2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
1.1动量
跟踪训练(解析版)
1.如图所示,竖直平面内有一个圆,是圆的一条直径,为圆心。、、、为圆的四条弦,在这四条弦和一条直径中,相邻之间的夹角均为,沿竖直方向。在点,将一小球以某一速度沿该圆所在的竖直平面抛出,小球抛出的方向不同,该小球会经过圆周上的不同点。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.在、、、、五点中,小球在点的速度最大
B.在、、、、五点中,小球在点的动能最大
C.在、、、、五点中,小球在点的重力势能最小
D.在、、、、五点中,小球在点的动量最小
2.航母舰载机在航母甲板上滑翔起飞前的过程可看作初速度为零的匀加速直线运动。在滑翔起飞前的过程中,航母舰载机的动能( )
A.与它所经历的时间成反比
B.与它滑翔的位移大小成反比
C.与它的速度大小成正比
D.与它的动量大小的二次方成正比
3.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一个质量为m的小物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑。以下说法正确的是( )
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相等
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相等
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相等
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相等
4.一物体在从A点运动到B点的过程中,其末动能变为初动能的8倍,下列判断正确的是( )
A.物体的动量可能不变
B.物体的末动量变为初动量的2倍
C.物体的末动量变为初动量的16倍
D.物体的初动量和末动量的方向一定相同
5.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
6.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
7.关于质量一定的物体的动能、动量关系说法正确的是( )
A.动能不变,动量一定不变
B.动量变化,动能一定变化
C.动量的变化量为零,动能的变化量一定为零
D.动能的变化量为零,动量的变化量一定为零
8.一质点做匀加速直线运动,在通过某段位移内速度增加了,动量变为原来的3倍.则该质点的加速度为( )
A.
B.
C.
D.
9.下列说法正确的是( )
A.质点的速度发生变化,动能就发生变化
B.合外力的冲量不为零,则质点动能一定变化
C.质点的动量发生变化,动能一定发生变化
D.合力做功不为零,则质点动量一定变化
10.某物体在某一过程中的动量变化量为,则初、末两状态相比( )
A.该物体的动量一定减小
B.该物体的动量一定反向
C.该物体的动量可能增大
D.该物体的动量一定同向
11.关于动量和动能,下列说法中错误的是( )
A.做变速运动的物体,动能一定不断变化
B.做变速运动的物体,动量一定不断变化
C.合外力对物体做功为零,物体动能的增量一定为零
D.合外力对物体做功为零,物体动量的增量一定为零
12.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
13.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
14.下列关于动量的说法正确的是( )
A.质量大的物体,动量一定大
B.质量和速率都相等的物体,动量一定相同
C.质量一定的物体的速率改变,它的动量一定改变
D.质量一定的物体的运动状态改变,它的动量一定改变
15.质量为3kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2m/s变成5m/s,那么在此过程中,动量变化的大小可能是( )
A.
B.
C.
D.
16.质量是8
g的玻璃球,以3
m/s的速度向右运动,碰到一个物体后被弹回,以2
m/s的速度沿同一直线向左运动,试求该玻璃球的动量变化量。
17.竖直向上抛出质量为0.1kg的石头,石头上升过程中,空气阻力忽略不计,石头离手时的速度是20m/s,g取10m/s2。求:
(1)石头离手时的动量;
(2)石头能够上升的最大高度;
(3)石头离手后,上升15m高时的速度大小。
18.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60
kg的运动员,从离水平网面3.2
m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0
m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2
s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g=10
m/s2)
19.一质量为m=0.2kg的皮球。从高H=0.8m处自由落下,与地面相碰后反弹的最大高度为h=0.45m,则球与地面接触这段时间内动量的变化为多少?
参考答案
1.B
【详解】
由机械能守恒定律可知
落在b点的小球下落的竖直高度最大,重力正功,则速度最大,动能最大;小球在e点时由于重力做负功,则速度最小,动量最小,重力势能最大,故ACD错误,B正确;
故选B。
2.D
【详解】
AC.舰载机某时刻的速度
v=at
则此时的动能
即动能与时间的平方成正比,与速度的平方成正比,选项AC错误;
B.根据动能定理
Ek=Fx=max
可知与它滑翔的位移大小成正比,选项B错误;
D.因为
p=mv
则动能
即动能与它的动量大小的二次方成正比,选项D正确。
故选D。
3.A
【详解】
物体a做自由落体运动,其加速度为g;而物块b沿圆弧轨道下滑,在竖直方向的加速度始终小于g,由运动学规律得tA<tB;因为动量是矢量,方向与速度的方向相同,故a、b到达S时,它们在S点的动量方向不同,即动量不同。
故选A。
4.B
【详解】
ABC.根据
Ek=mv2
可知,当物体的末动能变为初动能的8倍时,物体末速度的大小变为初速度大小的2倍,由
p=mv
可知,物体的末动量大小变为初动量大小的2倍,选项A、C错误,B正确;
D.物体的速度方向可能发生变化也可能不发生变化,所以物体的初动量和末动量的方向不一定相同,选项D错误。
故选B。
5.D
【详解】
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。
6.D
【详解】
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。
7.C
【详解】
A.动能不变,可能是速度的大小不变,但是方向可能变化,则物体的动量不一定不变,例如匀速圆周运动,选项A错误;
B.动量变化,动能不一定变化,例如做匀速圆周运动的物体,选项B错误;
C.动量的变化量为零,即动量不变,则动能一定不变,即动能的变化量一定为零,选项C正确;
D.动能的变化量为零,即速度大小不变,则动量的变化量不一定为零,例如做匀速圆周运动的物体,选项D错误;
故选C。
8.B
【详解】
动量变为原来的3倍,根据
则速度变为3倍,设初速度为v0,则通过位移x后,速度变为3v0,由题意可得
根据
联立解得
故选B。
9.D
【详解】
A.动能只与速度大小有关,速度是矢量,若速度大小不变,方向变化时,速度变化,而动能不变,故A错误;
BC.合外力的冲量不为零,则动量发生变化,可能是改变质点的动量方向,动量大小不变,则由
可知质点动能不发生变化,故B错误;
D.合力做功不为零,则速度的大小发生变化,由
可知质点动量一定变化,故D正确。
故选D。
10.C
【详解】
AC.物体的动量变化量为,说明动量的变化量与规定的正方向相反,但该物体的动量可能增大,也可能减小,故C正确,A错误;
BD.物体的动量变化与动量无关,物体的动量变化量为,表示动量的变化与规定的正方向相反,不表示物体的动量一定为负方向,或者一定为正方向,故BD错误。
故选C。
11.AD
【详解】
A.做变速运动的物体,速度大小不一定变化,动能不一定变化,故A错误;
B.做变速运动的物体,速度发生变化,动量一定不断变化,故B正确;
CD.合外力对物体做功为零,由动能定理,物体动能的增量一定为零,故C正确,D错误。
本题选错误项,故选AD。
12.BD
【详解】
A.2
s末小球的速度
则动能为
A错误;
B.2
s末小球的动量大小为
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
D正确。
故选BD。
13.BC
【详解】
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。
14.CD
【详解】
A.根据动量的定义,它是质量和速度的乘积,因此它由质量和速度共同决定,A错误;
B.又因为动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,而质量和速率都相等的物体,其动量大小一定相等,但方向不一定相同,B错误;
C.质量一定的物体的速率改变,则它的动量大小就一定改变,C正确;
D.质量一定的物体的运动状态改变,它的速度就一定改变,它的动量也就改变,D正确。
故选BD。
15.AD
【详解】
若两速度方向相同,则动量的变化为
若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化为
故选AD。
16.4.0×10-2
kg·m/s,水平向左
【详解】
设水平向右的方向为正方向,则碰前、碰后的动量分别为
p=mv=8×10-3×3kg·m/s=2.4×10-2kg·m/s
p′=mv′=8×10-3×(-2)kg·m/s=-1.6×10-2kg·m/s
故玻璃球动量的变化量为
Δp=p′-p=-1.6×10-2kg·m/s-2.4×10-2kg·m/s=-4.0×10-2kg·m/s
“-”表示动量变化量的方向水平向左。
17.(1)2kgm/s,方向竖直向上;(2)20m;(3)10m/s
【详解】
(1)根据动量公式得
方向竖直向上。
(2)根据动能定理得
解得
(3)
根据动能定理得
解得
18.
【详解】
设运动员从h1处下落,刚触网的速度为
解得
方向向下
运动员反弹到达高度h2,离网时速度为
解得
方向向上
在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg,设向上方向为正,由动量定理有
解得
19.-1.4kg·m/s
【详解】
取竖直向下的方向为正,则由H处下落,与地面接触前瞬间的速度
这时的动量
pl=mv1=0.8kg·m/s
方向竖直向下;
与地面接触后离开地面前瞬间的速度
这时的动量
p2=mv2=0.6kg·m/s
方向竖直向上;
球与地面接触这段时间内动量的变化为
动量的变化方向为负,说明动量的变化方向向上。