内容正文:
课后提升练 (一) 动量
[对应学生用书P119]
1.(多选)对于“利用摆球测量小球碰撞前后的速度”实验,下列有关说法正确的是( )
A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长
B.实验开始时,需由静止释放小球,以便较准确地计算小球碰撞前瞬间的速度大小
C.两小球必须都是钢性球,且质量相同
D.保证两小球碰后可以粘在一起共同运动
ABD 解析:细绳长度适当以便于操作,两绳等长则是为了保证两球对心碰撞,A正确;由静止释放,初动能为0,可由mgL(1-cos α)=mv2直接得出碰前小球速度v的大小,方便简单,B正确;为保证实验的普适性,两球质地是任意的,质量也需考虑各种情况,但大小相同才能正碰,C错误;碰后分开或共同运动都是实验所允许的,D正确。
2.用气垫导轨进行实验时,经常需要使导轨保持水平。其中,检验气垫导轨是否水平的方法之一是:轻推一下滑块,使其先后通过光电门1和光电门2,如图所示,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录滑块先后经过光电门1、2时的遮光时间Δt1和Δt2,比较Δt1和Δt2即可判断导轨是否水平。为使这种检验更精准,正确的措施是( )
A.换用质量更大的滑块
B.换用宽度Δx更小的遮光条
C.提高测量遮光条宽度Δx时的精确度
D.尽可能增大光电门1、2之间的距离L
D 解析:本题中,如果导轨水平,则滑块应做匀速运动。因此要想更准确地进行检验,可以增大光电门1、2之间的距离,从而更准确的判断速度是否发生变化;而换用质量更大的滑块、宽度更小的遮光条以及提高测量遮光条宽度Δx的精确度对速度变化均没有影响,D正确。
3.(2022·安徽明光二中高二期末)某物体在某一过程中的动量变化量为-5 kg·m/s,则该物体的初、末两状态相比( )
A.动量一定减小 B.动量一定反向
C.动量可能增大 D.动量一定同向
C 解析:物体的动量变化量为-5 kg·m/s,是负值,说明动量的变化量与规定的正方向相反,则该物体的动量可能增大,也可能减小,C正确,A错误;物体的动量变化与动量无关,所以动量变化量为-5 kg·m/s,表示动量的变化与规定的正方向相反,但不表示物体的动量一定为负方向,B、D错误。
4.(2022·福建泰宁一中高二期中)质量为1 kg的小球以大小为3 m/s的速度水平向左飞来,击中墙后又以2 m/s的速度大小水平向右飞出,则碰撞过程中,小球的动量变化量大小和方向分别为( )
D 解析:设向右为正方向,则碰撞过程中小球的动量变化量为Δp=mv2-mv1=1×2 kg·m/s-(-1×3) kg·m/s=5 kg·m/s,方向向右,D正确。
5.(多选)(2022·甘肃秦安一中高二期末)质量为3 kg的物体在一水平面上做直线运动时,速度大小由2 m/s变成5 m/s,那么在此过程中,该物体的动量变化量的大小可能是( )
A.9 kg·m/s B.12 kg·m/s
C.20 kg·m/s D.21 kg·m/s
AD 解析:若两速度方向相同,则动量的变化量为Δp=mvt-mv0=3×5 kg·m/s-3×2 kg·m/s=9 kg·m/s,若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化量为Δp=mvt-mv0=3×5 kg·m/s-(-3×2) kg·m/s=21 kg·m/s,A、D正确。
6.一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放,当篮球重心下降到高度为0.8 m时与地面相撞,且反弹后篮球重心上升的最大高度为0.2 m。若不计空气阻力,取重力加速度为g=10 m/s2,试求地面与篮球相互作用的过程中:
(1)篮球的动量变化量。
(2)篮球的动能变化量。
答案:(1)3 kg·m/s,方向竖直向上 (2)减少了3 J
解析:(1)篮球与地面相撞前瞬间的速度v1== m/s=4 m/s,方向向下, 反弹时的初速度v2== m/s=2 m/s,方向向上。规定竖直向下为正方向,则篮球的动量变化量为Δp=(-mv2)-mv1=-0.5×2 kg·m/s-0.5×4 kg·m/s=-3 kg·m/s。即篮球的动量变化量大小为3 kg·m/s,方向竖直向上。
(2)篮球的动能变化量ΔEk=mv-mv=×0.5×22 J-×0.5×42 J=-3 J,即动能减少了3 J。
7.(多选)有质量相等的A、B两个物体,分别沿着倾角是α和β的两个光滑固定斜面,由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1,如图所示。则A、B两物体( )
A.滑到h1高度时的动量相同
B.滑到h1高度时的动能相等
C.由h2滑到h1的过程中,动量变化相同
D.由h2滑到h1的过程中,动能变化相等
BD 解析:两物体由h2下滑到h1高度的过程中,机械能守恒,所以mg(h2-h1)=mv2,得v=,物体下