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1.1动量课时作业答案
1.答案: D
选水平向左为正方向,则动量的变化量为Δp=mv-mv0=0.18×(-45) kg·m/s-0.18×25 kg·m/s=-12.6 kg·m/s,即大小为12.6 kg·m/s,负号表示其方向水平向右,故D正确。
2.答案: D
解析 根据动量的定义,它是质量和速度的乘积,因此它由质量和速度共同决定,故A错误;动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,但方向不一定相同,故B错误;一个物体的动量改变,可能只是速度方向改变,速度大小不变,如做匀速圆周运动的物体,其动量改变,动能不变,故C错误;一个物体的动能变化,则它的速度大小一定发生了变化,它的动量也一定发生了变化,故D正确。
3.答案: D
解析 根据题意,运动员从h1=1.8 m高处下落过程机械能守恒,则有mgh1=mv,解得运动员开始接触水平网面时的速度大小为v0== m/s=6 m/s,运动员离开网面上升h2=2.45 m的过程机械能守恒,则有mgh2=mv,解得运动员离开水平网面时的速度大小为v1== m/s=7 m/s。规定竖直向下为正方向,则运动员与网接触的这段时间内,动量变化量为Δp=m(-v1)-mv0=50×(-7) kg·m/s-50×6 kg·m/s=-650 kg·m/s,负号表示方向竖直向上,即动量变化量的大小为650 kg·m/s,故D正确,A、B、C错误。
4.答案: C
解析 因为不计空气阻力和碰撞中机械能的损失,则小球从高处落下到第一次弹起至最高处过程中,先做自由落体运动,然后原速率反弹做竖直上抛运动,即速度先向下均匀增大后向上均匀减小,因为动量大小p=mv,且动量方向与速度方向相同,即动量也是先向下均匀增大,后向上均匀减小,故选C。
5.答案: C
解析 设向西为正方向,则物体的初速度v0=-3 m/s,末速度v=3 m/s,故这个过程中,该物体动量的变化量为Δp=mv-mv0=12 kg·m/s,方向向西;动能的变化量为ΔEk=mv2-mv=0,故C正确,A、B、D错误。
6. 答案:C
【详解】A.当做直线运动的物体速度增大时,其末动量p2大于初动量p1,由矢量的运算法则,可知
与物体运动方向相同,如图甲所示,故A正确。
B.当做直线运动的物体速度减小并且没有反向时,p2<p1,如图乙所示,Δp与p1或p2方向相反,故B正确。
C.当物体的速度大小不变时,其方向可能变化,也可能不变,动量可能不变化,即,也可能动量大小不变而方向变化,此种情况,故C错误。
D.当物体做平抛运动时,动量的方向变化,即动量一定变化,Δp一定不为零,如图丙所示,故D正确。
故选C。
7. 答案: -20 16
【详解】[1]取竖直向上为正方向,小球与地面相碰前的动量是
[2]相碰后的动量是
8. 答案: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)[1][2]足球的初动量为
速度方向水平向右,则初动量方向向右;
[3][4]足球的末动量为
方向仍为向右;
[5][6]这一过程中足球动量的改变量
方向向右;
(2)[7][8] 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。
9.答案: D
解析 质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有v2=2ax,而动量为p=mv,联立可得p=m=m·x,且x和p均应为正值,故对应的相轨迹为图像D。
10.答案:C
【详解】A.运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中,由平抛运动规律可得
tanθ=
解得
t=
所以两次在空中飞行的时间不相同,故A错误。
B.根据
x=v0t,y=gt2
由于时间不同,所以落在雪坡上的位置不相同,故B错误。
C.根据动量定理可得
Δp=mgt=2mv0tanθ
则两次运动动量的变化量之比为1∶2,故C正确。
D.根据动能定理可得
ΔEk=mgy=mg×gt2=2m(v0tanθ)2
则两次动能的增加量之比为1∶4,故D错误。
故选C。
11.答案:C
【详解】AB.根据机械能守恒定律可知,两小球落地时速度大小相同,但方向不同,所以两小球落地时动量不同;由于A落地时速度方向与重力方向之间夹角θ不为零,而B落地时速度方向与重力方向相同,根据可知A落地时重力的瞬时功率比B的小,故AB错误;
CD.从小球抛出到落地,两小球竖直位移相同,重力对两小球做的功相等,但A运动时间比B的短,所以重力对A的平均功率比B的大,故C正确,D错误。
故选C。
12.答案: (1)0.6 s (2)350 kg·m/s,方向水平向右 (3)420 kg·m/s,方向竖直向下
解析 (1)人与滑板离开A点后在空中做平抛运动,有h=gt2,
则它们在空中运动的时间为
t== s=0.6 s。
(2)人与滑板离开A点时速度的大小
vA== m/s=5 m/s,
则人与滑板离开A点时动量的大小
pA=mvA=350 kg·m/s,方向水平向右。
(3)根据动量的定义可知,Δp=mΔv,
设人与滑板做平抛运动的末速度的竖直分量为vBy,根据平抛运动的规律可知,人与滑板在空中运动的整个过程,即做平抛运动的整个过程,速度的变化量Δv=vBy,方向竖直向下,而v=2gh,
联立各式并代入数据可得Δp=420 kg·m/s,方向竖直向下。
13.答案:2.5kg·m/s,-7.5kg·m/s
【详解】取沿斜面向上为正方向,木块的加速度为
a=-gsin30°=-5m/s2
1s末速度
v1=v0+at1=10m/s-5m/s2×1s=5m/s
则1s末动量
p1=mv1=0.5×5kg·m/s=2.5kg·m/s
3s末速度
v2=v0+at2=(10-5×3)m/s=-5m/s
3s末动量
p2=mv2=0.5×(-5)kg·m/s=-2.5kg·m/s
初始动量
p0=mv0=0.5×10kg·m/s=5kg·m/s
则3s的动量变化量为
Δp=p2-p0=(-2.5-5)kg·m/s=-7.5kg·m/s
3s内的动量变化量是-7.5kg·m/s。
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“高中物理理单元教学”课时作业设计单
基本信息
单元名称 动量守恒定律 年级 高二年级 学期 第二学期
课时题目 动量
作业目标
通过分层练习,对本节课学习的动量、动量的变化量的掌握情况进行检测,对课上内容进行巩固,帮助学生熟练应用动量知识解决相关问题。
作业设计
精选题目 设计意图
基础巩固(必做题建议五分钟完成) 1.如图所示,一个质量为0.18 kg的垒球,以大小为25 m/s的水平速度向左飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s,则这一过程中动量的变化量( ) A.大小为3.6 kg·m/s,方向水平向左 B.大小为3.6 kg·m/s,方向水平向右 C.大小为12.6 kg·m/s,方向水平向左 D.大小为12.6 kg·m/s,方向水平向右 2.下列关于动量和动能的说法正确的是( ) A.质量大的物体的动量一定大 B.质量和速率都相同的物体的动量一定相同 C.一个物体的动量改变,它的动能一定改变 D.一个物体的动能变化,它的动量一定改变 3.一个质量为50 kg的蹦床运动员,从离水平网面1.8 m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面2.45 m高处。已知运动员和网接触的时间为1 s,g取10 m/s2。运动员与网接触的这段时间内,动量变化量的大小为( ) A.50 kg·m/s B.300 kg·m/s C.350 kg·m/s D.650 kg·m/s 第1题通过生活中击打垒球的过程让学生能正确区分动量及动量变化量的概念,巩固所学知识并运用于生活实际。 第2题用于区分动量、动能概念 第3题用于巩固动量变化量的概念
综合运用(必做题,建议五分钟时间完成) 4.小球从某一高度由静止自由落下,与地面发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后弹起。不计空气阻力和碰撞中机械能的损失,小球从高处落下到第一次弹起至最高处过程中,小球的动量p与时间t的关系图像正确的是( ) 5.一质量为2 kg的物体,速度由向东3 m/s变为向西3 m/s,在这个过程中该物体的动量与动能的变化量分别是( ) A.0、0 B.0、18 J C.12 kg·m/s、0 D.12 kg·m/s、18 J 6.关于动量的变化,下列说法中不正确的是( ) A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同 B.做直线运动的物体速度减小并且没有反向时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反 C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零 D.物体做平抛运动时,动量的增量一定不为零 7.一物体的质量为2kg,此物体竖直下落,以10m/s速度碰到水泥地面上,随后又以8m/s的速度反弹。若取竖直向上为正方向,则小球与地相碰前的动量是 kg·m/s,相碰后的动量是 kg·m/s。 8.2018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 。 第4题考查学生综合运用动量知识解决物理问题的能力。本题利用图像进行考查,可以提高学生综合分析能力。 第5题考查动量变化和动能变化,为下一节学习动量定理铺垫。
拓展提升(选做题,建议十五分钟时间完成) 9.(2021·湖南高考)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应p x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p x图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( ) 10.2022年冬奥会将在北京举行,滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示,某运动员(视为质点)从雪坡上先后以v0和2v0沿水平方向飞出,不计空气阻力,则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中( ) A.空中飞行的时间相同 B.落在雪坡上的位置相同 C.动量的变化量之比为1∶2 D.动能的增加量之比为1∶2 11.如图所示,把两个相同的小球从离地面相同高度处,以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直向上方向抛出,不计空气阻力。则下列说法中正确的是( ) A.两小球落地时动量相同 B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同 C.从小球抛出到落地,重力对两小球做的功相等 D.从小球抛出到落地,重力对两小球做功的平均功率相等 12.如图所示,某滑板爱好者脚踩滑板从离地面一定高度的平台上水平飞离A点后顺利越过水平地面上的水坑,A点与坑口右端点B间水平距离x=3 m,竖直距离h=1.8 m,人与滑板总质量m=70 kg,整个过程人与滑板始终保持相对静止,不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2。求: (1)人与滑板离开A点后在空中运动的时间t; (2)若人与滑板离开A点后恰好落在B点,求人与滑板离开A点时动量pA; (3)若人与滑板离开A点后恰好落在B点,求人与滑板在空中运动的整个过程动量的变化量Δp。 13.一质量为0.5kg的木块以10m/s速度沿倾角为30°的光滑斜面向上滑动(设斜面足够长),则木块在1s末的动量和3s内的动量变化量是多少?(g取10m/s2) 本题是动量知识在高考中的考查,第9题能力训练的考查。让学生感受动量知识在高考中的考查方向。 第12题考查学生动量知识解决实际问题的综合能力。
作业展示与评估
1.展示要求:结合多媒体投影设备展示 2.教师评估:
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