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课时作业(十九) 动量 冲量 动量定理
[对应学生用书P275]
一、单项选择题
1.(2020·江西南昌模考)从同样高度由静止落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易碎,而掉在草地上不容易碎,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快,掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D.掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,受地面的冲击力小,而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力大
C 解析:从同样高度由静止下落的玻璃杯,由自由落体运动规律可知v=,故掉到水泥地面和草地时速度大小相同,动量大小相同,A错误;无论掉到水泥地面还是草地上,玻璃杯与地面碰撞后的速度都是零,故动量改变量相同,B错误;由于水泥地面相比于草地硬,玻璃杯与地面碰撞作用的时间短,而掉在草地上的玻璃杯与地面碰撞作用的时间长,故相同的动量变化,掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快,掉在草地上的动量改变慢,C正确;由动量定理FΔt=Δp可知,掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时,作用的时间Δt短,受到地面的冲击力F大,掉在草地上的玻璃杯与地面接触时,作用的时间Δt长,受到地面的冲击力F小,D错误。
2.高空坠物极易对行人造成伤害,若一个50 g的鸡蛋从高空下落撞在地面上,与地面碰撞时间为2 ms,同时对地面产生的冲击力为103 N,则鸡蛋落地时的速度约为( )
A.0.4 m/s
B.4 m/s
C.40 m/s
D.400 m/s
B 解析:设向上为正方向,鸡蛋与地面碰撞的过程,由动量定理得(F-mg)t=0-(-mv),解得v= m/s=4.1 m/s,与4 m/s接近,B正确。=
3.如图所示,物体从t=0时刻开始由静止做直线运动,0~4 s内其合外力随时间变化的关系图线为某一正弦函数,下列表述不正确的是( )
A.0~2 s内合外力的冲量一直增大
B.0~4 s内合外力的冲量为零
C.2 s末物体的动量方向发生变化
D.0~4 s内物体动量的方向一直不变
C 解析:根据F-t图像面积表示冲量,可知在0~2 s内合外力的冲量一直增大,A正确;0~4 s内合外力的冲量为零,B正确;2 s末冲量方向发生变化,物体的动量开始减小,但方向不发生变化,0~4 s内物体动量的方向一直不变,C错误,D正确。
4.乒乓球运动的高抛发球是由我国运动员刘玉成于1964年发明的,后成为风靡世界乒坛的一项发球技术。某运动员在练习高抛发球时,手掌张开且伸平,将一质量为2.7 g的乒乓球由静止开始竖直向上抛出,抛出后乒乓球向上运动的最大高度为2.45 m,若抛球过程中,手掌和乒乓球接触的时间为5 ms,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则该过程中手掌对乒乓球的作用力大小约为( )
A.0.4 N
B.4 N
C.40 N
D.400 N
B 解析:乒乓球抛出时的速度为v=+mg≈4 N,B正确,A、C、D错误。 m/s=7 m/s,对抛球的过程运用动量定理可得Ft-mgt=mv,则F==
5.如图所示是一质量为m=2 kg的物体,从t=0时开始做直线运动的vt图线,关于该物体,下列说法正确的是( )
A.在0~6 s时间内,物体离出发点最远为30 m
B.在0~6 s时间内,物体经过的位移为40 m
C.在0~4 s时间内,物体动量的变化量为20 kg·m/s
D.在4~6 s时间内,物体所受合外力的冲量为-20 N·s
C 解析:本题结合vt图像考查动量、冲量相关知识。前5 s内物体一直沿正方向运动,5~6 s沿负方向运动,所以在5 s末物体离出发点最远,最远距离为s=×1 m=30 m,B错误;在0~4 s内,物体动量的变化量为Δp=mv-0=(2×10-0) kg·m/s=20 kg·m/s,C正确;根据动量定理,在第4~6 s内,物体所受的合外力的冲量等于动量的变化量,即I=(-2×10-2×10) kg·m/s=-40 kg·m/s=-40 N·s,D错误。×10 m-×10 m=35 m,A错误;根据vt图像与t轴围成的面积表示物体的位移,在0~6 s内,物体经过的位移为x=
6.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点为最低点,每根杆上都套着一个完全相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c点无初速度释放,下列关于它们下滑过程的说法中正确的是( )
A.重力对各环的冲量中a的最大
B.弹力对各环的冲量中c的最大
C.合力对各环的冲量大小相等
D.各环的动能增量相等
B 解析:本题考查了冲量定理和动量定理。设任一细杆与竖直方向的夹角为α,环