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课时分层作业(十五)
1.下列解释正确的是( )
A.跳高时,在落地处垫海绵是为了减小冲量
B.在码头上装橡皮轮胎,是为了减小渡船靠岸过程受到的冲量
C.动量相同的两个物体受相同的制动力作用,质量小的先停下来
D.人从越高的地方跳下,落地时越危险,是因为落地时人受到的冲量越大
D [跳高时,在落地处垫海绵是为了延长作用时间减小冲力,不是减小冲量,故选项A错误;在码头上装橡皮轮胎,是为了延长作用时间,从而减小冲力,不是减小冲量,故选项B错误;动量相同的两个物体受相同的制动力作用,根据动量定理Ft=mv可知运动时间相等,故选项C错误;人从越高的地方跳下,落地前瞬间速度越大,动量越大,落地时动量变化量越大,则冲量越大,故选项D正确。]
2.(2021·湖南卷)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应px图像中的一个点。物体运动状态的变化可用px图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )
A B
C D
D [质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,由运动学公式v2=2ax可得v=,设质点的质量为m,则质点的动量p=m ,由于质点的速度方向不变,则质点动量p的方向始终沿x轴正方向,根据数学知识可知D正确。]
3.(2022·湖北卷)一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内,合外力对质点做功分别为W1和W2,合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是( )
A.W2=3W1,I2≤3I1
B.W2=3W1,I2≥I1
C.W2=7W1,I2≤3I1
D.W2=7W1,I2≥I1
D [根据动能定理可知W1=m(2v)2-mv2=mv2,W2=m(5v)2-m(2v)2=mv2,可得W2=7W1;由于速度是矢量,具有方向,当初、末速度方向相同时,动量变化量最小,方向相反时,动量变化量最大,因此冲量的大小范围是mv≤I1≤3mv,3mv≤I2≤7mv,比较可得I2≥I1,一定成立。故选D。]
4.(2019·全国Ⅰ卷)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
B [根据动量定理有FΔt=Δmv-0,解得m==1.6×103 kg,所以选项B正确。]
5.(2022·广东湛江市高三一模)2020年7月26日,大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600海上首飞成功,为下一步飞机进行海上试飞科目训练及验证飞机相关性能奠定了基础。若飞机的质量为m,从t=0时刻起,飞机在某段时间t0内由静止开始做加速直线运动,其加速度与时间的关系图像如图所示(图中a0、t0均为已知量),则在这段时间t0内,飞机所受合力的冲量大小为( )
A.ma0t0 B.ma0t0
C.ma0t0 D.2ma0t0
C [在t=t0时刻,飞机的速度大小v=a0×t0+a0×t0=a0t0,根据动量定理有I=mv-0,解得I=ma0t0,所以C正确,A、B、D错误。故选C。]
6.(2022·广东佛山模拟)将一物体以某一初速度沿竖直方向向上抛出。p表示物体的动量,表示物体的动量变化率,取竖直向下为正方向,忽略空气阻力。则下图中正确的是( )
A B C D
C [取竖直向下为正方向,动量p=mv=m(-v0+gt)=-mv0+mgt,mv0、mg是定值,故动量和时间的关系图应为截距为负、斜率为正的直线,故A、B错误;动量的变化量Δp=mgΔt,解得=mg,mg是定值,故不随时间变化,故C正确,D错误。]
7.运动员在水上做飞行表演,他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中,如图所示。已知运动员与装备的总质量为90 kg,两个喷嘴的直径均为10 cm,取重力加速度大小g=10 m/s2,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为( )
A.2.7 m/s B.5.4 m/s
C.7.6 m/s D.10.8 m/s
C [设Δt时间内一个喷嘴中有质量为m的水喷出,忽略水的重力的冲量,对两个喷嘴喷出的水由动量定理得:FΔt=2mv ,m=ρvΔt· π,因运动员悬停在空中,则F=Mg ,联立并代入数据解得:v≈7.6 m/s,故C正确。]
8.(多选)(2022·全国乙卷)质量为1 kg的物块