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课堂小练(二) 动量定理
基本素养练
1.如图所示,一物体在与水平面成θ角的拉力F作用下匀速前进了时间t,则 ( )
A.拉力F对物体的冲量大小为Ft
B.拉力F对物体的冲量大小为Ftcos θ
C.合外力对物体的冲量大小为Ftsin θ
D.合外力对物体的冲量大小为Ftcos θ
解析 拉力F对物体的冲量大小为Ft,A项正确,B项错误;物体做匀速直线运动,所以合外力为零,故合外力对物体的冲量大小为零,C、D两项错误。
答案 A
2.一质量为2 kg的物块在6 N的水平外力作用下在地面上从静止开始做匀加速直线运动,已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小为10 m/s2,则物块在运动2 m的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.重力对物块的冲量大小为40 N·s
B.外力对物块的冲量大小为8 N·s
C.摩擦力对物块的冲量大小为4 N·s
D.合外力对物块的冲量大小为8 N·s
解析 由已知条件知,物块由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a==1 m/s2,物块运动2 m的时间t== 2 s,根据I=Ft可得重力对物块的冲量大小为IG=mgt=40 N·s,A项正确;水平外力对物块的冲量大小为IF=Ft=12 N·s,B项错误;物块受到摩擦力的冲量大小为If=μmgt=8 N·s,C项错误;合外力对物块的冲量大小为I合=IF-If=4 N·s,D项错误。
答案 A
3.质量为1 kg的物体做直线运动,其速度—时间图像如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是 ( )
A.10 N·s,10 N·s B.10 N·s,-10 N·s
C.0,10 N·s D.0,-10 N·s
解析 由题图可知,在前10 s内物体初、末状态的动量相等,p1=p2=5 kg·m/s,由动量定理知I1=0;在后10 s内p3=-5 kg·m/s,I2=p3-p2=-10 N·s,D项正确。
答案 D
4.(多选)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速度变为v,重力加速度为g,在这段时间内物体动量变化量的大小为 ( )
A.m(v-v0) B.mgt
C.m D.m
解析 物体做平抛运动过程中速度变化量Δv沿竖直方向,有Δv=vy==gt=,所以动量变化量为Δp=mΔv=m=m,A、C两项错误,D项正确;由动量定理mgt=Δp,物体在时间t内动量变化量的大小为mgt, B项正确。
答案 BD
5.(多选)如图所示,两个质量相等的物体A、B从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.两物体所受重力的冲量相同
B.两物体所受合外力的冲量相同
C.两物体动量的变化量不同
D.两物体动能的变化量相同
解析 设高度为h,根据牛顿第二定律得,加速度为a=gsin α,由=at2,得t=,由于斜面的倾角不同,则运动时间不同,根据I=mgt知,重力的冲量不同,A项错误;根据动能定理知mgh=mv2,解得v=,到达底端时动能变化量相同,由于斜面倾角不同,故速度大小相等、方向不同,根据动量定理知,动量的变化量大小相等、方向不同,故合力的冲量大小相等、方向不同,故合力的冲量不相同,动量的变化量也不相同,B项错误,C、D两项正确。
答案 CD
6.静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图像如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.0~4 s内物体的位移为零
B.0~4 s内拉力对物体做功不为零
C.2 s末物体的动量为零
D.0~4 s内拉力对物体的冲量为零
解析 根据题意,由题图可知,物体在0~2 s内做匀加速运动,2~4 s内做匀减速运动,位移一直增大,A项错误;根据题意,由动量定理可知,物体在2 s末的动量不为零,C项错误;根据题意,由题图可知,0~4 s内拉力对物体的冲量为I=2F-2F=0,由动量定理可知,物体在4 s末速度为零,由动能定理可知,0~4 s内拉力对物体做功为零,B项错误,D项正确。
答案 D
7.(多选)2022年4月16日,我国神舟十三号返回舱搭载宇航员成功着陆。返回舱竖直下降到距离地面1米左右启动反推发动机,火箭瞬间点火且竖直向下喷出气体,如图所示,则 ( )
A.点火过程,增大了返回舱碰撞地面前后的动量变化量
B.点火过程,减小了返回舱碰撞地面前后的动量变化量
C.点火过程,增大了返回舱碰撞地面前后的动量变化率
D.点火过程,减小了返回舱碰撞地面前后的动量变化率
解析 点火过程,返回舱速度迅速减小,使返回舱碰撞地面前速度变小,碰撞后速度都为零,所以点火过程,减小了返回舱碰撞地面前后的动量变化量,A项错误,B项正确;点火过程,速度变小,反推发动机的作用是延长