/s2,下列说法中正确的是( )
A.2 s末小球的动能为40 J
B.2 s末小球的动量大小为40 kg·m/s
C.2 s内小球动量的变化量大小为20 kg·m/s
D.2 s内重力的平均功率为200 W
三、填空题。本大题共4小题。
14.动量是_______ 量(填标或矢),其方向与________的方向相同.质量为5kg的物体运动速度为3m/s,则其动量为____________;如果一个物体所受合力为5N,则5s的动量变化为___________.
15.甲、乙两个物体,它们的质量之比false,当它们的动能相同时,它们的动量之比_______;当它们的速度相同时,它们的动量之比________;当它们的动量相同时,它们的动能之比_______。
16.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下,将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动,从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,人的动量___________,(填“先增大后减小”或者“一直增大”) 人的动能___________,(填“先增大后减小”或者“一直增大”)加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时),动量和动能___________(填“最大”或者“最小”)。
17.如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p,经过一段时间后其速度方向改变了false角,它的动量变化的大小为_____________.
四、解答题。本大题共3小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
18.羽毛球是速度最快的球类运动之一。假设球飞来的速度为false,我国运动员林丹将球以false的速度反向击回.设羽毛球质量为false试求:
(1)林丹击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)在林丹的这次扣杀中,羽毛球的速度变化、动能变化各是多少?
19.一个质量是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,用作图法求出钢球动量变化大小和方向?
20.一个质量是0.2kg的钢球,以2m/s的速度水平向右运动,碰到一块坚硬的大理石后被弹回,沿着同一直线以2m/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?
参考答案
1.A
【解析】A.动量等于质量和速度乘积,所以做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变,故A正确
B.匀速圆周运动的物体速度一直在变,所以动量在变,故B错误
C.动量是矢量,动能是标量,动量变动能不一定变,故C错误
D.动量是矢量,正负代表方向,故D错误
故选A
2.D
【解析】由题知,取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为
p = - mv′ - mv = 5 × ( - 3 - 5)kgm/s = - 40kgm/s
故选D。
3.C
【解析】取向右方向为正方向;
①中初动量false,末动量false,则动量变化量为
false
②中初动量false,末动量false,则动量变化量为
false
③中初动量false,末动量false,则动量变化量为
false
④中初动量false,末动量false,则动量变化量为
false
故②④物体动量改变量相同。
故选C。
4.C
【解析】足球与地面碰撞过程中动量的变化量
△p=mv2-mv1=0.4×3kg·m/s-0.4(-4)kg·m/s=2.8kg·m/s
方向竖直向上;
由动能定理,合外力做的功
false
故选C。
5.A
【解析】取初动量方向为正,则初动量 p初=4?kg?m/s
未动量有两种可能:①末动量为正,p末=10?kg?m/s
则动量的变化量
△p=p末-p初=6?kg?m/s
②末动量为负,p末=-10?kg?m/s
则动量的变化量
△p=p末-p初=-14?kg?m/s
故A正确,BCD错误。
故选A。
6.A
【解析】A.物体的动量不变,物体的速度大小一定不变,故动能一定不变,故A正确;
B.物体的动量改变,可能是只有速度方向改变而速度大小不变,此时动能不变化,故B错误;
C.物体的质量一定时,若动能不变,其速度大小一定不变,但方向可能变化,物体的动量可能变化,故C错误;
D.物体的质量一定时,若动能变化,其速度大小一定变化,物体的动量一定变化,故D错误。
故选A。
7.D
【解析】A.根据动量的定义
false
false是物体的质量,单位为kg,false是物体运动的速度,单位为m/s,因此动量false的单位为false,故A不符合题意;
C.根据动量定理
△false
false是力,单位为N,false是时间,单位为s,则动量的单位可以表示成false,故C不符合题意;
BD.根据功的公式可知
false
则
false
则动量的单位为false,即false,J是功能的单位,故B不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.C
【解析】A.由题图分析可知物体在false内先做匀加速运动后做匀减速运动,false末的速度为零,位移一直增大,故A错误;
B.false内拉力做正功,false内拉力做负功,且两段时间内拉力做功的代数和为零,故B错误;
C.false末物体的速度为零,动量为零,故C正确;
D.在false内,物体的初动量为零,末动量也为零,故动量的变化量为零,故D错误。
故选C。
9.D
【解析】A.动量为零说明物体的速度为零,但物体速度为零并不一定为平衡状态,如汽车的启动瞬时速度为零,A错误;
B.动能不变,说明速度的大小不变,但速度的方向是可以变化的,故动量是可能发生变化的,B错误;
C.物体做匀变速直线运动时,物体的合外力大小不变,但速度大小会变化,故动量的大小也会发生变化, C错误;
D.物体受到恒力作用时有可能做曲线运动,如平抛运动, D正确。
故选D。
10.D
【解析】物体的动量变化量的大小为6 kg·m/s,动量是矢量,动量变化的方向与初动量可能同向、可能反向、也可能不在同一条直线上,故物体的动量的大小可能增加、可能减小,也可能不变。
故选D。
11.ACD
【解析】A.卫星由轨道1在P点进入轨道2做离心运动,要加速,所以在轨道1和在轨道2运行经过P点的速度不同,故A错误,符合题意;
B.在轨道1和在轨道2运行经过P点,都是万有引力提供向心力,由
false
可知,卫星在P点的加速度都相同,故B正确,不符合题意;
C.由
false
可知,由于r不同,加速度的方向指向地球,方向不同,所以卫星在轨道1的任何位置的加速度都不同,故C错误,符合题意;
D.卫星在轨道2的任何位置的速度方向不同,所以动量不同,故D错误,符合题意。
故选ACD。
12.BC
【解析】AB.当质量不变的物体的动量发生变化时,可以是速度的大小发生变化,也可以是速度的方向发生变化,还可以是速度的大小和方向都发生变化.当物体的速度方向发生变化而速度的大小不变时,物体的动量(矢量)发生变化,但动能(标量)并不发生变化, A错误B正确;
CD.当质量不变的物体的动能发生变化时,必定是其速度的大小发生了变化,而无论其速度方向是否变化,物体的动量必定发生变化, D错误C正确。
故选BC。
13.BD
【解析】A.2 s末小球的速度
false
则动能为
false
A错误;
B.2 s末小球的动量大小为
false
B正确;
C.2 s内小球动量变化量大小为40 kg ·m/s,C错误;
D.2 s内重力的平均功率为
false
D正确。
故选BD。
14.矢 速度 15kg.m/s 25N.s
【解析】动量是矢量,其方向与速度的方向相同,根据false可知false;
根据动量定理可得知5s的动量变化为false.
15.false false false
【解析】动量
false
动能
false
则有
false
[1]当它们的动能相同时,它们的动量之比
false
[2]当它们的速度相同时,它们的动量之比
false
[3]由动量和动能的表达式可知
false
则它们的动能之比为
false
16.先增大后减小 先增大后减小 最大
【解析】解:[1] 从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,人下降的速度先增大后减小,因此人的动量先增大后减小。
[2] 人下降的速度先增大后减小,由动能公式可知,人的动能先增大后减小。
[3]加速度等于零时(即绳对人的拉力等于人所受的重力时),人的速度最大,人的动量和动能最大。
17.false
【解析】根据矢量三角形法则,动量变化量如图所示
故动量变化量大小为:
false.
18.(1)false,方向与羽毛球飞回的方向相同;(2)false
【解析】(1)以球飞回的方向为正方向,则
false
false
所以羽毛球的动量变化量为
false
即羽毛球的动量变化大小为false,方向与羽毛球飞回的方向相同;
(2)羽毛球的初速度为false,羽毛球的末速度为false,所以
false
羽毛球的初动能
false
羽毛球的末动能
false,
所以
false
19.false,
【解析】碰撞前后钢球不在同一直线运动,据平行四边形定则,以p′和P为邻边做平行四边形,则△p就等于对角线的长度,对角线的指向就表示的方向
false
方向竖直向上。
20.有变化,-0.8kg·m/s,且动量变化的方向向左
【解析】取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度v=2m/s,碰撞前钢球的动量为
false
碰撞后钢球的速度为v′=0.2m/s,碰撞后钢球的动量为
false
false
且动量变化的方向向左