四川省资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：1.2动量 学业测评（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：1.2动量 学业测评（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 472.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 13:09:11 | ||
图片预览
文档简介
1.2动量
1．如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
2．下列物理量中属于标量的是（ ）
A．动量 B．电场强度 C．磁感应强度 D．电流
3．为估算雨水对伞面产生的平均撞击力，小明在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了45mm，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为，伞面的面积约为0.8m2，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为（ ）
A．0.1N B．1.0N
C．10N D．100N
4．质量为2kg的物体放在光滑水平面上，受到水平方向成30°角的斜向上的拉力F=3N的作用，经过10s(取g=10m/s2)( )
A．力F的冲量为15N·s
B．物体的动量的变化是30kg·m/s
C．重力的冲量是零
D．地面支持力的冲量是185N·s
5．光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。为了简化问题，将激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动；激光照射到物体上，会对物体产生力的作用，光镊效应就是一个实例，如图（甲）所示。一相互平行、越靠近光速中心光强越强的激光束，经凸透镜后会聚于O点。现有一透明介质小球，球心O＇偏离了O点，但O＇仍于激光束的中心，如图（乙）所示。小球的折射率大于周围介质的折射率，若不考虑光的反射和吸收，光对小球的作用力可通过光的折射和动量守恒来分析。取O为坐标原点，向右为x轴正方向、向下为y轴正方向，小球受到作用力的方向为（ ）
A．沿x正向 B．沿y正向 C．沿x负向 D．沿y负向
6．将一物体以某一初速度沿竖直方向向上抛出。表示物体的动量，表示物体的动量变化率，取竖直向下为正方向，忽略空气阻力。则下图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．据报道，我国将于2020年发射火星探测器。假设图示三个轨道是探测器绕火星飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于P点，与轨道Ⅲ相切于Q点，不计探测器在变轨过程中的质量变化，则下列说法正确的是（ ）
A．探测器在轨道Ⅱ的任何位置都具有相同速度
B．探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有相同加速度
C．不论在轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ运行，探测器在P点的动量都相同
D．不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在Q点的加速度都相同
8．一个水龙头以v的速度喷出水柱，水柱的横截面积为s，水柱垂直冲击竖直墙壁后变为速度为零的无数小水滴，水的密度为，则水柱对墙壁的冲击力为
A． B． C． D．
9．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（ ）
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变慢，掉在草地上的玻璃杯动量改变快
D．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
10．静止在水平地面上的平板车，当一人在车上行走时，下列说法正确的是（ ）
A．只有当地面光滑时，人和小车组成的系统的动量才守恒
B．无论地面是否光滑，人和小车组成的系统的动量都守恒
C．只有当小车的表面光滑时，人和小车组成的系统的动量才守恒
D．无论小车的表面是否光滑，人和小车组成的系统的动量都守恒
11．如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了角，它的动量变化的大小为_____________.
12．火箭每秒钟喷出质量为600kg的燃气，气体喷出时相对火箭的速度为，则火箭受到的推力为______ N；20s内火箭动量的增量为______ ．
13．某实验小组利用如图（a）所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下：
①用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数如图（b）所示，用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2；
②用两条细线分别将球A、B悬挂于同--水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上；
③将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。
回答下列问题∶
(1)小球的直径d=______cm；
(2)若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式可表示为_______。（用①③中测量的量表示）；
(3)完成实验后，实验小组进一步探究。用质量相同的A、B两球重复实验步骤②③，发现A球与B球碰撞后，A球静止，B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角略小于，由此他们判断A、B两球的碰撞是______（填“弹性碰撞"“非弹性碰撞”“完全非弹性碰撞”）。
14．一个铁球质量为，从静止状态由高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时，g取。求：
(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量大小；
(2)从进入泥潭到静止，小球动量的变化量大小和方向；
(3)泥潭对小球的平均作用力大小。
15．如图甲所示，光滑的圆形轨道与光滑斜面通过一粗糙的水平面上连接，有一质量为5kg的物体，在大小为20N沿斜面向下的恒力F的作用下由静止开始沿斜面向下做加速度为10m/s2的匀加速运动，2s末滑至斜面底端，不考虑物体与斜面底端碰撞的机械能损失，物体滑上水平轨道后，力F变为沿水平向左，且大小按乙图所示规律变化，作用3s后物体滑上圆形轨道，已知圆形轨道的半径为2m，（g=10m/s2，），求：
(1)物体沿斜面下滑过程中恒力F的冲量大小；
(2)物体滑至斜面底端的动量大小；
(3)若物体能够保持不脱离圆形轨道运动，求物体与水平面间的动摩擦因素μ取值范围。
参考答案
1．B
【解析】
根据系统动量守恒的条件:系统不受外力或所受合外力为零判断动量是否守恒。根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒。
【详解】
子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统在水平方向不受外力作用，系统动量守恒，但是子弹击中木块A过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确，ACD错误。
故选B。
2．D
【解析】
即有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量。动量，电场强度，磁感应强度有大小和方向，且相加遵循平行四边形定则，是矢量。电流有大小和方向，但电流相加不满足平行四边形定则，是标量，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．B
【解析】
对雨水由动量定理得
则
所以B正确，ACD错误。
故选B。
4．D
【解析】
拉力F向上的分量为
Fsin30°=1.5 N
地面支持力为
=18.5 N
拉力F沿水平方向的分力为
根据I=Ft，所以力F的冲量为IF=30 N·s。
合力的冲量为
则动量的变化量为15 kg·m/s，重力的冲量为200 N·s，地面支持力的冲量为185 N·s，选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】
小球的折射率大于周围介质的折射率，则光在小球中的速度v2小于在周围介质中的速度v1，入射光线和折射光线的方向如图，由动量定理可知：△v的方向即为小球对光束作用力的方向；
对所有的光束而言，水平方向上的作用力合力为零，则竖直方向小球对光束的作用力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，小球受到光束的作用力方向竖直向下，沿y轴正向。
故选B。
6．C
【解析】
AB．取竖直向下为正方向，动量
、是定值，故动量和时间的关系图应为截距为负、斜率为正的直线，故AB错误；
CD．动量的变化量
解得
是定值，故的值随时间的变化始终保持恒定，为，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
A．根据开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅱ上运动时，在距离地球较近的点速度较大，较远的点速度较小，选项A错误；
B．探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有相同大小的加速度，但是方向不同，选项B错误；
C．探测器从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要在P点加速，则探测器在轨道Ⅰ上P点的动量小于在轨道Ⅱ上P点的动量，选项C错误；
D．不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在Q点时受到火星的万有引力相同，则加速度相同，选项D正确。
故选D。
8．D
【解析】
设在?t时间内喷出的水的质量为?m= v??t?sρ；水柱冲击墙面的过程中，由动量定理得：-F?t=0-?mv；，故选D.
9．D
【解析】
AB．杯子从同一高度落下，故到达地面时的速度一定相等，因此着地时动量相等。与地面接触后速度减小为零，因此动量的变化也相同，故AB错误；
CD．但由于在草地上，由于草地的缓冲使接触时间变长，即动量改变更慢，由
可知，杯子受到的作用力较小，因此杯子在水泥地上比在草地上更容易摔破，故C错误，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
A．只有当地面光滑时，人和车组成的系统受到的外力之和才为零，系统的动量才守恒，故A正确；
B．如果地面不光滑，则人和车组成的系统受到的合外力不为零，则系统动量不守恒，故B错误；
CD．小车的表面是否光滑只影响内力，不影响外力，无论小车的表面是否光滑，若地面光滑，系统的动量守恒。若地面不光滑，则系统的动量不守恒，故CD错误。
故选A。
11．
【解析】
根据矢量三角形法则，动量变化量如图所示
故动量变化量大小为：
。
12．
【解析】
[1].以气体为研究对象，设气体的速度方向为正方向,
由动量定理可知：
解得：
；
根据牛顿第三定律可知，火箭受到的推力大小为；
[2].根据动量定理可知，20s内动量的增量为：
13．2. 20 弹性碰撞
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数22mm，游标读数为0.1×0mm=0.0mm，则小球的直径
(2)[2]小球A下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
碰撞后，对A、B两球分别根据机械能守恒定律得
若两球碰撞前后的动量守恒，则满足
联立可得
(3)[3]A、B两球质量相同，则有
若碰撞是弹性碰撞，则碰撞过程中机械能守恒，则有
即有
联立可得
所以判断A、B两球的碰撞是弹性碰撞。
14．(1)，竖直向下；(2)，竖直向上；(3)12N，竖直向上
【解析】
(1)自由落体运动过程，有
?
从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲为
?
方向竖直向下；
(2)自由落体运动的末速度即进入泥潭前的速度
规定向下为正方向，则
即小球动量的变化量大小，方向竖直向上；
(3)以竖直向下为正方向，根据动量定理有
解得
可知平均作用力方向竖直向上，大小为12N。
15．(1)40N·s；(2)100kg·m/s；(3)或
【解析】
(1)物体沿斜面下滑时，由冲量的定义可得
I=F·t=20×2 N·s =40N
(2)物体滑到斜面底端的速度为
故物体的动量为
(3)不脱离圆形轨道有情况1：刚好运动通过D有
解得
由机械能守恒可得
解得
由动量定理可得
解得
情况2：恰好能运动到C点有
解得
由动量定理可得
解得
滑块至少能运动至B点：
解得
综上所述，动摩擦因数的范围是
或
1．如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是( )
A．动量守恒、机械能守恒
B．动量守恒、机械能不守恒
C．动量不守恒、机械能守恒
D．动量、机械能都不守恒
2．下列物理量中属于标量的是（ ）
A．动量 B．电场强度 C．磁感应强度 D．电流
3．为估算雨水对伞面产生的平均撞击力，小明在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了45mm，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为，伞面的面积约为0.8m2，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为（ ）
A．0.1N B．1.0N
C．10N D．100N
4．质量为2kg的物体放在光滑水平面上，受到水平方向成30°角的斜向上的拉力F=3N的作用，经过10s(取g=10m/s2)( )
A．力F的冲量为15N·s
B．物体的动量的变化是30kg·m/s
C．重力的冲量是零
D．地面支持力的冲量是185N·s
5．光学镊子是靠激光束“夹起”细胞、病毒等极其微小粒子的工具。为了简化问题，将激光束看作是粒子流，其中的粒子以相同的动量沿光传播方向运动；激光照射到物体上，会对物体产生力的作用，光镊效应就是一个实例，如图（甲）所示。一相互平行、越靠近光速中心光强越强的激光束，经凸透镜后会聚于O点。现有一透明介质小球，球心O＇偏离了O点，但O＇仍于激光束的中心，如图（乙）所示。小球的折射率大于周围介质的折射率，若不考虑光的反射和吸收，光对小球的作用力可通过光的折射和动量守恒来分析。取O为坐标原点，向右为x轴正方向、向下为y轴正方向，小球受到作用力的方向为（ ）
A．沿x正向 B．沿y正向 C．沿x负向 D．沿y负向
6．将一物体以某一初速度沿竖直方向向上抛出。表示物体的动量，表示物体的动量变化率，取竖直向下为正方向，忽略空气阻力。则下图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．据报道，我国将于2020年发射火星探测器。假设图示三个轨道是探测器绕火星飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于P点，与轨道Ⅲ相切于Q点，不计探测器在变轨过程中的质量变化，则下列说法正确的是（ ）
A．探测器在轨道Ⅱ的任何位置都具有相同速度
B．探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有相同加速度
C．不论在轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ运行，探测器在P点的动量都相同
D．不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在Q点的加速度都相同
8．一个水龙头以v的速度喷出水柱，水柱的横截面积为s，水柱垂直冲击竖直墙壁后变为速度为零的无数小水滴，水的密度为，则水柱对墙壁的冲击力为
A． B． C． D．
9．从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是（ ）
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变慢，掉在草地上的玻璃杯动量改变快
D．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
10．静止在水平地面上的平板车，当一人在车上行走时，下列说法正确的是（ ）
A．只有当地面光滑时，人和小车组成的系统的动量才守恒
B．无论地面是否光滑，人和小车组成的系统的动量都守恒
C．只有当小车的表面光滑时，人和小车组成的系统的动量才守恒
D．无论小车的表面是否光滑，人和小车组成的系统的动量都守恒
11．如果某物体作匀速圆周运动的动量大小为p，经过一段时间后其速度方向改变了角，它的动量变化的大小为_____________.
12．火箭每秒钟喷出质量为600kg的燃气，气体喷出时相对火箭的速度为，则火箭受到的推力为______ N；20s内火箭动量的增量为______ ．
13．某实验小组利用如图（a）所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下：
①用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数如图（b）所示，用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2；
②用两条细线分别将球A、B悬挂于同--水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上；
③将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。
回答下列问题∶
(1)小球的直径d=______cm；
(2)若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式可表示为_______。（用①③中测量的量表示）；
(3)完成实验后，实验小组进一步探究。用质量相同的A、B两球重复实验步骤②③，发现A球与B球碰撞后，A球静止，B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角略小于，由此他们判断A、B两球的碰撞是______（填“弹性碰撞"“非弹性碰撞”“完全非弹性碰撞”）。
14．一个铁球质量为，从静止状态由高处自由下落，然后陷入泥潭中，从进入泥潭到静止用时，g取。求：
(1)从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲量大小；
(2)从进入泥潭到静止，小球动量的变化量大小和方向；
(3)泥潭对小球的平均作用力大小。
15．如图甲所示，光滑的圆形轨道与光滑斜面通过一粗糙的水平面上连接，有一质量为5kg的物体，在大小为20N沿斜面向下的恒力F的作用下由静止开始沿斜面向下做加速度为10m/s2的匀加速运动，2s末滑至斜面底端，不考虑物体与斜面底端碰撞的机械能损失，物体滑上水平轨道后，力F变为沿水平向左，且大小按乙图所示规律变化，作用3s后物体滑上圆形轨道，已知圆形轨道的半径为2m，（g=10m/s2，），求：
(1)物体沿斜面下滑过程中恒力F的冲量大小；
(2)物体滑至斜面底端的动量大小；
(3)若物体能够保持不脱离圆形轨道运动，求物体与水平面间的动摩擦因素μ取值范围。
参考答案
1．B
【解析】
根据系统动量守恒的条件:系统不受外力或所受合外力为零判断动量是否守恒。根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒。
【详解】
子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统在水平方向不受外力作用，系统动量守恒，但是子弹击中木块A过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确，ACD错误。
故选B。
2．D
【解析】
即有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量。动量，电场强度，磁感应强度有大小和方向，且相加遵循平行四边形定则，是矢量。电流有大小和方向，但电流相加不满足平行四边形定则，是标量，故ABC错误，D正确。
故选D。
3．B
【解析】
对雨水由动量定理得
则
所以B正确，ACD错误。
故选B。
4．D
【解析】
拉力F向上的分量为
Fsin30°=1.5 N
地面支持力为
=18.5 N
拉力F沿水平方向的分力为
根据I=Ft，所以力F的冲量为IF=30 N·s。
合力的冲量为
则动量的变化量为15 kg·m/s，重力的冲量为200 N·s，地面支持力的冲量为185 N·s，选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】
小球的折射率大于周围介质的折射率，则光在小球中的速度v2小于在周围介质中的速度v1，入射光线和折射光线的方向如图，由动量定理可知：△v的方向即为小球对光束作用力的方向；
对所有的光束而言，水平方向上的作用力合力为零，则竖直方向小球对光束的作用力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，小球受到光束的作用力方向竖直向下，沿y轴正向。
故选B。
6．C
【解析】
AB．取竖直向下为正方向，动量
、是定值，故动量和时间的关系图应为截距为负、斜率为正的直线，故AB错误；
CD．动量的变化量
解得
是定值，故的值随时间的变化始终保持恒定，为，故C正确，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
A．根据开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅱ上运动时，在距离地球较近的点速度较大，较远的点速度较小，选项A错误；
B．探测器在轨道Ⅲ的任何位置都具有相同大小的加速度，但是方向不同，选项B错误；
C．探测器从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要在P点加速，则探测器在轨道Ⅰ上P点的动量小于在轨道Ⅱ上P点的动量，选项C错误；
D．不论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ运行，探测器在Q点时受到火星的万有引力相同，则加速度相同，选项D正确。
故选D。
8．D
【解析】
设在?t时间内喷出的水的质量为?m= v??t?sρ；水柱冲击墙面的过程中，由动量定理得：-F?t=0-?mv；，故选D.
9．D
【解析】
AB．杯子从同一高度落下，故到达地面时的速度一定相等，因此着地时动量相等。与地面接触后速度减小为零，因此动量的变化也相同，故AB错误；
CD．但由于在草地上，由于草地的缓冲使接触时间变长，即动量改变更慢，由
可知，杯子受到的作用力较小，因此杯子在水泥地上比在草地上更容易摔破，故C错误，D正确。
故选D。
10．A
【解析】
A．只有当地面光滑时，人和车组成的系统受到的外力之和才为零，系统的动量才守恒，故A正确；
B．如果地面不光滑，则人和车组成的系统受到的合外力不为零，则系统动量不守恒，故B错误；
CD．小车的表面是否光滑只影响内力，不影响外力，无论小车的表面是否光滑，若地面光滑，系统的动量守恒。若地面不光滑，则系统的动量不守恒，故CD错误。
故选A。
11．
【解析】
根据矢量三角形法则，动量变化量如图所示
故动量变化量大小为：
。
12．
【解析】
[1].以气体为研究对象，设气体的速度方向为正方向,
由动量定理可知：
解得：
；
根据牛顿第三定律可知，火箭受到的推力大小为；
[2].根据动量定理可知，20s内动量的增量为：
13．2. 20 弹性碰撞
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数22mm，游标读数为0.1×0mm=0.0mm，则小球的直径
(2)[2]小球A下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
碰撞后，对A、B两球分别根据机械能守恒定律得
若两球碰撞前后的动量守恒，则满足
联立可得
(3)[3]A、B两球质量相同，则有
若碰撞是弹性碰撞，则碰撞过程中机械能守恒，则有
即有
联立可得
所以判断A、B两球的碰撞是弹性碰撞。
14．(1)，竖直向下；(2)，竖直向上；(3)12N，竖直向上
【解析】
(1)自由落体运动过程，有
?
从开始下落到进入泥潭前，重力对小球的冲为
?
方向竖直向下；
(2)自由落体运动的末速度即进入泥潭前的速度
规定向下为正方向，则
即小球动量的变化量大小，方向竖直向上；
(3)以竖直向下为正方向，根据动量定理有
解得
可知平均作用力方向竖直向上，大小为12N。
15．(1)40N·s；(2)100kg·m/s；(3)或
【解析】
(1)物体沿斜面下滑时，由冲量的定义可得
I=F·t=20×2 N·s =40N
(2)物体滑到斜面底端的速度为
故物体的动量为
(3)不脱离圆形轨道有情况1：刚好运动通过D有
解得
由机械能守恒可得
解得
由动量定理可得
解得
情况2：恰好能运动到C点有
解得
由动量定理可得
解得
滑块至少能运动至B点：
解得
综上所述，动摩擦因数的范围是
或