选修1 第1章 动量 知识问答式 学案(附章末测试)(有解析)

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名称 选修1 第1章 动量 知识问答式 学案(附章末测试)(有解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-08-19 10:07:52

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▲选修1 第一章 动量
问题1.什么是动量 ?动量与动能什么区别和联系?怎么实现它们之间的相互转化?
答:(1)概念:动量是物体质量与速度的乘积,表达式是P= mv;动量有方向是 矢量,其中v指物体的对地速度;
(2) 注意动量和动能的联系:Ek=mv2 p= Ek= 都是速度一质量的关系式。动量是矢量,动能是标量。
问题2、什么是动量的变化量?什么是冲量?怎么计算冲量?冲量和动量变化量什么关系?
(1)动量的增量:ΔP=P`-P(意义是末动量减初动量)也是矢量。
(2)冲量概念:一个恒力的冲量指的是这个力与其作用时间的乘积。表达式I= Ft;
(3)冲量计算①.求冲量大小时,只要力不为零,一段时间内的冲量就不为零.
②.恒力的冲量:I=Ft只适合于计算恒力的冲量,
(4)冲量和动量变化量什么关系?依据:由牛顿第二定律及加速度定义式:整理得;即;所以冲量等于动量变化量:。
问题3、什么是动量定理?怎么运用动量定理?
答:(1)动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化量,叫做动量定理。动量定理表达式为:I=Ft=mv`- mv=ΔP
(2)动量定理的应用:①根据动量定理求解平均作用力?。可以通过公式求解冲量或者动量变化量。
问题4.若是变力怎么求解冲量?
答:(1)根据动量定理,动量变化量等于冲量:;
(2)若力与时间成线性关系变化,则可用平均力求冲量.I=F平均t。(平均作用力是一种近似计算把变力看成恒力。)
(3)若给出了力F随时间t变化的图象,可用F-t图象与t轴所围的面积I=Ft求冲量.面积也是动量的变化量。
练习1.(本题4分)关于冲量和动量,下列说法中错误的是(  )
A.冲量是反映力对时间的积累效应的物理量 B.动量是描述物体运动状态的物理量
C.冲量是物体动量变化的原因 D.冲量方向与动量方向一致
练习1【答案】D【详解】A.根据冲量的定义可知,冲量是力在时间上的累积效应,故A正确,不符合题意;B.根据动量的定义可知,动量是描述物体运动状态的物理量,故B正确,不符合题意;C.根据动量定理可知,冲量是物体动量变化的原因,故C正确,不符合题意;D.冲量的方向与力的方向一致,故D错误,符合题意。故选D。
练习2.(本题4分)若一颗质量的子弹以的初速度经时间射入墙壁,则子弹射入墙壁时,其对墙壁的平均作用力约为(  )A. B. C. D.
练习2.【答案】B 【分析】本题考查动量定理的应用,根据动量定理列式求解。
【详解】设子弹对墙壁的作用力为F,根据动量定理,有解得,故ACD错误,B项正确。故选B。
问题5.什么是动量守恒定律?动量守恒定律的条件是什么?表达式是什么?什么情况可以运用动量守恒定律?
答:(1)动量守恒定律内容:系统只有内部的相互作用力做功,不受外力或者所受外力之和为零,系统总动量守恒 。
(2) 动量守恒的条件:系统只有内部的相互作用力做功,不受外力或者所受外力之和为零
(3)动量守恒的表达式(1)p=p′,系统相互作用变化前动量p等于相互作用后的变化后动量p′。
(4)动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和。
(5)判断能否运用动量定理:根据动量守恒条件:只有系统内部相互作用力做功,而外力不做功的情况下就可以运用动量守恒定理。
练习1把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、子弹和车,正确的是(  )
A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒
C.三者组成的系统因为子弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可忽略不计,故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零
练习1答案 D 枪、子弹和车共同构成系统,内部相互作用是子弹和枪及车共同内部相互作用力,故整体动量守恒。但是枪和子弹间动量不守恒,因为枪在车上,受到车的阻力作用,故而属于外力,所以枪和子弹动量不守恒。
问题6.什么是弹性碰撞?弹性碰撞有什么规律?
答:如果碰撞过程中忽略能量的损耗,这样的碰撞叫做弹性碰撞.弹性碰撞机械能守恒,动量也守恒,
②两个规律:动量守恒定律:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;机械能守恒:m1v+m2v=m1v1′2+m2v2′2(碰前动能=碰后动能)
问题7.什么是非弹性碰撞?动量是否守恒?动能的变化有什么特别之处?
答:(1)非弹性碰撞定义:如果碰撞过程中有能量损耗,这样的碰撞叫做非弹性碰撞.
(2)非弹性碰撞机械能不守恒,但因为只是内部的相互作用故而动量守恒。
(3)非弹性碰撞规律:①动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;
②机械能减少,碰撞前动能大于碰撞后的动能,Ek1+Ek2 ≥Ek1′+Ek2′
③同时损失的机械能转化为内能:Q=|ΔEk|=Ek初总-Ek末总(改变的内能=碰前动能减碰后动能)
问题8、什么是完全非弹性碰撞?能量的损耗有什么特点?完全非弹性碰撞怎么计算能量的损失?
答:①完全非弹性碰撞定义:如果两个物体碰撞后,两个物体连接成一个整体 ,叫做非完全弹性碰撞.机械能不守恒 ,但动量守恒。
②完全非弹性碰撞规律:动量守恒:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共;
碰撞中机械能损失最多|ΔEk|=m1v+m2v--(m1+m2)v.
问题9、爆炸过程中动量是否守恒机械能是否守恒为什么?
答:在爆炸过程中动量守恒 ,机械能一定不守恒(机械能增加).因为在爆炸过程中是其他形式能转化为物体的动能,所以机械能增加,但是还是属于内力作用,故而动量守恒。
问题10、两个小球一前一后,后面速度大于前面速度,小球前后碰撞后的速度大小怎么判断?
答:碰撞后速度的判断,满足的条件(1)动量守恒:p1+p2=p1′+p2′;
(2)动能不增加原理:Ek1+Ek2 ≥Ek1′+Ek2′.(碰后的总动能至少小于碰前的总动能,因为可能有能量损耗)
(3)速度要符合情景:碰撞后,前面的物体的速度大于或等于后面的物体的速度,即v前′≥v后′,否则碰撞不会结束.
例如:质量相等两个物体在碰前速度分别为5,3,碰后可能是4和4 或者3和5,但是不可能是-6和14 (动能不符合)。
练习5.7.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s,当A追上B并发生碰撞后,A、B两球速度的可能值是(  )
A.vA′=5 m/s,vB′=2.5 m/s B.vA′=2 m/s,vB′=4 m/s
C.vA′=-4 m/s,vB′=7 m/s D.vA′=7 m/s,vB′=1.5 m/s
练习5答案 B解析 虽然题给四个选项均满足动量守恒定律,但A、D两项中,碰后A的速度vA′大于B的速度vB′,必须要发生第二次碰撞,不符合实际,即A、D项均错误;C项中,两球碰后的总动能Ek后=mAvA′2+mBvB′2=57 J,大于碰前的总动能Ek前=mAv+mBv=22 J,违背了能量守恒,所以C项错误;而B项既符合实际情况,也不违背能量守恒,所以B项正确.
练习6.(本题4分)A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A质量为5 kg,速度大小为10 m/s,B质量为2 kg,速度大小为5 m/s,两者相碰后,A沿原方向运动,速度大小为4 m/s,则B的速度大小为( )
A.10m/s B.5m/s C.6m/s D.12m/s
【答案】A【详解】取A球的速度方向为正方向,AB的总动量大小为:
根据动量守恒得:,解得:
练习7.(本题4分)两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图中a线段所示,在t=4s末,细线突然断了,B、C都和弹簧分离后,运动图线分别如图中b、c线段所示。从图中的信息可知(  )
A.木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反 B.木块B、C都和弹簧分离后,系统的总动能不变
C.木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大 D.木块B的质量是木块C质量的四分之一
练习7.【答案】D 【详解】A.由x t图象可知,位移均为正,均朝一个方向运动,没有反向,故A错误;B.木块B、C都和弹簧分离后,因弹簧释放弹性势能,则系统的总动能增加,选项B错误;C.木块B、C都和弹簧分离后,系统所受合外力矢量和为零,所以系统前后的动量守恒,即系统的总动量保持不变,系统动量守恒,则系统内两个木块的动量变化量等大反向,故C错误;D.木块都与弹簧分离后B的速度和C的速度分别为 细线未断前B、C的速度均为,由动量守恒定律得解得故D正确。故选D。
问题11、什么是反冲运动?反冲运动的条件是什么?有什么规律?
答:(1)反冲运动的定义:如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,这个运动叫做反冲运动.
(2)反冲运动的条件:系统某一方向上不受外力或所受合外力为零或内力远大于外力。
(3)反冲运动遵循动量守恒定律.根据反冲运动前总动量为零,爆炸或反冲后总动量也为零即0=mv+MV得mv=-MV即反冲后两个物体的动量大小相等,方向相反。
问题12、火箭上天过程燃料和火箭之间满足什么样的关系?
答:火箭问题的分析:火箭在运动过程中,随着燃料的燃烧,火箭本身的质量不断减小,故在应用动量守恒定律时,必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的燃料为研究对象,注意反冲前、后各物体质量是否包括在里面.如果喷射前质量为M+m,m为燃料质量,M为火箭质量,则喷射后的动量大小满足mv=MV,火箭速度为V=mv/M,则说明要让上升速度足够大就得燃料动量大且火箭质量小。
练习8.(本题4分)质量M=327kg的小型火箭(含燃料)由静止发射,发射时共喷出质量m=27kg的气体,设喷出的气体相对地面的速度均为v=1000m/s,忽略地球引力和空气阻力的影响,则气体全部喷出后,火箭的速度大小为( )
A.76m/s B.90m/s C.94m/s D.99m/s
练习8.【答案】B 【详解】根据动量守恒定律解得 故选B。
问题13、反冲运动中质量与位移的关系是什么?——用人船模型来说明。
答:(1)原理:两物体满足动量守恒定律:例如人与船由静止,人由船尾走到船头过程,反向运动,由动量守恒定理0=m1v·1-m2v·2,得m1v·1=m2v·2,两边同乘时间t,有m1x1=m2x2 。
(2)运动特点:人动船动,人静船静,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船位移比等于它们质量的反比;人船的速度(平均速度或瞬时速度)比等于它们质量的反比,即==(位移、速度均与质量成反比).
←人船
练习9如图3所示,长为L、质量为M的小船停在静水中,一个质量为m的人站在船头,若不计水的阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地面的位移大小各是多少?
练习9.解析 当人从船头走到船尾的过程中,人和船组成的系统在水平方向上不受力的作用,故系统水平方向动量守恒.设某时刻人对地的速度为v2,船对地的速度为v1,取人行走方向为正方向,则mv2-Mv1=0,即=.在人从船头走到船尾的过程中,每一时刻系统的动量均守恒,故mv2t-Mv1t=0,即mx2-Mx1=0,又x1+x2=L,所以x1=L,x2=L.
问题14.完全非弹性碰撞典例有哪些?
答:图1中向右运动的物块以初速度为v0滑上木板,当两个同速前进的时候,动能损失最大;
图2中若M碰向弹簧时,当弹簧压缩到最短,动能损失最大,此时弹性势能达到最大。(同理拉伸也成立)。
图3中小球上升至最高点时,两个物体均达到共同速度,系统动能损失最大,分别转化为内能、弹性势能和重力势能。
问题15、如果有子弹打击木块的模型怎么处理?
答:存在两种情况,其一是子弹未穿过木块,二者最终具有共同速度;当做完全非弹性碰撞处理。
其二是子弹穿出了木块,做非弹性碰撞模型处理,子弹速度大于木块速度,当做非弹性碰撞模型处理。
(相对位移等于木块厚度x相=x1-x2=d( 如图所示,X1是子弹位移,x2木块位移,两者之差等于经过木板的距离)
练习10.设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。
练习10解答:子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞。从动量的前度看,子弹射入术块过程中系统动量守恒 ,根据动能定理,系统受到摩擦力,动能损失全部转化为内能。
问题16、怎么用实验验证动量守恒定律?
答1.实验原理:在一维碰撞中,测出物体的质量m和碰撞前、后物体的速度v、v′,算出碰撞前的动量p=m1v1+m2v2及碰撞后的动量p′=m1v1′+m2v2′,看碰撞前后动量是否相等.
2.实验器材:斜槽、小球(两个)、天平、直尺、复写纸、白纸、圆规、重垂线
3.实验步骤:
(1)用天平测出两小球的质量,并选定质量大的小球为入射小球.
(2)按照如图1甲所示安装实验装置.调整、固定斜槽使斜槽底端水平.
图1 练习11题图
(3)白纸在下,复写纸在上且在适当位置铺放好.记下重垂线所指的位置O.
(4)不放被撞小球,让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下,重复10次.用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面.圆心P就是小球落点的平均位置.
(5)把被撞小球放在斜槽末端,让入射小球从斜槽同一高度自由滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次.用步骤(4)的方法,标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如图乙所示.
(6)连接ON,测量线段OP、OM、ON的长度.将测量数据填入表中.最后代入m1·=m1·+m2·,看在误差允许的范围内是否成立.
(7)整理好实验器材,放回原处.
(8)实验结论:在实验误差允许范围内,碰撞系统的动量守恒.
1.数据处理:验证表达式:m1·=m1·+m2·
2.注意事项
(1)斜槽末端的切线必须水平; (2)入射小球每次都必须从斜槽同一高度由静止释放;
(3)选质量较大的小球作为入射小球; (4)实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变.
练习11.(本题6分)某同学用如图所示的装置,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上的G位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上的G位置由静止释放,与小球m2相碰,并且多次重复.实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N.
(1)实验必须要求满足的条件是:____
A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.测量抛出点距地面的高度H D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1>m2
(2)若实验结果满足____,就可以验证碰撞过程中动量守恒.
(3)若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为____.
练习11.BD m1·OP = m1·OM+ m2·ON
【详解】(1)[1]AB.为使小球做平抛运动且每次初速度相同,应保证斜槽末端水平,小球每次都从同一点滑下,但是轨道不一定是光滑的;故A项错误,B项正确.
CD.因为平抛运动的时间相等,根据v=x/t,所以用水平射程可以代替速度,不需要测量抛出点距地面的高度H,需测量小球平抛运动的射程间接测量速度.为了防止入射球反弹,球m1的质量应大于球m2的质量;故C错误,D正确.
(2)[2]根据平抛运动可知,落地高度相同,则运动时间相同,设落地时间为t,则:’.
若动量守恒则:若两球相碰前后的动量守恒,需要验证表达式:
(3)[3]若为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能相同,有:即满足关系式:
选修一 第一章 动量 基础及提高训练题(满分100分) 分数
一、单选题(共60分)
1.(本题4分)如图,用与水方向成角的拉力F拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平面运动时间t。木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力f的冲量大小分别为(  )
A.拉力的冲量大小为 B.重力的冲量大小为0
C.支持力的冲量大小为0 D.摩擦力的冲量大小为ft
2.(本题4分)关于冲量和动量,下列说法中错误的是(  )
A.冲量是反映力对时间的积累效应的物理量 B.动量是描述物体运动状态的物理量
C.冲量是物体动量变化的原因 D.冲量方向与动量方向一致
3.(本题4分)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
4.(本题4分)学校跳远比赛运动员落地点设置有沙坑,若运动员双脚先着地,有沙坑和无沙坑比较,主要为了改变(  )
A.动量变化 B.动能变化 C.着地过程时间 D.跳跃距离
5.(本题4分)若一颗质量的子弹以的初速度经时间射入墙壁,则子弹射入墙壁时,其对墙壁的平均作用力约为(  )
A. B. C. D.
6.(本题4分)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个质量为50g的鸡蛋从一居民楼的30层落下,与地面的撞击时间约为2×10-3 s,试估算该鸡蛋对地面的冲击力约为(  )
A.2000 N B.1000 N C.500 N D.200 N
7.(本题4分)把一支枪固定在小车上,小车放在光滑的水平桌面上,枪发射出一颗子弹,对于此过程,下列说法中正确的有哪些?
A.枪和子弹组成的系统动量守恒 B.枪和车组成的系统动量守恒 D.车、枪和子弹组成的系统动量守恒
C.车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒,因为子弹和枪筒之间有f,且f的冲量甚小
8.(本题4分)A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行,A质量为5 kg,速度大小为10 m/s,B质量为2 kg,速度大小为5 m/s,两者相碰后,A沿原方向运动,速度大小为4 m/s,则B的速度大小为( )
A.10m/s B.5m/s C.6m/s D.12m/s
9.(4分)如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。则在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中(  )
A.子弹A损失的机械能等于系统产生的热量 B.子弹A损失的动量不等于木块B增加的动量
C.子弹A损失的机械能等于木块B增加的机械能 D.子弹A损失的动量等于木块B增加的动量
9题 12题
10.(本题4分)两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,mA=1kg,mB=2kg、vA=6m/s、vB=2m/s。当A追上B并发生碰撞后,两球A、B速度的可能值是(  )
A.v′A=5m/s,v′B=2.5m/s B.v′A=2m/s,v′B=4m/s C.v′A=-4m/s,v′B=7m/s D.v′A=7m/s,v′B=1.5m/s
11.(本题4分)一质量为M的烟花飞到空中,当速度减为零时炸裂成两块,其中质量为m的一块在炸裂后获得的速度大小为v,则另一块的速度大小为
A. B. C. D.
12.(本题4分)两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧,将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起,使它们一起在光滑水平面上沿直线运动,这时它们的运动图线如图中a线段所示,在t=4s末,细线突然断了,B、C都和弹簧分离后,运动图线分别如图中b、c线段所示。从图中的信息可知(  )
A.木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反 B.木块B、C都和弹簧分离后,系统的总动能不变
C.木块B、C分离过程中B木块的动量变化较大 D.木块B的质量是木块C质量的四分之一
13.(本题4分)放在光滑水平面上的A、B两小车中间夹了一压缩轻质弹簧,用两手分别控制小车处于静止状态,已知A的质量大于B的质量,下面说法中不正确的是(  )
A.两手同时放开后,两车的总动量为零 B.先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右
C.先放开左手,后放开右手,两车的总动量向右 D.两手同时放开,A车的速度小于B车的速度
13题 15题
14.(本题4分)质量M=327kg的小型火箭(含燃料)由静止发射,发射时共喷出质量m=27kg的气体,设喷出的气体相对地面的速度均为v=1000m/s,忽略地球引力和空气阻力的影响,则气体全部喷出后,火箭的速度大小为( )
A.76m/s B.90m/s C.94m/s D.99m/s
15.(本题4分)一质量为 200kg 的小船静止在平静的水面上,小船长度为 2m.质量为 50kg的小孩从船头走到船尾.若不考虑船运动过程中水对船的阻力,则人从船头走到船尾的过程中
A.人与船可以向相同方向运动 B.船的速率始终是人的速率的 4 倍
C.人对地发生的位移大小为 1.6m D.船对地发生的位移大小为 1.6m
二、实验题(共6分)
16.(本题6分)某同学用如图所示的装置,研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上的G位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上的G位置由静止释放,与小球m2相碰,并且多次重复.实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N.
(1)实验必须要求满足的条件是:____
A.斜槽轨道必须是光滑的 B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.测量抛出点距地面的高度H D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1>m2
(2)若实验结果满足____,就可以验证碰撞过程中动量守恒.
(3)若碰撞是弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为____.
三、解答题(共34分)
17.(本题17分)光滑水平面上,质量为的小球A以的速度向右运动,与同向运动的速度为、质量为的半径相同的小球B发生正碰,碰撞后小球B以的速度运动。求:
(1)碰后A球的速度;
(2)碰撞过程中A球对B球的冲量大小;
(3)碰撞过程中A、B系统损失的机械能。
18.(本题17分)如图所示,质量为M的木块静止于光滑的水平面上,一质量为m、速度为v0的子弹水平射入木块且未穿出.设木块对子弹的阻力恒为F,求:
①射入过程中产生的内能为多少?
②木块至少为多长时子弹才不会穿出?
第六章动量基础及提高训练题参考答案
1.D【详解】力和力的作用时间的乘积叫冲量,木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力f不为零,作用时间为t,所以拉力的冲量大小为、重力的冲量大小为mgt、支持力的冲量大小为Nt、摩擦力的冲量大小为ft。故选D。
2.D【详解】A.根据冲量的定义可知,冲量是力在时间上的累积效应,故A正确,不符合题意;
B.根据动量的定义可知,动量是描述物体运动状态的物理量,故B正确,不符合题意;
C.根据动量定理可知,冲量是物体动量变化的原因,故C正确,不符合题意;
D.冲量的方向与力的方向一致,故D错误,符合题意。故选D。
3.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。
4.C【详解】有沙坑不改变动量变化量、动能变化量和跳跃距离,延长落地过程时间,根据动量定理
可以减小落地过程人的受力。故选C。
5.B【分析】本题考查动量定理的应用,根据动量定理列式求解。【详解】设子弹对墙壁的作用力为F,根据动量定理,有
解得故ACD错误,B项正确。故选B。
6.B【详解】设每层楼高3m,鸡蛋下落的总高度为自由下落的时间为
与地面碰撞时间约为:,全过程由动量定理可得联立可得:;故选B。
7.D【解析】A. 枪和子弹组成的系统,由于小车对枪有外力,枪和子弹组成的系统外力之和不为零,所以动量不守恒,故A错误;B. 枪和小车组成的系统,由于子弹对枪有作用力,导致枪和车组成的系统外力之和不为零,所以动量不守恒,故B错误;
CD、小车、枪和子弹组成的系统,在整个过程中所受合外力为零,系统动量守恒,故C错误,D正确;故选:D
8.A【详解】取A球的速度方向为正方向,AB的总动量大小为:
根据动量守恒得:,解得:
A.10m/s.故A符合题意. B.5m/s.故B不符合题意. C.6m/s.故C不符合题意. D.12m/s.故D不符合题意.
9.B【详解】AC.系统的机械能减小转化为内能。根据能量守恒知,子弹A损失的机械能等于弹簧弹性的增加量与系统产生的热量之和,整个过程,B总的机械能没有改变,故AC错误;
BD.整个过程中,弹簧受到墙壁的弹力,系统的合外力不等于零,系统的总动量不守恒,则子弹A损失的动量不等于木块B增加的动量,故D错误,B正确。故选B。
10.B【详解】题中四个选项均满足动量守恒定律;AD.虽然均满足动量守恒定律,但碰后A的速度v′A大于B的速度v′B,必然要发生第二次碰撞,不符合实际,故AD错误;
B.符合实际情况,且动能没有增加,不违背能量守恒定律,故B正确;C.两球碰后的总动能
碰前的总动能 由于,违背了能量守恒定律,故C错误。故选B。
11.A【详解】在爆炸极短时间内,导弹所受的重力,远小于内部的爆炸力,系统动量守恒;
根据动量守恒定律,有:解得方向与前一 块的方向相反;
12.D【详解】A.由x t图象可知,位移均为正,均朝一个方向运动,没有反向,故A错误;
B.木块B、C都和弹簧分离后,因弹簧释放弹性势能,则系统的总动能增加,选项B错误;
C.木块B、C都和弹簧分离后,系统所受合外力矢量和为零,所以系统前后的动量守恒,即系统的总动量保持不变,系统动量守恒,则系统内两个木块的动量变化量等大反向,故C错误;
D.木块都与弹簧分离后B的速度和C的速度分别为 ,
细线未断前B、C的速度均为,由动量守恒定律得解得故D正确。故选D。
13.C【详解】A.当两手同时放开时,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒,又因为开始时总动量为零,故系统总动量始终为零,故A正确,不符合题意;B.先放开右手,右边的小车就向右运动,当再放开左手后,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒,且开始时总动量方向向右,放开左手后总动量方向也向右,故B正确,不符合题意;C.先放开左手,左边的小车就向左运动,当再放开右手后,系统所受合外力为零,故系统的动量守恒,且开始时总动量方向向左,放开右手后总动量方向也向左,故C错误,符合题意;D.当两手同时放开时,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒,即mAvA=mBvB; 因A的质量大于B的质量,则A车的速度小于B车的速度,故D正确,不符合题意。故选C。
14.B【详解】根据动量守恒定律解得 故选B。
15.C【详解】A. 船和人组成的系统,在水平方向上动量守恒,以人速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
得: 负号表示人与船的速度方向总是相反,故A项与题意不相符;B. 将m人=50kg,m船=200kg代入
解得: 则人的速率始终是船的速率的4倍,故B项与题意不相符;
CD. 人从船头走到船尾,设人和船对地发生的位移大小分别为s1和s2,以人速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
又得: 故C项与题意相符,D项与题意不相符.
16.BD m1·OP = m1·OM+ m2·ON
【详解】(1)[1]AB.为使小球做平抛运动且每次初速度相同,应保证斜槽末端水平,小球每次都从同一点滑下,但是轨道不一定是光滑的;故A项错误,B项正确.
CD.因为平抛运动的时间相等,根据v=x/t,所以用水平射程可以代替速度,不需要测量抛出点距地面的高度H,需测量小球平抛运动的射程间接测量速度.为了防止入射球反弹,球m1的质量应大于球m2的质量;故C错误,D正确.
(2)[2]根据平抛运动可知,落地高度相同,则运动时间相同,设落地时间为t,则:’.
若动量守恒则:若两球相碰前后的动量守恒,需要验证表达式:
(3)[3]若为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能相同,有:即满足关系式:
17.(1)2m/s;(2)4NS;(3)4J
【详解(1)设碰前A球的速度为,B球的速度为,碰后的速度分别为,,以水平右为正方向,A、B小球组成的系统碰撞前后动量守恒,有代入数据解得即碰后A的速度为2m/s。
(2)碰撞前B球的动量碰撞后B球的动量由动量定理可知,碰撞中A求对B球的冲量大小等于B球的动量变化量,即故碰撞过程中A球对B球的冲量大小为
(3)碰撞过程中A、B系统损失的机械能为代入数据解得
18.①.②.【解析】解:①子弹与木块组成的系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(m+M)v,解得:v=,由能量守恒定律可得:mv02=Q+(m+M)v2,解得产生的热量为:Q=;
②由动能定理得:对子弹,﹣F(s+L)=mv2﹣mv02,对木块,Fs=Mv2﹣0,木块的最小长度:x=L=;