冲量动量动量定理练习题带答案汇编.docx
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冲量动量动量定理练习题带答案汇编
2016年高三1级部物理第一轮复习-冲量动量动量定理
1.将质量为0.5kg的小球以20m/s的初速度竖直向上抛出,不计空气阻力,g取10m/s2.以下判断正确的是( )
A.小球从抛出至最高点受到的冲量大小为10N·s
B.小球从抛出至落回出发点动量的增量大小为0
C.小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为0
D.小球从抛出至落回出发点受到的冲量大小为20N·s
解析:
小球在最高点速度为零,取向下为正方向,小球从抛出至最高点受到的冲量I=0-(-mv0)=10N·s,A正确;因不计空气阻力,所以小球落回出发点的速度大小仍等于20m/s,但其方向变为竖直向下,由动量定理知,小球从抛出至落回出发点受到的冲量为:
I=Δp=mv-(-mv0)=20N·s,D正确,B、C均错误.
答案:
AD
2.如图所示,倾斜的传送带保持静止,一木块从顶端以一定的初速度匀加速下滑到底端.如果让传送带沿图中虚线箭头所示的方向匀速运动,同样的木块从顶端以同样的初速度下滑到底端的过程中,与传送带保持静止时相比( )
A.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量变大
B.木块在滑到底端的过程中,摩擦力的冲量不变
C.木块在滑到底端的过程中,木块克服摩擦力所做的功变大
D.木块在滑到底端的过程中,系统产生的内能数值将变大
解析:
传送带是静止还是沿题图所示方向匀速运动,对木块来说,所受滑动摩擦力大小不变,方向沿斜面向上;木块做匀加速直线运动的加速度、时间、位移不变,所以选项A错,选项B正确.木块克服摩擦力做的功也不变,选项C错.传送带转动时,木块与传送带间的相对位移变大,因摩擦而产生的内能将变大,选项D正确.
答案:
BD
3.如图所示,竖直环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一挡板固定在地上,B不能左右运动,在环的最低点静置一小球C,A、B、C的质量均为m.给小球一水平向右的瞬时冲量I,小球会在环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,瞬时冲量必须满足( )
A.最小值mB.最小值mC.最大值mD.最大值m
解析:
在最低点,瞬时冲量I=mv0,在最高点,mg=mv2/r,从最低点到最高点,mv/2=mg×2r+mv2/2,解出瞬时冲量的最小值为m,故选项B对;若在最高点,2mg=mv2/r,其余不变,则解出瞬时冲量的最大值为m.
答案:
BC
4.水平面上有两个质量相等的物体a和b,它们分别在水平推力F1和F2作用下开始运动,分别运动一段时间后撤去推力,两个物体都将运动一段时间后停下.物体的v—t图线如图所示,图中线段AB∥CD.则以下说法正确的是( )
①水平推力的大小F1>F2 ②水平推力的大小F1 A.①③B.①④C.②③D.②④ 答案: B 5.如图所示,在水平地面上有A、B两个物体,质量分别为mA=3.0kg、mB=2.0kg,在它们之间用一轻绳连接,它们与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1.现用两个方向相反的水平恒力F1、F2同时作用在A、B两物体上,已知F1=20N,F2=10N,g取10m/s2.当运动达到稳定后,下列说法正确的是( ) A.A、B组成的系统运动过程中所受摩擦力大小为5N,方向水平向左 B.5s内物体B对轻绳的冲量为70N·s,方向水平向左 C.地面受到A、B组成的系统的摩擦力大小为10N,方向水平向左 D.5s内A、B组成的系统的动量变化量为25kg·m/s 解析: A、B组成的系统运动过程中所受的摩擦力为Ff=μ(mA+mB)g=5.0N,根据牛顿第三定律知地面受到A、B组成的系统的摩擦力的大小为5N,方向水平向右,所以A对C错.设运动达到稳定时系统的加速度为a,根据牛顿第二定律有F1-F2-Ff=(mA+mB)a,解得a=1.0m/s2,方向与F1同向(或水平向右).以B为研究对象,运动过程中B所受摩擦力为FfB=μmBg=2.0N.设运动达到稳定时,B所受轻绳的作用力为FT,根据牛顿第二定律有FT-FfB-F2=mBa,解得FT=14.0N.根据牛顿第三定律知,物体B对轻绳的作用力大小为14N,方向水平向左,冲量为70N·s,B正确.A、B组成的系统受到的合外力的大小为5N,所以5s内,合外力的冲量大小为25N·s,由动量定理知D正确. 答案: ABD 6.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心O在S的正上方,在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑.以下说法正确的是( ) A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相等 B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相等 C.a比b先到达S,它们在S点的动量相等 D.b比a先到达S,它们在S点的动量相等 解析: a、b两球到达S点时速度方向不同,故它们的动量不等,C、D错误. 由机械能守恒定律知,a、b经过同一高度时速率相同,但b在竖直方向的分速度vb始终小于同高度时a球的速度va,应有平均速度b<a,由t=知,ta<tb,所以a先到达S点,A正确,B错误. 答案: A 7.质量为m的小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动,它的角速度为ω,周期为T,在时间内,小球受到的冲量的大小为( ) A.2mωrB.πmωrC.mω2rD.mω2 解析: 做匀速圆周运动的物体,其所受向心力的大小为F=mω2r,但向心力是个变力,方向不断改变,不能由F·t来求冲量,只能根据动量定理I=mv2-mv1=mωr-(-mωr)=2mωr. 答案: A 8.一质量为m的物体做平抛运动,在两个不同时刻的速度大小分别为v1、v2,时间间隔为Δt,不计空气阻力,重力加速度为g,则关于Δt时间内发生的变化,以下说法正确的是( ) A.速度变化大小为gΔt,方向竖直向下 B.动量变化大小为Δp=m(v2-v1),方向竖直向下 C.动量变化大小为Δp=mgΔt,方向竖直向下 D.动能变化为ΔEk=m(v-v) 解析: 根据加速度定义g=可知A对,分别由动量定理、动能定理可知CD对;注意动量变化是矢量,由于v1、v2仅代表速度的大小,故选项B错. 答案: ACD 9.如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,那么这个物体的运动( ) A.可能是匀变速运动B.可能是匀速圆周运动 C.可能是匀变速曲线运动D.可能是匀变速直线运动 解析: 冲量是力与时间的乘积,在任何相等的时间内冲量都相同,也就是物体受到的力恒定不变,所以物体做匀变速运动,其轨迹可以是直线的也可以是曲线的. 答案: ACD 10.两质量相同的物体a和b分别静止在光滑的水平桌面上,因分别受到水平恒力作用,同时开始运动.若b所受的力为a的k倍,经过t时间后分别用Ia、Wa和Ib、Wb表示在这段时间内a和b各自所受恒力的冲量和做功的大小,则有( ) A.Wb=kWa,Ib=kIaB.Wb=k2Wa,Ib=kIaC.Wb=kWa,Ib=k2IaD.Wb=k2Wa,Ib=k2Ia 解析: 由I=Ft,Fb=kFa,得Ib=kIa,故C、D错.对两物体分别由动量定理得: Ia=mva,Ib=mvb,分别由动能定理得Wa=mv,Wb=mv,联立解得Wb=k2Wa. 答案: B 11.物体受到合力F的作用,由静止开始运动,力F随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是( ) A.该物体将始终向一个方向运动 B.3s末该物体回到原出发点 C.0~3s内,力F的冲量等于零,功也等于零 D.2~4s内,力F的冲量不等于零,功却等于零 解析: 图线和横坐标所围的面积等于冲量,0~1秒内的冲量为负,说明速度沿负方向,而1~2秒内冲量为正,且大于0~1秒内的冲量,即速度的方向发生变化,所以A错误,0~3秒内,力F的冲量为零,即物体0秒时的速度和3秒时的速度一样,故0~3秒内力F的冲量等于零,功也等于零,C、D正确.分析运动过程可以得到3秒末物体回到原出发点,B正确. 答案: BCD 12.蹦极跳是勇敢者的体育运动.该运动员离开跳台时的速度为零,从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段,从弹性绳刚好被拉直到运动员下降至最低点为第二阶段.下列说法中正确的是() A.第一阶段重力的冲量和第二阶段弹力的冲量大小相等 B.第一阶段重力势能的减少量等于第二阶段克服弹力做的功 C.第一阶段重力做的功小于第二阶段克服弹力做的功 D.第二阶段动能的减少量等于弹性势能的增加量 解析: 对全程有: IG1+IG2=I弹,所以IG1<I弹,A错. 全程动能不变Ep1+Ep2=E弹 所以Ep1<E弹,B错,C对. 第二阶段ΔEk=W弹-WG2 所以W弹>ΔEk 即弹性势能的增加量大于动能的减少量,D错. 答案: C 13.如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为圆周的最低点.每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为零),关于它们下滑的过程,下列说法中正确的是( ) A.重力对它们的冲量相同B.弹力对它们的冲量相同 C.合外力对它们的冲量相同D.它们的动能增量相同 解析: 由运动学知识可知三个滑环的运动时间相等,故A正确,由于三种情形下弹力的方向不同,故B错,根据机械能守恒定律知D错,而合外力冲量大小为mv,由于v大小不等,故C错. 答案: A 14.2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注.冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程: 如图所示,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OO′推到A点放手,此后冰壶沿AO′滑行,最后停于C点.已知冰面和冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,CO′=r,重力加速度为g. (1)求冰壶在A点的速率; (2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小; (3)若将BO′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与B点之间的距离. 解析: (1)由-μmgL=0-mv,得vA=. (2)由I=mvA,将vA代入得I=m. (3)设A点与B点之间的距离为s,由 -μmgs-0.8μmg(L+r-s)=0-mv,将vA代入得s=L-4r. 答案: (1) (2)m (3)L-4r 15.2008年8月24日晚,北京奥运会闭幕式上,199名少年穿着特制的足具——一副由白色的金属制成的高约一米、装有弹簧的支架走上了闭幕式的表演舞台,如左图所示.199名少年整齐划一的前空翻、后空翻、横飞,引起现场观众阵阵尖叫.若表演者穿着这种弹跳器上下跳跃.右图所示为在一次跳跃中弹跳器从接触地面到离开地面的过程中,地面对弹跳器弹力F与时间t的变化关系图象.表演者连同弹跳器的总质量为80kg.求: (1)t1=0.5s时刻,表演者的速度; (2)表演者离地后能上升的高度.(不计空气阻力,g取10m/s2) 解析: (1)由图象可知,t1=0.5s时刻弹跳器的压缩量最大,故此时表演者的速度为0. (2)表演者从t1=0.5s弹起上升到t2=1.0s离地的过程中受到重力G和弹力F作用,它们的冲量改变了表演者的动量. 设表演者t2=1.0s离地时的速度为v IG+IF=mv 取竖直向上的方向为正IG=-mg(t2-t1)=-400Ns 由F—t图知: IF=1100Ns 解得: v=8.75m/s 设上升的高度为h 由v2=2gh 解得h=3.83m. 答案: (1)0 (2)3.83m 16.据
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