人教版选择性必修一第一章动量专题(含答案)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共10小题,共60.0分)
1. 单板大跳台是一项紧张刺激项目。年北京冬奥会期间,一观众用手机连拍功能拍摄运动员从起跳到落地的全过程,合成图如图所示。忽略空气阻力,且将运动员视为质点。则运动员
A. 在空中飞行过程是变加速曲线运动
B. 在斜向上飞行到最高点的过程中,其动能全部转化为重力势能
C. 运动员从起跳后到落地前,重力的瞬时功率先减小后增大
D. 运动员在空中飞行过程中,动量的变化率在不断变化
2. 年月日,人民教育出版社向教育部相关部门领导上报了校园足球纳入到学校体育课程的建议,校园足球得到了很好的普及。如图学生正在练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落,被竖直顶起,离开头部后上升的最大高度仍为。已知足球与头部的作用时间为,足球的质量为,重力加速度取,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 下落到与头部刚接触时,足球动量大小为
B. 与头部作用过程中,足球动量变化量的方向竖直向上
C. 与头部作用过程中,足球动量变化量的方向竖直向下
D. 与头部作用过程中,足球动量变化量大小为
3. 一小球静止落下,落到水平桌面后反弹,碰撞过程时间不计且有能量损失若以出发点为坐标原点,竖直向下为正方向,忽略空气阻力,则小球的动量随位置坐标的关系图像正确是( )
A. B. C. D.
4. 轿车发生碰撞时关于安全气囊对驾驶员保护作用的说法正确的是
A. 减小了驾驶员的动量变化量
B. 减小了驾驶员的动量变化率
C. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D. 延长了撞击力的作用时间,从而使得驾驶员的动量变化量更大
5. 如图所示,质量为的足球在离地高处时速度刚好水平向左,大小为,守门员用手握拳击球,使球以大小为的速度水平向右飞出,手和球作用的时间极短,则( )
A. 击球前后球动量改变量的方向水平向左 B. 击球前后球动量改变量的大小是
C. 击球前后球动量改变量的大小是 D. 球离开手时的机械能不可能是
6. 如图,竖直向上抛出一个物体.若不计阻力,取竖直向上为正,则该物体动量随时间变化的图线是( )
A. B. C. D.
7. 下列关于动量的变化量说法正确的是( )
A. 动量变化量即为物体末动量与初动量的代数差
B. 若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则
C. 动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
D. 动量变化的大小,不可能等于初末状态动量大小之和
8. 关于动量,下列说法中正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,动量不变
B. 做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在变化
C. 物体的动量变化,动能也一定变化
D. 甲物体的动量,乙物体的动量,所以
9. 关于动量,下列说法中正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,动量不变
B. 做匀速圆周运动的物体,它的动量一定在改变
C. 物体的动量变化,动能也一定变化
D. 甲物体动量,乙物体动量,所以
10. 如图是某无人机竖直向上搬运货物的示意图,无人机从静止开始先匀加速上升,功率逐渐增加到额定功率,再变加速上升,最后匀速上升。已知该无人机额定功率为,自重,搬运货物。取。下列说法正确的是( )
A. 无人机搬运货物匀加速上升的末速度为
B. 无人机搬运货物匀速上升的速度为
C. 货物从静止到匀速运动时动量的变化量为
D. 货物从静止到匀速运动时动量的变化量为
二、计算题(本大题共3小题,共40.0分)
11. 质量为的小球从高处自由落下,与地面碰撞后反弹回高处。取竖直向下为正方向,且,求:
小球与地面碰前瞬间的动量;
球与地面碰撞过程中动量的变化。
12. 一个质量为的钢球,以的速度水平向右运动,碰到坚硬的墙壁后弹回,沿着同一直线以的速度水平向左运动如图。碰撞前后钢球的动量变化了多少
13. 解答以下三个问题,总结动量与动能概念的不同。
质量为的物体,速度由增大为,它的动量和动能各增大为原来的几倍?
质量为的物体,速度由向东的变为向西的,它的动量和动能是否发生变化?如果发生变化,变化量各是多少?
物体质量是,速度是,方向向东;物体质量是,速度是,方向向西。它们动量的矢量和是多少?它们的动能之和是多少?
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了斜抛运动的相关应用,理解斜抛运动在不同方向上的运动特点即可完成分析。
由斜抛运动受力与速度方向,即可判定其运动性质;运动员在斜向上飞行到最高点时,竖直方向速度变为,水平方向速度不为零;根据分析重力功率的变化;斜抛运动是加速度为的匀变速运动,由分析动量变化率。
【解答】
A.运动员在空中飞行过程只受重力,加速度恒定不变,所以是匀变速曲线运动,故A错误;
B.运动员在斜向上飞行到最高点时,竖直方向速度变为,水平方向速度不为零,所以其动能不为零,故B错误;
C.运动员从起跳后到落地前,竖直方向上做竖直上抛运动,竖直方向先减小后增大,根据可知,重力的瞬时功率先减小后增大,故C正确;
D.运动员在空中飞行过程中,加速度恒定不变,根据,可知动量的变化率不变,故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由速度位移公式及竖直上抛运动的对称性求得足球到达头部的速度大小和反弹后的速度大小,再根据动量及动量变化量的概念求解。
本题以学生练习用头颠球为情景载体,考查动量、运动学公式相结合的问题,解决此题的关键是要注意运动的对称性。
【解答】
A、下落到与头部刚接触时,由,可得,则足球动量大小为:,故A错误;
、由题意可知,与头部碰撞后,速度反向,大小不变,取竖直向下为正方向,则动量变化量为,大小为,方向竖直向上,故CD错误,B正确。
3.【答案】
【解析】竖直向下为正方向,则下落时的动量:,图像为曲线且向下弯曲;
与地面碰撞后,向上反弹,速度变为负值,由于碰撞有能量损失,则碰后速度小于碰前速度,
上升过程中:
随减小,则动量减小,选项ABC错误,D正确。
故选D。
小球下落时做自由落体运动,即匀加速直线运动,落向地面后又反向弹起做匀减速直线运动,根据小球的运动情况分析答题。
本题的关键是分析清楚小球运动过程,比较出下落时的动量和上升过程中的动量、知道图象的物理意义即可正确解题。
4.【答案】
【解析】
【分析】
分析碰撞前后的动量变化关系,明确动量变化率的变化,再根据动量定理分析冲击力的变化。
题考查动量定理的应用,要注意明确安全气囊增加了冲击时间,从而减小了冲击力。
【解答】
在碰撞过程中,人的动量的变化量是一定的,根据动量定理可知,驾驶员受到的撞击力的冲量不变;而用安全气囊后增加了作用的时间,根据动量定理可知,可以减小驾驶员受到的冲击力,即减小了驾驶员的动量变化率,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动量定理、机械能概念;理解动量、动量的变化均是矢量.注意正方向选取是列矢量式的前提。
选取正方向,由动量的定义,结合动量的方向即可求出动量的变化量;机械能的大小与势能点的选取有关。
【解答】
选取向右为正方向,在击球前足球的动量:,击球后:,所以动量的改变量:,故AB错误,C正确;
D.由于机械能的大小与势能点的选取有关,选取合适的重力势能的点,可以使球离开手时的机械能可能是,故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】明确物体速度变化情况,则可得出物体动量的变化情况,从而得出对应的图象。
本题考查对动量的理解,明确动量的大小及方向变化即可求解。
【解答】物体在竖直上抛运动过程中,速度先向上减小,然后再向下增大;则动量先向上,为正值并慢慢减小;然后再向下,为负值,逐渐增大;故 C正确,ABD错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
动量、动量变化量和动量变化率是不同的物理量,动量变化量是过程量,是初末状态动量的矢量差。
本题考查了动量的变化量,动量变化量是末动量与初动量的矢量差,不是代数差。
【解答】
A、动量变化量为物体末动量与初动量的矢量差,故A错误;
B、根据矢量运算的法则可知,若初、末动量不在同一直线上,运算时应遵循平行四边形定则,故B正确;
C、动量变化的方向可能与初末动量的方向相同,故C错误;
D、当初末状态动量方向相反时,动量变化的大小,等于初末状态动量大小之和,故D错误。
故选:。
8.【答案】
【解析】
【分析】
明确动量的定义,知道动量是矢量,其方向与速度方向相同;速度改变则动量一定改变;而动能是标量,只与速度的大小有关。
本题考查对动量的掌握情况,要注意明确动量的方向性,知道只要大小或方向中的一个改变,动量即发生改变。
【解答】
A、做匀速圆周运动的物体,速度方向时刻改变,故动量时刻改变,故A错误;
B、做匀变速直线运动的物体,由于速度大小时刻改为,故它的动量一定在改变,故B正确;
C、物体的动量变化,可能是速度方向改变,而大小不变,故动能不变,如匀速圆周运动,故C错误;
D、动量是矢量,其正负只表示方向,比较大小时只比较绝以值,因此甲的动量小于乙的动量,故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
明确动量的定义,知道动量是矢量,其方向与速度方向相同;速度改变则动量一定改变;而动能是标量,只与速度的大小有关。
本题考查对动量的掌握情况,要注意明确动量的方向性,知道只要大小或方向中的一个改变,动量即发生改变。
【解答】
做匀速圆周运动的物体,速度方向时刻改变,故动量时刻改变,故A错误,B正确;
C.物体的动量变化,可能是速度方向改变,而大小不变,故动能不变,如匀速圆周运动,故C错误;
D.动量是矢量,其正负只表示方向,比较大小时只比较绝以值,因此甲的动量小于乙的动量,故D错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了瞬时功率、动量、平衡条件的应用;解答此题的关键是分清过程,抓住无人机匀速上升时牵引力等于总重力。
当无人机匀速上升时,牵引力等于总重力,结合瞬时功率求出匀速上升的速度;
由动量的定义得出货物从静止到匀速运动时动量的变化量。
【解答】
无人机和货物的总质量:;
无人机匀速上升:;
由瞬时功率计算公式:可得:;
A.无人机从静止开始先匀加速上升,再变加速上升,最后匀速上升,匀速上升的速度为,匀加速上升的末速度小于,故A错误;
B.无人机搬运货物匀速上升的速度为,故B错误;
货物从静止到匀速运动时动量的变化量为:,故C正确,D错误。
11.【答案】解:设小球从高处自由落下碰地前瞬间的速率为,则有,
得到,
所以小球与地面碰前瞬间的动量:
,方向竖直向下
设小球碰地后瞬间的速率为,
则有,
得到,
则小球与地面碰撞过程中动量的变化量为:
,负号表示方向竖直向上。
【解析】 此题中动量是矢量,要规定正方向,用带正负呈的数值表示动量。动量变化量也是矢量,同样要注意方向。
小球自由下落时,加速度为,由速度与位移关系公式求出小球碰地前瞬间的速度,再求出动量;
小球反弹后,同样由速度与位移关系公式求出小球碰地后瞬间的速率。取竖直向下方向为正方向,分别表示出碰地前后小球的动量,小球动量的变化量等于末动量与初动量的差。
12.【答案】解:取碰撞后返回的方向为正方向,根据得:
答:碰撞前后钢球的动量变化了,方向水平向左.
【解析】取碰撞后返回的方向为正方向,根据求解动量的改变量.
本题主要考查了动量的概念、动量的变化直接应用,关键是明确矢量性,难度不大,属于基础题.
13.【答案】解:物体质量不变,物体的速度由增大为,
初动量,
末动量,即动量增大为原来的倍;
物体的初动能,
末动能,即动能增大为原来的倍;
取向东为正方向,则物体的初速度,末速度,动量变化量,负号表示动量变化量的方向与正方向相反,即向西。由于动能是标量,速度方向改变,但速度大小没变,所以动能没有变化
取向东为正方向,则物体的速度,物体的速度,两物体的动量矢量和,动能之和。
【解析】见答案
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