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专题12 动量、动量守恒定律
一.选择题
1.(2022届福建省三明市普通高中高三(上)期末质量检测物理试题)跑鞋的鞋垫通常选择更软、更有弹性的抗压材料,如图是跑鞋结构示意图,以下说法中错误的是( )
A. 鞋垫减小了人与地面的作用力
B. 鞋垫减小了人落地过程的动量变化量
C. 鞋垫延长了人与地面相互作用的时间
D. 鞋垫可将吸收的能量尽可能多的回馈给人
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.根据动量定理
解得
鞋垫的作用是延长了人与地面的作用时间t,减小了人和地面的作用力F,鞋垫的作用是将尽可能多的能量反馈给人,ACD正确;
B. 鞋垫没有改变人的初动量0,也没有改变人的末动量mv,人落地过程的动量变化量不变,B错误;
故选B。
2.(2022届湖北省武汉市第二中学高三(下)5月全仿真模拟考试物理试题)2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中,由任子威、曲春雨、范可新、武大靖、张雨婷组成的中国队以2分37秒348的成绩夺冠。在交接区域,“交棒”的任子威猛推“接棒”的武大靖一把,使武大靖向前快速冲出。在此过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 任子威和武大靖的加速度相同
B. 任子威对武大靖的冲量与武大靖对任子威的冲量相同
C. 任子威和武大靖的动量变化量一定不相同
D. 任子威和武大靖组成的系统机械能一定守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.任子威和武大靖受到的推力大小相等反向相反,但是质量不同因此加速度大小不同,A错误;
B.任子威对武大靖的冲量与武大靖对任子威的冲量大小相等,方向相反,B错误;
C.根据动量定理,动量的变化量等于冲量,任子威和武大靖的动量变化量的方向相反,所以任子威和武大靖的动量变化量一定不相同,C正确;
D.因为推力做功,任子威和武大靖组成的系统机械能一定增加,D错误。
故选C。
3.(2022届河南省大联考高三(下)第三次模拟考试理科综合物理试题)如图所示劲度系数为k的轻质弹资一端与质量为m的物体相连,另一端固定在竖直墙壁上,弹簧恰好水平且处于原长,此时弹簧的左端位于O点。水平面光滑,用水平外力F将物体缓慢向右推动距离x(弹簧处于弹性限度内)至A点,现突然撤去外力F,物体通过O点时的速度大小为v,则下列说法正确的是( )
A. 外力F的最大值为kx
B. 外力F做的功为mv2
C. 物体从A点运动至O点的过程中,墙壁对弹簧的弹力产生的冲量为0
D. 物体从A点运动至O点的过程中,弹簧对物体的弹力产生的冲量大小为2mv
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于外力F将物体缓慢右推,每一时刻都可认为是平衡的,当物体被推至A点时F最大,由胡克定律可知
A错误;
B.由于在外力作用过程中,物体缓慢运动,外力F做的功等于弹簧弹性势能的增加量,撤去外力F后,当物体运动到O点时,弹性势能全部转化为物体的动能,所以外力F做的功为,B正确;
CD.物体从A点运动至O点的过程中,水平方向上物体仅受弹簧弹力作用,由动量定理可知,弹簧对物体的弹力产生的冲量大小为mv,弹簧两端力的大小是相等的,所以物体从A点运动至O点的过程中墙壁对弹簧的弹力产生的冲量大小也为mv,CD错误。
故选B。
4.(2022届四川省成都市树德中学高三(上)11月期中理综物理试题)甲同学在办公室外奔跑过程中突然与从办公室出来的乙同学发生碰撞,碰撞前乙已处于静止状态,甲本能的伸直双手对乙施加推力的同时手向胸口收,手收至胸口时甲乙恰好共速。碰撞过程若能忽略两者与地面间在水平方向上的相互作用,则( )
A. 甲的本能反应减少了甲对乙的冲量 B. 甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同
C. 甲的动能减少量等于乙的动能增加量 D. 甲对乙做的功小于乙对甲做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲的动量变化量未发生改变,因此甲的本能反应不能减少了甲对乙的冲量,故A错误;
B.冲量是矢量,有方向,因此甲对乙的冲量与乙对甲的冲量不相同,故B错误;
C.两者的碰撞属于完全非弹性碰撞,有能量损失,因此甲的动能减少量大于乙的动能增加量,故C错误;
D.从两人刚接触到共速过程中,乙对地的位移小于甲对地的位移,因此甲对乙做的功小于乙对甲做的功,故D正确。
故选D。
5.(2022届云南省保山市高三(上)第一次教学质量监测理综物理试题)一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图所示,小物块以v0= 9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰撞时间为0.05 s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止,g取10 m/s2。则( )
A. 小物块从A点运动到B处所用时间是0.625 s
B. 碰撞瞬间小物块受到墙壁的平均作用力大小为10N
C.