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课时梯级训练(2) 动量定理
1.(多选)关于动量、冲量以及动量变化的说法正确的是( )
A.一个做曲线运动的物体,其动量的大小和方向变化,而在相等时间内物体受到的合外力的冲量不可能始终相等
B.一个做曲线运动的物体,其动量的大小始终不变,而在相等时间内合外力的冲量大小可能总相等
C.一个物体合外力冲量为零时,虽然其动量不变,但是物体受到的每个力的冲量可能一直增大
D.一个运动物体,其动量越来越大,而其加速度可能越来越小
BCD 解析:物体做曲线运动,速度方向一定改变,速度大小可能改变,在相等时间内物体受到的合外力的冲量可能始终相等,如平抛运动,A错误;一个做曲线运动的物体,其动量的大小始终不变,如果受到合外力的大小不变,则相等时间内合外力的冲量大小总相等,如匀速圆周运动,B正确;物体合外力冲量为零时,根据动量定理,其动量不变,但是物体受到的每个力的冲量可能一直增大,只要保证合力为零即可,C正确;运动的物体,其动量越来越大,说明速度越来越大,加速度可能越来越小,如从高空落下的雨滴,有收尾速度,D正确。
2.从一定高度落下一个鸡蛋,分别落到棉絮上和水泥地上,下面结论正确的是( )
A.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化小
B.落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它受到的冲量大
C.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化率大
D.落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它的动量变化快
D 解析:落到棉絮上的鸡蛋不易碎,而落到水泥地上的鸡蛋易碎,不是其动量大小和冲量大小的原因,而是作用时间不同,落到棉絮上的作用时间长,动量变化率小,合力小,则不易破碎,落到水泥地上的作用时间短,动量变化率大,合力大,则易破碎,D正确,A、B、C错误。
3.(多选)第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人,如图所示。若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回,在空中运动一段时间后落到台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转,下列说法正确的是( )
A.击球过程合外力对乒乓球做功为零
B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零
C.乒乓球运动至最高点时,动量为零
D.乒乓球下落过程中,在相等时间内动量变化相同
AD 解析:乒乓球被机器人以原速率斜向上击回,可知乒乓球的动能不变,由动能定理可知,合外力对乒乓球做功为零,A正确;乒乓球的速度变化量不为零,所以动量的变化量不为零,由动量定理可知,击球过程合外力对乒乓球的冲量不为零,B错误;乒乓球运动至最高点时,还具有水平方向的速度,故在最高点动量不为零,C错误;乒乓球下落过程中,只受重力作用,则在相等的时间内重力的冲量相等,由动量定理可知,在相等时间内动量变化相同,D正确。
4.质量为1 kg的物体做直线运动,其vt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
D 解析:在前10 s内,物体的初速度为5 m/s,末速度为5 m/s,根据动量定理得I合=Δp知外力的冲量为0;在后10 s内,物体的初速度为5 m/s,末速度为-5 m/s,根据动量定理得I合′=Δp′=mv2-mv1=-1×5 kg·m/s-1×5 kg·m/s=-10 kg·m/s=-10 N·s,D正确。
5.某运动员用头颠球,若足球用头顶起,每次上升高度为80 cm,足球的质量为400 g,与头部作用时间Δt为0.1 s,则足球在空中运动一次的时间及足球给头部的作用力大小为(空气阻力不计,g取10 m/s2)( )
A.t=0.4 s,FN=16 N B.t=0.4 s,FN=36 N
C.t=0.8 s,FN=36 N D.t=0.8 s,FN=32 N
C 解析:足球自由下落时有h=gt2,解得t==0.4 s,竖直向上运动的时间等于自由下落运动的时间,所以t总=2t=0.8 s;设竖直向上为正方向,由动量定理得(FN-mg)Δt=mv-(-mv),又v=gt=4 m/s,联立解得FN=36 N,C正确,A、B、D错误。
6.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的P点,若以速度2v抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点
B.在P点左侧
C.在P点右侧不远处
D.在P点右侧原水平位移的两倍处
B 解析:以速度2v抽出纸条时,纸条对铁块的作用时间变短,而纸条对铁块的作用力相同,故与以速度v抽出相比,纸条对铁块的冲量I减小,铁块获得的动量减小,平抛的初速度减小,水平射程减小,故落在P点左侧,B正确。
7.一质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,合力F随时间t变化的关系图像如图所示,则( )
A.t=2 s时,物