内容正文:
考点18 动量、冲量、动量定理
1
狂刷小题·夯基础
2
精做大题·提能力
50
本课结束
62
题组一 基础小题
1.(多选)关于冲量和动量,下列说法中正确的是( )
A.冲量是反映力对作用时间积累效果的物理量
B.动量是描述物体运动状态的物理量
C.动量是物体冲量变化的原因
D.某一物体的动量发生了变化,一定是物体运动速度的大小发生了变化
答案 AB
解析 冲量是反映力对作用时间积累效果的物理量,等于力与力的作用时间的乘积,即I=FΔt,故A正确;动量是描述物体运动状态的物理量,等于质量与速度的乘积,即p=mv,故B正确;力是速度改变的原因,故冲量是物体动量变化的原因,C错误;动量是矢量,某一物体的动量发生了变化,可能是物体运动速度的大小发生了变化,也可能是物体运动速度的方向发生了变化,故D错误。
2.校运会跳远比赛时在沙坑里填沙,这样做的目的是可以减小( )
A.人的触地时间
B.人的动量变化率
C.人的动量变化量
D.人受到的冲量
答案 B
解析 跳远比赛时,人从与沙坑接触到静止,其动量的变化量一定,设为Δp,由动量定理可知,人受到的合力的冲量I=FΔt=Δp是一定的,在沙坑里填沙延长了人与沙坑的接触时间,Δt变大,动量变化率 eq \f(Δp,Δt)变小,人受到的合力F变小,人更安全,故B正确,A、C、D错误。
3.如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,一直沿水平面向右匀速运动,则下列关于物体在时间t内所受力的冲量,正确的是( )
A.拉力F的冲量大小为Ft cos θ
B.摩擦力的冲量大小为Ft sin θ
C.重力的冲量大小为mgt
D.物体所受支持力的冲量大小为mgt
答案 C
解析 拉力F的冲量大小为Ft,故A错误;物体做匀速直线运动,可知摩擦力的大小为f=F cos θ,则摩擦力的冲量大小为ft=Ft cos θ,故B错误;重力的冲量大小为mgt,故C正确;支持力的大小为N=mg-F sin θ,则支持力的冲量大小为(mg-F sin θ)t,故D错误。
4.(2018·全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下,与地面的撞击时间约为2 ms,则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为( )
A.10 N
B.102 N
C.103 N
D.104 N
答案 C
解析 设鸡蛋落地瞬间的速度为v,每层楼的高度大约是3 m,由动能定理可知:mgh= eq \f(1,2)mv2,解得:v= eq \r(2gh)= eq \r(2×10×3×25) m/s=10 eq \r(15) m/s。落地时受到自身的重力和地面的支持力,规定向上为正方向,由动量定理可知:(N-mg)t=0-(-mv),解得:N≈1×103 N,根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103 N,故C正确。
5.水平面上有质量相等的a、b两个物体,水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力,物体继续运动一段距离后停下。两物体的vt图线如图所示,图中AB∥CD。则整个过程中( )
A.F1的冲量等于F2的冲量
B.F1的冲量大于F2的冲量
C.摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量
D.合力对a物体的冲量等于合力对b物体的冲量
答案 D
解析 题图中,AB与CD平行,说明撤去推力后两物体的加速度相同,而撤去推力后物体受到的合力等于摩擦力,根据牛顿第二定律可知,两物体受到的摩擦力大小相等,但a运动的总时间小于b运动的总时间,根据I=ft可知,摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量,故C错误;根据动量定理,对整个过程研究得F1t1-ftOB=0-0,F2t2-ftOD=0-0,由题图可知,tOB<tOD,则有F1t1<F2t2,即F1的冲量小于F2的冲量,故A、B错误;根据动量定理可知,合力的冲量等于物体动量的变化量,a、b两个物体动量的变化量都为零,则合力的冲量都为零,故D正确。
6.使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势,得到广泛应用。如图所示,若水柱截面积为S,水流以速度v垂直射到被切割的钢板上,之后水速减为零,已知水的密度为ρ,则水对钢板的冲力大小为( )
A.ρSv
B.ρSv2
C. eq \f(1,2)ρSv2
D. eq \f(1,2)ρSv
答案 B
解析 设Δt时间内有V体积的水打在钢板上,则这些水的质量为:m=ρV=ρSvΔt,以这部分水为研究对象,设它受到钢板的作用力为F,以水运动的方向为正方向,由动量定理有:FΔt=0-mv,即:F=- eq \f(mv,Δt)=-ρSv2,负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反;由牛顿第三定律可知,水对钢板的冲力大小也为ρSv2,故B正确。
7.(多选