2023-2024学年高二下册物理同步课堂-1.2 动量定理(人教版2019选择性必修第一册)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.下列说法正确的是( )
A.甲图中研究篮球的进入篮筐的过程,可将篮球看成质点
B.乙图中羽毛球在空中运动时的轨迹并非抛物线,其水平方向的分速度逐渐减小
C.丙图中运动员训练蹲踞式起跑时,起跑器对运动员做正功
D.丁图中运动员跳高下落时,通过海绵垫可减少接触面对运动员的冲量从而实现缓冲
【答案】B
【详解】
A.甲图中研究篮球的进入篮筐的过程,篮球大小和形状不能忽略,不可以将篮球看成质点,A错误;
B.羽毛球所受空气阻力不能忽略,故轨迹并非抛物线,在阻力作用下羽毛球水平方向的分速度逐渐减小,B正确;
C.起跑器的弹力方向运动员没有位移,起跑器对运动员不做功,C错误;
D.运动员动量的变化量一定,海绵垫的作用是通过延长接触时间,减小运动员受到的弹力,起到缓冲作用,D错误。
故选B。
2.1998年6月18日,国产轿车在清华大学汽车工程研究所进行的整车安全性碰撞试验取得成功,被誉为“中国轿车第一撞”。从此,我国汽车的整车安全性碰撞试验开始与国际接轨。从物理学角度分析,汽车在碰撞过程中安全气囊可以减小车内模拟乘员( )
A.动量变化量 B.受到的撞击力
C.受到撞击力的冲量 D.受到撞击力的作用时间
【答案】B
【详解】AC.由动量定理
知,同一次碰撞中,无论有无安全气囊,动量变化量不变,冲量大小不变,故AC选项错误。D.安全气囊起缓冲作用,会延长作用时间,故D选项错误。
B.由
可知,时间变长,撞击力减小,故B选项正确。
故选B。
3.研究物体的碰撞时,碰撞过程中受到的作用力F往往不是恒力,求F的冲量时,可以把碰撞过程细分为很多短暂的过程,如图所示,每个短暂的时间内物体所受的力没有很大的变化,可认为是恒力,则每个短暂过程中力的冲量分别为、……,将关系式相加,就得到整个过程作用力F的冲量在数值上等于曲线与横轴所围图形的面积。这种处理方式体现的物理方法是( )
A.控制变量法 B.微元法 C.转换法 D.类比法
【答案】B
【详解】根据题意可知,这种处理方式体现的物理方法是微元法。
故选B。
4.如图为雀尾螳螂虾,它的“铁拳”可在内以接近的速度挥出,出拳冲击力度高达。若“铁拳”挥出过程中,不考虑其他力的作用,则下列估算正确的是( )
A.“铁拳”的质量约为
B.“铁拳”的加速度大约为
C.“铁拳”的动量约增大了
D.“铁拳”所受合力的冲量大约为
【答案】D
【详解】
D.“铁拳”在挥出过程中所受合力的冲量
故D正确;
C.由动量定理得挥出过程中“铁拳”的动量增加量
故C错误;
A.“铁拳”的质量约为
故A错误;
B.“铁拳”的加速度约为
故B错误。
故选D。
5.如图所示,自动流水线装置可以使货物在水平面上转弯。货物从传送带A端传送到B端,速度方向变化了180°,传送过程中传送速率保持不变,货物与传送带之间不打滑。下列关于货物在此过程中的说法正确的是( )
A.动量变化量为零 B.所受支持力的冲量为零
C.所受重力的冲量为零 D.所受摩擦力的冲量不为零
【答案】D
【详解】A.货物的速度方向改变180°,则动量变化量为2mv,选项A错误;
B.根据IN=FNt,支持力不为零,则所受支持力的冲量不为零,选项B错误;
C.根据IG=Gt可知,所受重力的冲量不为零,选项C错误;
D.货物左圆周运动,受摩擦力不为零,根据If=ft可知,所受摩擦力的冲量不为零,选项D正确。
故选D。
6.(多选)如图所示为固定在水平面上的光滑半球形碗,一质量为m的小物块从碗口A点由静止沿圆弧面下滑到最低点C,B点为AC圆弧的中点。下列判断正确的是( )
A.从A到B物块重力做的功大于从B到C重力做的功
B.从A到B物块重力的冲量小于从B到C重力的冲量
C.从A到C,碗对物块支持力的冲量为零
D.从A到C,物块重力的功率先增大后减小
【答案】AD
【详解】A.如图B点为AC圆弧的中点,由几何关系可得
从A到B重力做功为
从B到C重力做的功
比较可得
A正确;
B.由于下滑的速度越来越快,从A到B的平均速度小于从B到C的平均速度,又由弧长相等,所以从A到B的时间大于从B到C的时间,因此从A到B物块重力的冲量大于从B到C重力的冲量,B错误;
C.从A到C,碗对物块支持力一直存在,碗对物块支持力的冲量不为零,C错误;
D.初始位置速度为零,重力的功率为零,到达最低点,速度最大,但是重力与速度的方向夹角为,重力的瞬时功率为
可知整个过程中功率的功率先增大后减小,D正确。
故选AD。
7.如图所示,小明同学对某轻质头盔进行安全性测试,他在头盈中装入质量为2.0kg的物体,物体与头盔紧密接触,使其从3.20m的高处自由落下,并与水平面发生碰撞,头盔被挤压了0.08m时,物体的速度减为0。挤压过程视为匀减速直线运动,不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s 。则( )
A.挤压过程中物体处于失重状态
B.匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为820N
C.物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为16kg·m/s,方向竖直向下
D.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为20N s
【答案】B
【详解】A.挤压过程视为匀减速直线运动,因此物体处于超重状态,故A错误;
B.根据
可得物体做自由下落运动的时间为
物体落地瞬间的速度为
根据
可得物体做匀减速直线过程中加速度为
根据牛顿第二定律有
所以头盔对物体的平均作用力为
故B正确;
C.物体做匀减速直线过程中动量变化量
负号表示方向竖直向上,故C错误;
D.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为
故D错误。
故选B。
8.(多选)如图所示,某学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,重力加速度g取,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为
B.头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍
C.足球下落到与头部刚接触时动量大小为
D.足球与头部作用过程中动量变化量大小为
【答案】CD
【详解】A.由位移—时间公式有
可得
则足球下落到与头部刚接触和离开头部上升到最高点经历的时间均为0.4s,所以足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中,重力的冲量
故A错误;
B.对足球从最高点下落至重新回到最高点的过程,由动量定理有
解得
故B错误;
C.足球与头部刚接触时的速度
足球下落到与头部刚接触时动量大小
故C正确;
D.足球与头部作用过程中,动量变化量大小
故D正确。
故选CD。
9.(多选)如图所示,我国排球主攻手朱婷在某次垫球训练中将下落的排球从垫击面上垫出后,排球竖直向上运动,之后又落回到原位置,假设整个运动过程中排球所受空气阻力大小不变,下列说法正确的是( )
A.球上升阶段处于超重状态
B.球上升阶段重力做的功多于下降阶段重力做的功
C.球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率
D.球从接触手臂到离开手臂的时间内,手臂对排球的冲量不为零
【答案】CD
【详解】A.球上升阶段,加速方向向下,处于失重状态,故A错误;
B.根据
可知球上升阶段重力做的功等于下降阶段重力做的功,故B错误;
C.根据动量定理可得
可得
由于球上升阶段受到的合力大于下降阶段受到的合力,则球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率,故C正确;
D.球从接触手臂到离开手臂的时间内,手臂对排球的作用力不为0,则手臂对排球的冲量不为零,故D正确。
故选CD。
10.如图所示,一质量为m的物体,沿半径为R的四分之一固定圆弧轨道滑行,由于物体与轨道之间动摩擦因数是变化的,使物体滑行到最低点的过程中速率不变。该物体在此运动过程,下列说法正确的是( )
A.动量不变 B.重力做功的瞬时功率不变
C.重力做功随时间均匀变化 D.重力的冲量随时间均匀变化
【答案】D
【详解】A.物体的速度大小不变,方向发生改变,则物体的动量大小不变,方向发生改变,故A错误;
B.根据
由于物体竖直方向的分速度逐渐减小,则重力做功的瞬时功率逐渐减小,故B错误;
C.根据
物体速率不变,但竖直方向的分速度发生改变,所以物体下落的高度不是随时间均匀变化,则重力做功不是随时间均匀变化,故C错误;
D.根据
由于重力恒定不变,可知重力的冲量随时间均匀变化,故D正确。
故选D。
11.如图所示,从竖直圆上的A到圆周上的C、D两点有两条光滑的直轨道,BC是圆的竖直直径,AD是圆的倾斜直径,AD与BC夹角为。让两个质量相等的小球1、2同时从A点由静止释放,分别沿AC、AD滑行到圆上的C、D两点。,,则在运动过程中,1、2两球重力的冲量大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,小球沿运动的加速度为
则有
解得
设与水平方向夹角为,连接,如图所示
由几何关系可得
小球沿运动的加速度为
则有
解得
在运动过程中,1、2两球重力的冲量大小之比为
故选D。
12.如今网上购物非常流行,快递公司把邮件送到家里,消费者足不出户就可以购买到想要的商品。如图是某快递公司分拣邮件的倾斜传输装置:传送带A、B间长度为L =10m,倾角为θ =30°,正以恒定速率v =5m/s顺时针运转。现将一质量为m =1kg的邮件(可视为质点)轻放在传送带底端A点,则邮件从A运动到B过程中,传送带对邮件的冲量大小为(已知邮件与传送带之间的动摩擦因数为 μ =,重力加速度g =10m/s2)( )
A.5N·s B.20N·s C.15N·s D.N·s
【答案】D
【详解】邮件轻放在传送带上时,受力分析如图所示
支持力
摩擦力
根据牛顿第二定律得沿斜面方向
可知,邮件上升的加速度为
当邮件与传送带速度相同时,由
得
则相对位移为
之后邮件与传送带保持相对静止,以速度v =5m/s匀速上升到B点,有
此阶段的摩擦力
邮件从A运动到B过程中,支持力的冲量
方向垂直斜面向上;
摩擦力的冲量
方向沿斜面向上;
由矢量合成可得传送带对邮件的冲量大小
故选D。
13.如图甲所示,质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放,物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.时物块离出发点最远
B.时物块速度与时相等
C.内物块速度先增大后减小
D.内摩擦力的冲量大小为
【答案】D
【详解】A.当物块受到摩擦力与重力相等时,有
解得
可知内物块向下做加速运动,内物块向下做减速运动,末物块的速度为零,内物块静止,内物块向下做加速运动,故时物块离出发点最远,故A错误;
B.由上述分析可知,时物块的速度为零,时物块的速度不为零,故B错误;
C.由上述分析可知,内物块速度先增大后减小,再增大,故C错误;
D.内、内物体受到的摩擦力为
内摩擦力的冲量为
内摩擦力的冲量为
内摩擦力的冲量为
内摩擦力的冲量大小为
故D正确。
故选D。
14.一同学使用质量为m的篮球进行投篮练习。某次投出的篮球以速率v垂直撞击竖直篮板后被反向弹回,撞击时间为t。在撞击过程中,篮球的动能损失了36%,则此过程中篮球对篮板水平方向的平均作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设撞击后篮球的速率为,由撞击过程中,篮球的动能损失了36%可知
解得
撞击后速度与原速度方向相反,以反弹后的方向为正方向,则根据动量定理可得
解得篮板对篮球水平方向的平均作用力大小为
则根据牛顿第三定律可得篮球对篮板水平方向的平均作用力大小为
故选D。
15.某科研团队通过传感器收集并分析运动数据,为跳高运动员的技术动作改进提供参考。图为跳高运动员在起跳过程中,其单位质量受到地面的竖直方向支持力随时间变化关系曲线。图像中10.10s至10.35s内,曲线下方的面积与阴影部分的面积相等。已知该运动员的质量为60kg,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.起跳过程中运动员的最大加速度约为42m/s2
B.起跳后运动员重心上升的平均速度大小约为3m/s
C.起跳后运动员重心上升的最大高度约为0.45m
D.起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为330N·s
【答案】C
【详解】A.由图像可知,运动员受到的最大支持力约为
根据牛顿第二定律可知,起跳过程中运动员的最大加速度约为
故A错误;
BCD.根据图像可知,起跳过程中支持力的冲量为
起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为
根据动量定理可得
解得起跳离开地面瞬间的速度为
则起跳后运动员重心上升的平均速度为
起跳后运动员重心上升的最大高度为
故BD错误,C正确。
故选C。
16.质量为的木箱静止在水平地面上,在一水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上做直线运动,从开始运动作为时间的零点,拉力的冲量与时间的关系如图。木箱与水平地面之间的动摩擦因数,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.在时,拉力的功率为
B.木箱在运动过程中最大的动能为
C.木箱在内克服摩擦力做的功为
D.木箱在内受到摩擦力的冲量大小为
【答案】C
【详解】A.在内,水平拉力的大小
而摩擦力
根据牛顿第二定律可得
在时
拉力的功率为
故A错误;
B.在内,水平拉力的大小
而摩擦力
根据牛顿第二定律可得
第末速度最大
最大动能为
故B错误;
C.在内,木箱运动的位移为
第木箱静止不动,木箱在内克服摩擦力做的功为
故C正确;
D.水箱在内受到摩擦力的冲量大小为
故D错误。
故选C。
17.福建省福安市白云山有很多冰臼群,冰臼是指第四纪冰川后期,冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质,沿冰川裂隙自上向下以滴水穿石的方式,对下覆基岩进行强烈冲击和研磨,形成看似我国古代用于舂米的石臼。现一滴质量为m的水从距离冰臼底h高处自由下落,假设滴在岩石上后速度变为零,空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该水滴对岩石的冲击力大小为mg B.该水滴对岩石的冲量大小为
C.该水滴对岩石做的功为2mgh D.该水滴下落时间为
【答案】B
【详解】A.当水滴落到岩石上时做减速运动,则岩石对水滴的作用力大于mg,根据牛顿第三定律可得水滴对岩石的冲击力大于mg,故A错误;
D.根据自由落体运动规律有
所以
故D错误;
B.水滴落在岩石上后速度变为零,则
所以
故B正确;
C.根据动能定理有
所以岩石对水滴做的功为-mgh,水滴对岩石做的功为mgh,故C错误。
故选B。
18.跳床运动可以提高身体的灵活性,也可以让大脑短时间内忘记压力和烦恼。如图所示,体重为m的运动员从跳床上方h处从静止开始下落,与跳床接触时间后以速度v竖直向上运动,重力加速度大小为g,所有物理量的单位都采用国际单位制,不计空气阻力,则运动员与跳床接触时受到跳床的平均作用力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】以竖直向上为正方向,李华与跳床接触时的速度为v0,根据
解得李华与跳床接触时的速度大小为
与跳床接触过程由动量定理得
得
故选C。
19.某汽车在水平路面上以恒定加速度a启动,v-t图像如图所示,已知汽车的质量为m,发动机的额定功率为,受到的阻力大小恒为f,则( )
A.时间内,汽车牵引力的冲量大小为
B.时间内,汽车发生的位移大小为
C.时间内,汽车牵引力的冲量大小为
D.时间内,汽车克服阻力做的功为
【答案】D
【详解】A.时间内,根据动量定理
汽车牵引力的冲量大小为
A错误;
B.时间内,根据动能定理
汽车发生的位移大小为
B错误;
C.时间内,根据动量定理
汽车牵引力的冲量大小为
C错误;
D.汽车做匀加速运动阶段,牵引力恒定,由牛顿第二定律
时间内,根据动能定理
汽车克服阻力做的功为
D正确。
故选D。
20.(多选)如图甲所示,一质量为m的小物块,从位置O以速度v0沿粗糙水平地面向右运动。小物块与右方一竖直墙壁第一次碰撞后,反向向左运动。当小物块水平向左运动至距竖直墙壁最远处的P1(坐标为x1)位置时,立即对其施加一个水平向右的推力F,当小物块运动到P2(坐标为x2)位置时,撤去推力F,使其与竖直墙壁第二次碰撞后,恰好反向运动至位置O处静止不动。取位置O为坐标原点,水平向右为正方向。已知推力F随小物块水平位移的变化如图乙所示,小物块每次和竖直墙壁碰撞不计能量损失。则下列说法正确的是( )
A.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中,墙壁对小物块的冲量大小为0
B.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中,墙壁对小物块做的功为0
C.在小物块从位置O开始运动到第一次返回到P1的过程中,摩擦力对小物块做的功为
D.在推力F对小物块作用的过程中,推力F对小物块做的功为
【答案】BCD
【详解】A.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中,墙壁对小物块的作用力不为零,根据I=Ft可知,墙壁对小物块的冲量大小不为0,选项A错误;
B.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中墙壁与物块作用点没有位移,故墙壁对小物块做的功为零,选项B正确;
C.由题意可知,P1点是物块与墙壁碰后反向运动到达的最远点,则物块在到达P1位置时速度为零,则从在小物块从位置O开始运动到第一次返回到P1的过程中,由动能定理可知,摩擦力对小物块做的功为
选项C正确;
D.因F-x图像的面积等于力F的功,则在推力F对小物块作用的过程中,推力F对小物块做的功为
选项D正确。
故选BCD。
21.(多选)一质量为的物块静止在水平地面上,物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。现给物块一水平方向的外力F,F随时间t变化的图线如图所示,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,则( )
A.时间内,重力的冲量为零
B.在的时间内,物块受到的摩擦力的冲量方向不变
C.时物块的动量大小为4kg·m/s
D.时物块的动量大小为
【答案】CD
【详解】A.时间内,重力的冲量为
A错误;
BD.由图像与坐标轴围成的面积表示冲量,设时,物体速度为0,由动量定理知
在内,随时间变化的表达式为
时,物块受到力的冲量为
联立,代入数据求得
故时物体的速度减为0,此时的动量为0,所以在时摩擦力方向改变,在的时间内,物块受到的摩擦力的冲量方向改变,B错误,D正确;
C.内,根据牛顿第二定律
带入得
时物块动量大小为
C正确。
故选CD。
22.(多选)现在市面上出现了一种新型的游乐设施——“反向蹦极”,示意图如图甲,游戏者与固定在地面上的扣环连接,打开扣环,游戏者从A点由静止释放,像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时绳子恰好处于松弛状态,C为游戏者上升的最高点,D点为速度最大位置(未画出),弹性绳的弹力遵从胡克定律,游戏者视为质点,弹性绳的形变在弹性限度内,不计空气阻力,若以A点为坐标原点,选向上为正方向,作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙,图像:和为已知量,则人上升过程中( )
A.AB段的长度为
B.游戏者最大速度为
C.A点与D点间的距离小于D点与B点间的距离
D.人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等
【答案】BD
【详解】由乙图可知,段加速度大于零,说明这段人一直在加速并且在处速度达到最大;加速度开始反向增大,同时在处加速度大小为,说明此时人只受到重力作用,人位于B处;之后段人一直做匀减速运动知道速度为0,正好是C处。
A.根据前面分析知,AB段长度为,故A错误;
B.加速度均匀变化,故合力的平均值为,则从速度最大到最高点根据动能定理
解得最大速度
故B正确;
C.因为AD的距离为,DB的距离为,由乙图知段斜率相同且,所以
因此AD段距离大于DB段距离,故C错误;
D.物体所受合力的冲量大小等于它动量的变化量,已知A点和C点的速度为零,D点为速度最大点,所以A点到D点的动量的变化量和和D点到C点的动量变化量相同,因此A点到D点和D点到C点合力冲量大小相等,故D正确。
故选BD。
23.(多选)如图甲所示,质量为的小物块B和质量为1kg的长木板A叠放在水平地面上处于静止状态。在木板A上水平向右施加的外力,从开始一段时间内A与B之间的摩擦力大小随时间的关系如图乙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.木板与地面间的动摩擦因数为0.3
B.物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
C.前15s物块与木板之间的摩擦力对物块做的功为800J
D.前15s地面对木板的摩擦力对木板的冲量为
【答案】AD
【详解】A.当t=1s时,木板开始运动,则木板与地面的最大静摩擦力为
得木板与地面间的动摩擦因数为
A正确;
B.物块与木板之间的滑动摩擦力为
得物块与木板之间的动摩擦因数为
B错误;
C.前15s内的物块运动了14s。1s时,系统加速度为
10s时,B的加速度为
则10s时物块的速度为
10s~15s内,物块加速为
15s时,物块的速度为
根据动能定理,前15s物块与木板之间的摩擦力对物块做的功为
C错误;
D.0~1s,水平力由7N均匀增大至9N,即木板受地面摩擦力由7N到9N。1s后木板受地面的滑动摩擦力大小不变,则前15s地面对木板的摩擦力对木板的冲量为
D正确。
故选AD。
24.如图所示,飞船在距某星球表面一定高度处悬停,选定相对平坦的区域后,在反推火箭作用下,开始加速下降,下降高度为,当“缓冲脚”触地时反推火箭立即停止工作,此时飞船速度为。随后飞船在“缓冲脚”的缓冲作用下,经减速到0,停止在该星球表面上。飞船质量,该星球表面的重力加速度。求:
(1)飞船加速下降过程中,反推火箭对飞船做的功;
(2)从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,地面对“缓冲脚”的平均支持力的大小。
【答案】(1) ;(2)
【详解】(1)飞船加速下降过程中,设反推火箭对飞船做的功为W,根据动能定理有
解得
(2)从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,设地面对“缓冲脚”的平均支持力的大小为F,根据动量定理有
解得
25.“蹦极”是一项勇敢者的运动,如图所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空处自由下落,在空中感受失重的滋味。若此人质量为,橡皮绳原长,人可看成质点,且此人从点自静止下落到最低点所用时间为,g取,橡皮绳重力忽略不计;求:
(1)橡皮绳刚伸直时,此人的动量大小和动能
(2)从橡皮绳从伸直到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人平均作用力
【答案】(1),;(2)
【详解】(1)人做自由落体运动,下落高度时,由机械能守恒定律
代入数据解得
,
此时人的动量大小为
(2)人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为,由自由落体运动公式
代入数据得
依题意橡皮绳对人的作用时间为
取向上为正方向,由动量定理得
解得橡皮绳对人的平均作用力大小为2023-2024学年高二下册物理同步课堂-1.2 动量定理(人教版2019选择性必修第一册)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
1.下列说法正确的是( )
A.甲图中研究篮球的进入篮筐的过程,可将篮球看成质点
B.乙图中羽毛球在空中运动时的轨迹并非抛物线,其水平方向的分速度逐渐减小
C.丙图中运动员训练蹲踞式起跑时,起跑器对运动员做正功
D.丁图中运动员跳高下落时,通过海绵垫可减少接触面对运动员的冲量从而实现缓冲
2.1998年6月18日,国产轿车在清华大学汽车工程研究所进行的整车安全性碰撞试验取得成功,被誉为“中国轿车第一撞”。从此,我国汽车的整车安全性碰撞试验开始与国际接轨。从物理学角度分析,汽车在碰撞过程中安全气囊可以减小车内模拟乘员( )
A.动量变化量 B.受到的撞击力
C.受到撞击力的冲量 D.受到撞击力的作用时间
3.研究物体的碰撞时,碰撞过程中受到的作用力F往往不是恒力,求F的冲量时,可以把碰撞过程细分为很多短暂的过程,如图所示,每个短暂的时间内物体所受的力没有很大的变化,可认为是恒力,则每个短暂过程中力的冲量分别为、……,将关系式相加,就得到整个过程作用力F的冲量在数值上等于曲线与横轴所围图形的面积。这种处理方式体现的物理方法是( )
A.控制变量法 B.微元法 C.转换法 D.类比法
4.如图为雀尾螳螂虾,它的“铁拳”可在内以接近的速度挥出,出拳冲击力度高达。若“铁拳”挥出过程中,不考虑其他力的作用,则下列估算正确的是( )
A.“铁拳”的质量约为
B.“铁拳”的加速度大约为
C.“铁拳”的动量约增大了
D.“铁拳”所受合力的冲量大约为
5.如图所示,自动流水线装置可以使货物在水平面上转弯。货物从传送带A端传送到B端,速度方向变化了180°,传送过程中传送速率保持不变,货物与传送带之间不打滑。下列关于货物在此过程中的说法正确的是( )
A.动量变化量为零 B.所受支持力的冲量为零
C.所受重力的冲量为零 D.所受摩擦力的冲量不为零
6.(多选)如图所示为固定在水平面上的光滑半球形碗,一质量为m的小物块从碗口A点由静止沿圆弧面下滑到最低点C,B点为AC圆弧的中点。下列判断正确的是( )
A.从A到B物块重力做的功大于从B到C重力做的功
B.从A到B物块重力的冲量小于从B到C重力的冲量
C.从A到C,碗对物块支持力的冲量为零
D.从A到C,物块重力的功率先增大后减小
7.如图所示,小明同学对某轻质头盔进行安全性测试,他在头盈中装入质量为2.0kg的物体,物体与头盔紧密接触,使其从3.20m的高处自由落下,并与水平面发生碰撞,头盔被挤压了0.08m时,物体的速度减为0。挤压过程视为匀减速直线运动,不考虑物体和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s 。则( )
A.挤压过程中物体处于失重状态
B.匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为820N
C.物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为16kg·m/s,方向竖直向下
D.物体在自由下落过程中重力的冲量大小为20N s
8.(多选)如图所示,某学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,重力加速度g取,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为
B.头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍
C.足球下落到与头部刚接触时动量大小为
D.足球与头部作用过程中动量变化量大小为
9.(多选)如图所示,我国排球主攻手朱婷在某次垫球训练中将下落的排球从垫击面上垫出后,排球竖直向上运动,之后又落回到原位置,假设整个运动过程中排球所受空气阻力大小不变,下列说法正确的是( )
A.球上升阶段处于超重状态
B.球上升阶段重力做的功多于下降阶段重力做的功
C.球上升阶段动量的变化率大于下降阶段动量的变化率
D.球从接触手臂到离开手臂的时间内,手臂对排球的冲量不为零
10.如图所示,一质量为m的物体,沿半径为R的四分之一固定圆弧轨道滑行,由于物体与轨道之间动摩擦因数是变化的,使物体滑行到最低点的过程中速率不变。该物体在此运动过程,下列说法正确的是( )
A.动量不变 B.重力做功的瞬时功率不变
C.重力做功随时间均匀变化 D.重力的冲量随时间均匀变化
11.如图所示,从竖直圆上的A到圆周上的C、D两点有两条光滑的直轨道,BC是圆的竖直直径,AD是圆的倾斜直径,AD与BC夹角为。让两个质量相等的小球1、2同时从A点由静止释放,分别沿AC、AD滑行到圆上的C、D两点。,,则在运动过程中,1、2两球重力的冲量大小之比为( )
A. B. C. D.
12.如今网上购物非常流行,快递公司把邮件送到家里,消费者足不出户就可以购买到想要的商品。如图是某快递公司分拣邮件的倾斜传输装置:传送带A、B间长度为L =10m,倾角为θ =30°,正以恒定速率v =5m/s顺时针运转。现将一质量为m =1kg的邮件(可视
为质点)轻放在传送带底端A点,则邮件从A运动到B过程中,传送带对邮件的冲量大小为(已知邮件与传送带之间的动摩擦因数为 μ =,重力加速度g =10m/s2)( )
A.5N·s B.20N·s C.15N·s D.N·s
13.如图甲所示,质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放,物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A.时物块离出发点最远
B.时物块速度与时相等
C.内物块速度先增大后减小
D.内摩擦力的冲量大小为
14.一同学使用质量为m的篮球进行投篮练习。某次投出的篮球以速率v垂直撞击竖直篮板后被反向弹回,撞击时间为t。在撞击过程中,篮球的动能损失了36%,则此过程中篮球对篮板水平方向的平均作用力大小为( )
A. B. C. D.
15.某科研团队通过传感器收集并分析运动数据,为跳高运动员的技术动作改进提供参考。图为跳高运动员在起跳过程中,其单位质量受到地面的竖直方向支持力随时间变化关系曲线。图像中10.10s至10.35s内,曲线下方的面积与阴影部分的面积相等。已知该运动员的质量为60kg,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.起跳过程中运动员的最大加速度约为42m/s2
B.起跳后运动员重心上升的平均速度大小约为3m/s
C.起跳后运动员重心上升的最大高度约为0.45m
D.起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为330N·s
16.质量为的木箱静止在水平地面上,在一水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上做直线运动,从开始运动作为时间的零点,拉力的冲量与时间的关系如图。木箱与水平地面之间的动摩擦因数,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A.在时,拉力的功率为
B.木箱在运动过程中最大的动能为
C.木箱在内克服摩擦力做的功为
D.木箱在内受到摩擦力的冲量大小为
17.福建省福安市白云山有很多冰臼群,冰臼是指第四纪冰川后期,冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质,沿冰川裂隙自上向下以滴水穿石的方式,对下覆基岩进行强烈冲击和研磨,形成看似我国古代用于舂米的石臼。现一滴质量为m的水从距离冰臼底h高处自由下落,假设滴在岩石上后速度变为零,空气阻力不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该水滴对岩石的冲击力大小为mg B.该水滴对岩石的冲量大小为
C.该水滴对岩石做的功为2mgh D.该水滴下落时间为
18.跳床运动可以提高身体的灵活性,也可以让大脑短时间内忘记压力和烦恼。如图所示,体重为m的运动员从跳床上方h处从静止开始下落,与跳床接触时间后以速度v竖直向上运动,重力加速度大小为g,所有物理量的单位都采用国际单位制,不计空气阻力,则运动员与跳床接触时受到跳床的平均作用力大小为( )
A. B.
C. D.
19.某汽车在水平路面上以恒定加速度a启动,v-t图像如图所示,已知汽车的质量为m,发动机的额定功率为,受到的阻力大小恒为f,则( )
A.时间内,汽车牵引力的冲量大小为
B.时间内,汽车发生的位移大小为
C.时间内,汽车牵引力的冲量大小为
D.时间内,汽车克服阻力做的功为
20.(多选)如图甲所示,一质量为m的小物块,从位置O以速度v0沿粗糙水平地面向右运动。小物块与右方一竖直墙壁第一次碰撞后,反向向左运动。当小物块水平向左运动至距竖直墙壁最远处的P1(坐标为x1)位置时,立即对其施加一个水平向右的推力F,当小物块运动到P2(坐标为x2)位置时,撤去推力F,使其与竖直墙壁第二次碰撞后,恰好反向运动至位置O处静止不动。取位置O为坐标原点,水平向右为正方向。已知推力F随小物块水平位移的变化如图乙所示,小物块每次和竖直墙壁碰撞不计能量损失。则下列说法正确的是( )
A.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中,墙壁对小物块的冲量大小为0
B.小物块每次和竖直墙壁碰撞的过程中,墙壁对小物块做的功为0
C.在小物块从位置O开始运动到第一次返回到P1的过程中,摩擦力对小物块做的功为
D.在推力F对小物块作用的过程中,推力F对小物块做的功为
21.(多选)一质量为的物块静止在水平地面上,物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2。现给物块一水平方向的外力F,F随时间t变化的图线如图所示,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,则( )
A.时间内,重力的冲量为零
B.在的时间内,物块受到的摩擦力的冲量方向不变
C.时物块的动量大小为4kg·m/s
D.时物块的动量大小为
22.(多选)现在市面上出现了一种新型的游乐设施——“反向蹦极”,示意图如图甲,游戏者与固定在地面上的扣环连接,打开扣环,游戏者从A点由静止释放,像火箭一样竖直发射。游戏者上升到B位置时绳子恰好处于松弛状态,C为游戏者上升的最高点,D点为速度最大位置(未画出),弹性绳的弹力遵从胡克定律,游戏者视为质点,弹性绳的形变在弹性限度内,不计空气阻力,若以A点为坐标原点,选向上为正方向,作出游戏者上升过程中加速度与位移的关系如图乙,图像:和为已知量,则人上升过程中( )
A.AB段的长度为
B.游戏者最大速度为
C.A点与D点间的距离小于D点与B点间的距离
D.人从A点到D点和D点到C点合力的冲量大小相等
23.(多选)如图甲所示,质量为的小物块B和质量为1kg的长木板A叠放在水平地面上处于静止状态。在木板A上水平向右施加的外力,从开始一段时间内A与B之间的摩擦力大小随时间的关系如图乙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.木板与地面间的动摩擦因数为0.3
B.物块与木板之间的动摩擦因数为0.3
C.前15s物块与木板之间的摩擦力对物块做的功为800J
D.前15s地面对木板的摩擦力对木板的冲量为
24.如图所示,飞船在距某星球表面一定高度处悬停,选定相对平坦的区域后,在反推
火箭作用下,开始加速下降,下降高度为,当“缓冲脚”触地时反推火箭立即停止工作,此时飞船速度为。随后飞船在“缓冲脚”的缓冲作用下,经减速到0,停止在该星球表面上。飞船质量,该星球表面的重力加速度。求:
(1)飞船加速下降过程中,反推火箭对飞船做的功;
(2)从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,地面对“缓冲脚”的平均支持力的大小。
25.“蹦极”是一项勇敢者的运动,如图所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空处自由下落,在空中感受失重的滋味。若此人质量为,橡皮绳原长,人可看成质点,且此人从点自静止下落到最低点所用时间为,g取,橡皮绳重力忽略不计;求:
(1)橡皮绳刚伸直时,此人的动量大小和动能
(2)从橡皮绳从伸直到人下落到最低点的过程中橡皮绳对人平均作用力