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专题05能量和动量
难度:★★★☆☆ 建议用时: 30分钟 正确率 : /30
1.如图所示,木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内,入射时间极短,而后木块将弹簧压缩到最短,关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是( )
①子弹射入木块的过程中系统动量守恒
②子弹射入木块的过程中系统机械能守恒
③木块压缩弹簧过程中,系统总动量守恒
④木块压缩弹簧过程中,子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
【答案】C
【解析】子弹射入木块的过程时间极短,弹簧尚未形变,系统合力为零,所以动量守恒,故①正确;在子弹射入木块的过程中,子弹与木块之间有摩擦力,子弹将一部分机械能转化为系统的内能,即系统的机械能不守恒,故②错误;木块压缩弹簧过程中,系统受到水平向右的弹力作用,合外力不为零,系统的总动量不守恒,故③错误;木块压缩弹簧过程中,由子弹、木块和弹簧组成的系统,只有系统内的弹力做功,所以系统的机械能守恒,故④正确.故C正确,ABC错误.故选C
2.如图所示,质量为0.5 kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25 m高处由静止下落,恰好落入质量为2 kg、速度为2.5 m/s沿光滑水平地面运动的小车上,并与小车一起沿水平地面运动,取g=10 m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.橡皮泥下落的时间为0.3 s
B.橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5 m/s
C.橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒
D.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5 J
【答案】BC
【解析】橡皮泥下落的时间为:t== s=0.5 s,故A错误;
橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒,选取小车初速度的方向为正方向,则有:
m1v0=(m1+m2)v,
所以共同速度为:v== m/s=2 m/s,
故B错误;
橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒,但竖直方向的动量不守恒,故C错误;
整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能,得:
ΔE=m2gh+
代入数据可得:ΔE=7.5 J,故D正确.
3.一质量为0.6 kg的篮球,以8 m/s的速度水平撞击篮板,被篮板反弹后以6 m/s的速度水平反向弹回,在空中飞行0.5 s后以7 m/s的速度被运动员接住,取g=10 m/s2,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.与篮板碰撞前后篮球的动量变化大小为8.4 kg·m/s
B.被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的动量变化大小为0.6 kg·m/s
C.篮板对篮球的作用力大小约为15.6 N
D.被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的重力产生的冲量大小为3 N·s
【答案】AD
【解析】以被篮板反弹后的速度方向为正方向,与篮板碰撞前后篮球的动量变化大小为:
Δp1=mv2-(-mv1)=m(v2+v1)=0.6×(8+6) kg·m/s=8.4 kg·m/s,
选项A正确;
根据动量定理,被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的动量变化大小为
Δp2=mgt=0.6×10×0.5 kg·m/s=3 kg·m/s,
选项B错误;
根据动量定理:FΔt=Δp1,因作用时间Δt未知,则无法确定篮板对篮球的作用力大小,选项C错误;被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的重力产生的冲量大小为
IG=Δp2=3 kg·m/s=3 N·s,
选项D正确.
4.2020年10月29日上午,四川省自贡某小区一3岁小孩自四楼坠下,被当地交警曾伟及热心邻居用被子成功接住,创造了一个爱心奇迹.在小孩被接住的过程中,关于被子的作用,下列说法正确的是( )
A.增加了小孩单位面积的受力大小
B.跟直接坠地相比,减小了小孩动量的变化量
C.跟直接坠地相比,减小了小孩受到的冲量
D.延长了小孩的受力时间并增大了小孩的受力面积
【答案】D
【解析】被子增大了小孩的受力面积,所以减小了小孩单位面积的受力大小,A错误;与直接坠地相比,动量都是由落地前瞬间的动量减小到零,动量的变化量相同,根据动量定理,所以冲量也相同,B、C错误;用被子接住可以延长小孩的受力时间并增大小孩的受力面积,D正确.
5.如图所示,某学习小组用三个完全相同的小球A、B、C做如下的研究:A、B、C位于同一高度h处,A做自由落体运动,B沿固定的光滑斜面由静止滑下,C做平抛运动。三个小球从开始运动到落地前瞬间的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能的变化量相同
B.动量的变化量相同
C.重力的冲量相同
D.落地前瞬间重力的功率相等
【答案】A
【解析】A.由于