1.1、动量
一、选择题(共16题)
1.从同一高度将两个质量相等的物体,一个自由落下,一个以某一水平速度抛出,当它们落至同一水平面的过程中(空气阻力不计)( )
A.动量变化量大小不同,方向相同
B.动量变化量大小相同,方向不同
C.动量变化量大小、方向都不相同
D.动量变化量大小、方向都相同
2.下列物理量不是矢量的是( )
A.动量 B.冲量 C.速度 D.时间
3.一个质量为m的小球以速率2v垂直射向墙壁,碰后仍垂直墙壁以速率v弹回,此过程中小球动量变化量的大小是( )
A.0 B.mv C.2mv D.3mv
4.两辆汽车的质量分别为m1和m2,已知m1>m2,沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能,则此时两辆汽车动量p1和p2的大小关系是 ( )
A.p1等于p2 B.p1小于p2
C.p1大于p2 D.无法比较
5.物体在竖直平面内做匀速圆周运动,运动一周的过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的动量一直变化,动能始终不变
B.物体的动能一直变化,动量始终不变
C.物体的动量和动能始终不变
D.物体的动量和动能一直变化
6.下列关于动量的论述哪些是正确的( )
A.质量大的物体动量一定大
B.速度大的物体动量一定大
C.两物体动量相等,动能一定相等
D.两物体动能相等,动量不一定相同
7.如图所示,甲、乙两人在水平路面上沿相反方向运动。已知甲的质量为40 kg,速度大小υ1=5 m/s;乙的质量为80 kg,速度大小υ2=2.5 m/s。则以下说法正确的是( )
A.甲的动量比乙的动量大 B.甲、乙两人的动量相同
C.甲的动量大小为200 kg·m/s2 D.乙的动量大小为200 kg·m/s
8.若一个质点由静止开始做匀加速直线运动,下列有关说法正确的是( )
A.某时刻质点的动量与所经历的时间成正比
B.某时刻质点的动量与所发生的位移成正比
C.某时刻质点的动能与所经历的时间成正比
D.某时刻质点的动能与所发生位移的平方成正比
9.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
10.下列运动中的物体,动量始终保持不变的是( )
A.绕地球匀速运行的同步卫星
B.小球碰到竖直墙壁被弹回,速度大小不变
C.用绳子拉着物体,沿斜面做匀速直线运动
D.荡秋千的小孩,每次荡起的高度保持不变
11.如图为蹦极运动示意图,弹性绳的一端固定在O点,另一端和弹性绳相连,运动员从O点自由下落.a点是弹性绳的原长位置,c点是人所能到达的最低点,b点是人悬吊静止时的位置,把由O点到a点的过程称为过程I,由a点到c点的过程称为过程II,不计空气阻力,下列说法正确的是
A.过程I中人动量的改变量的大小小于重力冲量的大小
B.过程II中人动量的减小量的大小等于过程I中重力的冲量大小
C.过程II中人的动能一直减小到零
D.过程II中人与地球系统机械能的减少量等于过程I中重力做的功
12.如图,在正方形abcd范围内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场,两个电子以不同的速率从a点沿ab方向垂直磁场方向射入磁场,其中甲电子从c点射出,乙电子从d点射出。不计重力,则甲、乙电子( )
A.速率之比为1:2
B.在磁场中运行的周期之比1:2
C.速度偏转角之比为1:2
D.电子在磁场中运动时,动能和动量均不变
13.下列叙述正确的是( )
A.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,一定做负功
B.物体做曲线运动动量一定变化,加速度不一定变化
C.牛顿发现万有引力定律并测定了引力常量
D.电场中电场线密的地方电场强度越大,电势一定越高
14.关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是( )
A.在同一轨道上运行的两颗质量相同的卫星,它们的动量相同
B.在赤道上空运行的两颗同步卫星,它们的机械能可能不同
C.若卫星运动的周期与地球自转周期相同,它就是同步卫星
D.沿椭圆轨道运行的卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率
15.如图所示,可视为质点的小球用不可伸长的结实的细线悬挂起来,将细线水平拉直后从静止释放小球,小球运动到最低点时的动量为、重力的功率为、绳子拉力为,向心加速度为;若改变小球质量或悬线长度,仍将细线水平拉直后从静止释放小球,下列说法正确的是
A.若仅将小球质量变为原来的2倍,则最低点的动量变为原来的2倍
B.若仅将小球质量变为原来的2倍,则最低点的重力功率变为原来的2倍
C.若仅增加悬线长度,则最低点时绳子拉力不变
D.若仅增加悬线长度,则最低点时向心加速度增大
16.质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动.t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示.此后物体的v-t图象如图乙所示.取水平向右为正方向.g取10m/s2.则
A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5
B.8s末物体的动量为8kgm/s
C.0-10s内恒力F的冲量大小为30NS
D.0-10s内恒力F做功的平均功率为0.6W
二、填空题
17.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___________.
18.2018年俄罗斯世界杯足球比赛中,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球。
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度变为10 m/s,方向仍向右(如图甲所示),则足球的初动量p=___________,方向___________,足球的末动量p'=___________,方向___________;在这一过程中足球动量的改变量Δp=___________,方向___________。
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙所示),则这一过程中足球的动量改变量是___________,方向___________。
19.质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为______kg·m/s.若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小为______N(取g =10m/s2).
20.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角,它的动量变化的大小为_____________.
三、综合题
21.如图所示,半径为R的竖直圆环在电动机作用下,可绕水平轴O转动,圆环边缘固定一只质量为m的连接器。轻杆通过轻质铰链将连接器与活塞连接在一起,活塞质量为M,与固定竖直管壁间摩擦不计。当圆环逆时针匀速转动时,连接器动量的大小为p,活塞在竖直方向上运动。从连接器转动到与O等高位置A开始计时,经过一段时间连接器转到最低点B,此过程中,活塞发生的位移为x,重力加速度取g。求连接器:
(1)所受到的合力大小F;
(2)转到动量变化最大时所需的时间t;
(3)从A转到B过程中,轻杆对活塞所做的功W。
22.羽毛球是速度最快的球类运动之一。假设球飞来的速度为,我国运动员林丹将球以的速度反向击回.设羽毛球质量为试求:
(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?
23.如图所示,质量为m=2.0kg的小滑块,由静止开始从倾角的固定的光滑斜面的顶端A滑至底端B,A点距离水平地面的高度h=5.0m,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)滑块由A滑到B经历的时间;
(2)滑块由A滑到B的过程中支持力的冲量
(3)滑块由A滑到B时的重力功率
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
同意高度物体做自由落体运动和平抛运动时间相等,根据动量定理
动量变化量大小、方向都相同。故ABC错误,D正确。
故选D。
2.D
【详解】
矢量与标量有两大区别:一是矢量有方向,标量没有方向;二是运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数法则,上述选项中只有时间是标量,故D正确,ABC错误.
3.D
【解析】
【详解】
取初速度方向为正方向,初动量为2mv,末动量为﹣mv,故动量的改变量为
△P=P′﹣P=(﹣mv)﹣2mv=﹣3mv
故动量变化大小为3mv,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.C
【详解】
由于,可得,动量与动能关系式为
已知m1>m2,具有相等的动能,故p1大于p2。
故选C。
5.A
【详解】
匀速圆周运动速度大小不变,方向时刻变化,由可知动量为矢量,则物体的动量一直变化,由可知,动能为标量,则物体的动能始终不变
故选A。
6.D
【详解】
AB、根据可知质量大的物体,动量不一定大,还要看速度;速度大的物体动量不一定大,还要看质量,故选项A、B错误;
CD、根据和可得,当物体的动量相等时,动能不一定相等,而物体的动能相等时,动量也不一定相同,故选项D正确,C错误.
7.D
【详解】
根据公式
p=mv
可知甲的动量大小为200 kg·m/s,则C的单位是错误的;乙的动量大小为200 kg·m/s ,甲、乙动量大小相等,但动量方向不同,故甲、乙动量不同。则D正确,ABC错误。
故选D。
8.A
【详解】
A.根据和,联立可得
与成正比,故A正确;
B.根据可得
与成正比,故B错误;
C.由于
与成正比,故C错误;
D.由于
与成正比,故D错误。
故选A。
9.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。
10.C
【详解】
动量的表达式为
A.正常运行的地球同步卫星,速度大小不变,方向不断改变,所以动量改变,A错误;
B.小球碰到竖直墙壁被弹回,速度大小不变,但方向改变,所以动量改变,B错误;
C.用绳子拉着物体,沿斜面做匀速直线运动,速度大小和方向都不发生改变,所以动量不变,C正确;
D.荡秋千的小孩,每次荡起的高度保持不变,在这个过程中速度大小和方向都改变,所以动量改变,D错误。
故选C。
11.B
【详解】
A、根据动量定理,过程I中人动量的改变量的大小等于重力冲量的大小,故A错;
B、设人在a点的速度为v,则过程I中人的动量变化量的大小等于mv,在过程II中速度从v减到零,所以动量变化量的大小也等于mv,再结合A选项可知B正确;
C、因为b点是人悬吊静止时的位置,即合力为零的位置,所以从a到c合力先向下后向上,即先加速后减速,所以过程II中人的动能先增大后减小,故C错;
D、过程II中人与地球系统机械能的减少量等于克服弹力做的功,从功能关系上来说,克服弹力做功应该等于整个过程重力做功,故D错;
故选B
12.C
【详解】
A.带电粒子在磁场中运动有
整理可得
甲、乙的半径之比为2:1,故速率之比为2:1,A错误;
B.根据
故甲、乙周期相等,B错误;
C.甲在磁场中运动,乙在磁场中运动,故时间之比为1:2,偏转角之比为1:2,选项C正确;
D.电子在磁场中运动时,洛伦兹力不做功,则动能不变,但是动量方向不断变化,即动量不断变化,选项D错误。
故选C。
13.B
【详解】
A.恒力做功的表达式
W=Fscosα
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,但与运动方向可以相同,也可以相反,物体受滑动摩擦力也有可能位移为零,故可能做负功,也可能做正功,也可以不做功,故A错误;
B.物体做曲线运动动量一定变化,加速度不一定变化,例如平抛运动,选项B正确;
C.牛顿发现万有引力定律,卡文迪许测定了引力常量,选项C错误;
D.电场中电场线密的地方电场强度越大,但是电势不一定越高,例如离负点电荷越近的位置场强大,但是电势低,选项D错误;
故选B.
14.BD
【详解】
在同一轨道上运行的两颗质量相同的卫星,它们的速度大小相同,但是方向不同,则动量大小相同,方向不同,即动量不同,选项A错误;在赤道上空运行的两颗同步卫星,它们的高度和速度都相同,但是质量可能不同,机械能可能不同,选项B正确;若卫星运动的周期与地球自转周期相同,但它的轨道必须与赤道平面内它才就是同步卫星,选项C错误;沿椭圆轨道运行的卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率,例如在与长轴对称的两点上,选项D正确;故选BD.
15.AC
【详解】
A.由机械能守恒定律可知,若仅将小球的质量变为原来的2倍,小球到最低点的速度v不变,由p=mv可知,最低点的动量p将变为原来的2倍,故A正确;
B.在最低点时速度的方向为水平方向,与重力方向垂直,重力的功率为零,所以小球的重力功率P不变仍然为零,故B错误;
C.在最低点绳子的拉力为F,由牛顿第二定律可得
则
F=3mg
可见在最低点时绳子的拉力与绳长无关,故C正确;
D.小球最低点时的向心加速度
与绳长L无关,故D错误。
故选AC.
16.CD
【详解】
设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v-t图得,加速度大小a1=2 m/s2方向与初速度方向相反;设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v-t图得,加速度大小a2=1m/s2 方向与初速度方向相反;根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1;F-μmg=ma2;解得:F=3N;μ=0.05,故A错误.8s末物体的速度为v4=-4m/s,动量mv4=-8kgm/s,选项B错误;0-10s内恒力F的冲量大小为I=Ft=30N S,选项C正确;10s内的位移;0-10s内恒力F做功W=Fx=3×2J=6J,则平均功率,故D正确.故选CD.
17. 矢 速度 15kg.m/s 25N.s
【详解】
动量是矢量,其方向与速度的方向相同,根据可知;
根据动量定理可得知5s的动量变化为.
18. 1.6 kg·m/s 向右 4 kg·m/s 向右 2.4 kg·m/s 向右 5.2 kg·m/s 向左
【详解】
(1)足球的初动量为
速度方向水平向右,则初动量方向向右;
足球的末动量为
方向仍为向右;
这一过程中足球动量的改变量
方向向右;
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,设向右为正方向,则初动量为
然后以3 m/s的速度反向弹回,末动量为
则动量的改变量为
则动量改变量的大小为5.2 ,方向向左。
19. 2 12
【详解】
取竖直向上为正方向
p = 0.2×4-(-0.2×6)kg·m/s =2 kg·m/s
根据动量定理
(F-mg)t = p
得
F=+ mg =12N
20.
【详解】
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:
.
21.(1);(2);(3)
【详解】
(1)连接器做匀速圆周运动的速度
则连接器做匀速圆周运动所受到的合力大小
(2)当连接器转到右侧与A点对称位置时动量变化最大,此时用时间
(3) 设连接器在A点时连杆与竖直方向的夹角为θ,则此时连杆的速度为
而对活塞
可知活塞的速度
当连接器到达B点时,活塞的速度为零,则从A到B,对活塞由动能定理
解得
22.(1),方向与羽毛球飞回的方向相同;(2)
【详解】
(1)以球飞回的方向为正方向,则
所以羽毛球的动量变化量为
即羽毛球的动量变化大小为,方向与羽毛球飞回的方向相同;
(2)羽毛球的初速度为,羽毛球的末速度为,所以
羽毛球的初动能
羽毛球的末动能
,
所以
23.(1)2.0s (2) 方向垂直斜面向上 (3)100W
【详解】
试题分析: 对滑块受力分析,由牛顿第二定律求出滑块的加速度;再根据位移公式求出滑块由A滑到B经历的时间;根据冲量公式I=Ft,可得下滑过程中支持力的冲量;求出滑块滑到底端时的速度,根据瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率.
(1)受力分析如图,由牛顿第二定律得,
得小滑块沿斜面运动的加速度
滑块沿斜面由A到B的位移为
滑块由A到B做匀加速运动的时间为t,则
得
(2)由受力分析可知,支持力
支持力的冲量为,方向垂直斜面向上
(3)滑块到达斜面底端时速度达到最大
重力功率为
答案第1页,共2页