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同步课时精练(一)1.1 冲量 动量(后附解析)
一、单选题
1.做曲线运动的物体,一定发生变化的物理量是( )
A.合外力 B.动能 C.动量 D.机械能
2.下面物理量中属于矢量的是( )
A.冲量 B.功 C.动能 D.振幅
3.如图所示,足够长的固定光滑斜面倾角为θ,质量为m的物体以大小为v0的速度从斜面底端冲上斜面,到达最高点后又滑回原处.重力加速度为g.该过程中
A.物体运动的总时间为
B.物体所受支持力的冲量大小为
C.物体所受的重力的冲量为0
D.物体所受合力的冲量大小为mv0
4.2022年12月18日卡塔尔世界杯决赛在亿万球迷的欢呼声中落下帷幕,最终经过点球大战,阿根廷队以的成绩击败法国队夺得冠军。关于足球的运动,下列说法正确的是( )
A.在研究香蕉球和电梯球的形成原因时,足球都可以被看成质点
B.阻力作用下足球运动速度逐渐变小,说明力是改变物体运动状态的原因
C.守门员用双手将足球以原速率扑出的过程,足球的动量、动能均保持不变
D.运动员间互相传球过程中,足球的动量发生变化时动能也一定发生变化
5.如图,物体置于粗糙水平面上,分别对物体施加水平拉力F1和与水平方向成角的斜向上的拉力F2,两种情况物体以相同的加速度运动。当物体经过相同时间t时,关于两种情况拉力与合力的冲量说法正确的是( )
A.两种情况拉力的冲量相同,合力的冲量也相同
B.F2的冲量方向水平向右,大小为F2cosθt
C.F1的冲量可能大于F2的冲量,两种情况合力的冲量相同
D.F1的冲量一定大于F2的冲量,第一种情况合力的冲量小于第二种情况合力的冲量
6.如图所示,质量相等的A、B两物体在同一水平线上.当A物体被水平抛出的同时,B物体开始自由下落(空气阻力忽略不计),曲线AC为A物体的运动轨迹,直线BD为B物体的运动轨迹,两轨迹相交于O点,则两物体( )
A.在O点具有的机械能一定相等
B.在O点时重力的功率一定不相等
C.A、B两物体运动过程的动量变化率大小相等,方向相同
D.A、B两物体从开始到相遇过程中动量的变化量不相等
7.如图,在斜面顶端P点处,沿竖直面内将一小球以初动能水平向右抛出,经一段时间后落在斜面上的A点,若在P点处以初动能水平向右抛出同一小球,经一段时间后落在斜面上的B点。下列物理量的关系正确的是( )
A.时间为 B.速度为
C.动能为 D.动量为
8.如图所示,斜面和水平面之间通过小圆弧平滑连接,质量为m的物体(可视为质点)从斜面上h高处的A点由静止开始沿斜面下滑,最后停在水平地面上的B点。要使物体能原路返回A点,在B点物体需要的最小瞬时冲量是( )
A. B.
C. D.
9.下列关于动量的说法中,正确的是( )
A.动能不变,物体的动量一定不变
B.做匀速圆周运动的物体,其动量不变
C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变
D.动量变化,物体的动能一定变化
二、多选题
10.关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A.物体的动量越大,其惯性也一定越大
B.物体的速度方向改变,其动量一定改变
C.物体的动能不改变,其动量也一定不改变
D.运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向
11.如图所示,A、B两颗卫星(A的质量大于B的质量)绕地球做做匀速圆周运动,用p、S、a、R、T分别表示卫星的动量大小、与地心连线在单位时间内扫过的面积、引力加速度、轨道半径、周期。下列关系式可能正确的有( )
A.pA>pB B.SA>SB C.aA
12.东京奥运会举重男子73公斤级决赛中,中国选手石智勇获得金牌,并打破世界纪录。某次举重过程如下:石智勇托着质量为M的重物从下蹲状态(图1)缓慢运动到站立状态(图2),该过程重物和人的肩部相对位置不变,石智勇保持乙状态站立Δt时间后再将重物缓慢向上举,至双臂伸直(图3)。甲到乙、乙到丙过程重物上升高度分别为h1、h2,经历的时间分别为t1、t2,若石智勇的质量为m,重力加速度为g,则该过程中( )
A.地面对石智勇的冲量大小为(M+m)g(t1+t2+Δt),地面对石智勇做的功为0
B.地面对石智勇的冲量大小为(M+m)g(t1+t2),地面对石智勇做的功为(M+m)g(h1+h2)
C.石智勇对重物的冲量大小为Mg(t1+t2+Δt),石智勇对重物做的功为Mg(h1+h2)
D.石智勇对重物的冲量大小为Mg(t1+t2),石智勇对重物做的功为0
三、解答题
13..我们已经学习过物体的动量的表达式为mv,物体的动能的表达式为,现有a、b两物体的质量之比为3:2,求:
(1)若两物体的动量大小相等,则a、b两物体动能的大小之比为多少?
(2)若两物体的动能大小相等,则a、b两物体动量的大小之比为多少?
14.一个物体的质量是2 kg,沿竖直方向下落,以10 m/s的速度碰到水泥地面上,随后又以8 m/s的速度被反弹回,若取竖直向上为正方向,则小球与地面相碰前动量的大小是多少?相碰后动量的大小是多少?小球的动量变化量是多少
15.如图甲所示,放在水平地面上的木块与一轻弹簧相连,现用手水平拉弹簧,拉力F与时间t的函数关系如图乙所示,则0.8 s内拉力的冲量为多大。
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试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
解析:做曲线运动的物体,其速度一定变化,所以动量一定变化。而合外力、动能机械能都不一定变化。例如平抛运动的合外力和机械能都不变,匀速圆周运动的动能不变。
答案:C。
2.A
解析:冲量是矢量,功、动能、振幅均为标量,A正确。
答案:A。
3.B
解析:A.物体在斜面上向上和向下运动的时间相等,由运动学公式得
v0=gtsin
所以物体运动的总时间为,选项A错误;
B.支持力的冲量大小为
mgcos×2t=
选项B正确;
C.物体所受的重力的冲量为
mg×2t=
选项C错误;
D.物体所受合力的冲量大小等于动量改变量即:2mv0,选项D错误.
4.B
解析:A.在研究香蕉球和电梯球的形成原因时,足球的旋转和姿态占主要因素,因此不能把足球当成质点,故A错误;
B.运动状态包括物体运动速度的大小和速度的方向,任何一项发生改变都将表明物体的运动状态发生了改变,足球运动过程中因受阻力速度变小,则可说明力是改变物体运动状态的原因,故B正确;
CD.动量是矢量,既有大小又有方向,当守门员用双手将足球以原速率扑出时,足球的速率不变,但是方向发生了改变,因此足球的动量发生了改变;动能是标量,此时足球的动能不变,可知足球的动量发生变化时动能不一定发生变化,故C、D错误。
答案:B。
5.C
解析:ACD.对物体施加水平拉力F1时,根据牛顿第二定律,有
拉力斜向上时有
联立可得
由于不知道θ的大小,所以无法比较F1和F2的大小,根据冲量公式
两种情况拉力的冲量关系不能确定,根据
可知两种情况下合力相等,根据冲量公式可知合力的冲量相同,故AD错误,C正确;
B.F2的冲量大小为
方向与F2的方向相同,故B错误。
答案:C。
6.C
解析:A.经过O点时,A物体与B物体竖直方向上的速度相等,但A物体在水平方向上还有分速度,所以在O点速率不相等,则机械能也不相等,故A项错误.
B.在O点竖直方向上的速度相等,所以重力的功率
一定相等,故B错误;
C.由动量定理知
所以
由于质量相等,所以A、B两物体运动过程的动量变化率大小相等,方向相同,故C正确;
D.两物体动量的变化量等于合外力的冲量,即
两物体竖直方向上的运动是一样的,所以运动时间也是一样的,质量也相等,所以动量变化量也应该相等,故D错误;
答案:C。
7.C
解析:A.设小球抛出时的初速度为,斜面倾角为,则有
解得小球在空中的时间为
由于两次抛出的初动能之比为
可得两次抛出的初速度之比为
则有
故A错误;
BCD.小球落到斜面时的速度为
则两次小球落到斜面时的速度之比为
两次小球落到斜面时的动能之比为
两次小球落到斜面时的动量之比为
故BD错误,C正确。
答案:C。
8.C
解析:物体从A到B过程应用动能定理得
物体从B到A过程应用能量守恒得
当在A点的速度时,在B点的瞬时冲量最小,即
解得
对物体应用动量定理
答案:C。
9.C
解析:A.物体的动能不变,但速度方向可能发生变化,则动量发生变化,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体,其速度方向不断变化,其动量发生变化,故B错误;
C.一个物体的速率改变,它的动量一定改变,故C正确;
D.动量变化,可能是速度的方向改变,大小不变,此时动能不变,所以动量变化,物体的动能不一定变化,故D错误。
答案:C。
10.BD
解析:A.动量为
动量越大,质量不一定越大,故惯性不一定越大,A错误;
BD.动量是矢量,运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向,故物体的速度方向改变,其动量一定改变,BD正确;
C.如果物体仅速度方向改变,动能不变,但动量改变,C错误。
答案:BD。
11.ABC
解析:A.根据动量p=mv,又A的质量大于卫星B的质量,根据
虽然A的速度较小,但有可能A的动量更大 ,故A正确;
B.同一卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等,而这是两个不同的卫星,由于卫星A的轨道半径大,所以有可能
SA>SB
故B正确;
C.根据
可知轨道半径越大,加速度越小,所以
aA故C正确;
D.根据开普勒行星运动第三定律可知
故D错误。
答案:ABC。
12.AC
解析:AB.因石智勇将重物缓慢上举,则可认为是平衡状态,地面对石智勇的支持力为(M+m)g,整个过程的时间为(t1+t2+Δt),根据
I=Ft
可知地面对石智勇的冲量大小为
I=(M+m)g(t1+t2+Δt)
因地面对石智勇的支持力方向没有位移,故地面对石智勇做的功为0,A项正确,B项错误。
CD.石智勇对重物的作用力为Mg,作用时间为(t1+t2+Δt),根据
I=Ft
可知石智勇对重物的冲量大小为
I′=Mg(t1+t2+Δt)
重物的位移为(h1+h2),根据
W=Flcosα
可知,运动员对重物做的功为
W=Mg(h1+h2)
C项正确,D项错误。
答案:AC。
13.(1)2:3(2):
解析:(1)因为,则若两物体的动量大小相等,则a、b两物体动能的大小之比为2:3;
(2)根据,则若两物体的动能大小相等,则a、b两物体动量的大小之比为::.
14.-20kg·m/s 16kg·m/s 36kg·m/s
解析:试题分析:已知向上为正方向,则可知初末动量大小,同时可求出小球的动量变化.
因向上为正,则小球与地面相碰前的动量为:P1=mv1=2×(-10)=-20kg m/s;
碰后的动量为:P2=mv2=2×8=16kg m/s;
则小球的动量变化为:P2-P1=16-(-20)=36kg m/s
点睛:本题主要考查了动量的计算及动量的变化量.
15.20 N·s
解析:根据
I=F·t
可知F-t图像中图线与t轴所围图形的面积等于变力F的冲量大小,则有
答案第1页,共2页
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