内容正文:
第七章 动量和动量守恒定律
第1讲 动量 冲量 动量定理
一、 单项选择题
1.(2023·清远一中)运动员做“单杠大回环”空中动作落地时,通常下蹲后再站起.这样做是为了( )
A.增大运动员的动量变化量
B.减小运动员的动量变化率
C.减小运动员的动量变化量
D.增大地面对运动员的冲量
2.(2022·广州调研)“守株待兔”是一个人们常讲的故事.假设兔子质量为2 kg,以15 m/s的速度奔跑,撞树后不反弹,作用时间为0.01 s,则兔子受到平均撞击力大小为( )
A.3 N B.30 N
C.300 N D.3 000 N
3.(2023·广东省联考)质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上起跳,经时间t身体伸直并刚好离开水平地面,此时运动员的速度大小为v,不计空气阻力,重力加速度大小为g.则( )
A.运动员在加速上升过程中处于失重状态
B.该过程中,地面对运动员的冲量大小为mv-mgt
C.该过程中,地面对运动员做的功为0
D.该过程中,运动员的动量变化量大小为mgt+mv
4.(2022·汕头三模)相传牛顿年轻时曾坐在苹果树下看书,被树上落下的苹果砸中,这件事使他发现了万有引力定律,假如此事为真,有一颗质量为0.3 kg的苹果从树上自由下落2.5 m,砸中牛顿后以碰前速度的反弹,设相互作用时间为0.1 s,g=10 m/s2.则相互作用过程中苹果对牛顿的平均作用力约为( )
A.18 N B.28 N
C.38 N D.48 N
5.(2022·江门调研)若一个0.2 kg的苹果从一高为20 m的居民楼的楼顶由静止坠下,与地面的撞击时间约为0.1 s,且苹果无反弹.忽略风和空气阻力的影响,g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.苹果落地瞬间速度的大小为14.14 m/s
B.苹果下落过程中重力做功的平均功率为20 W
C.苹果撞击地面时对地面的作用力为40 N
D.苹果落地瞬间动量的大小为20 kg·m/s
6.已知10级台风的风速范围为24.5~28.4 m/s,16级台风的风速范围为51.0~56.0 m/s.若台风迎面垂直吹向一固定墙面,则16级台风对该墙面的作用力大小约为10级台风的( )
A.2倍 B.4倍
C.8倍 D.16倍
7.运动员在水上做飞行运动表演,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,已知重力加速度大小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
二、 多项选择题
8.(2022·清远质检)某球员截断对方传球并转守为攻,断球前瞬间,足球的速度大小为4 m/s、方向水平向左;断球后瞬间,足球的速度大小为6 m/s、方向水平向右.若足球的质量为0.4 kg,球员的脚与足球接触的时间为0.2 s,忽略断球过程中足球受到草地的摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.足球动量改变量的大小为4 kg·m/s
B.足球动量改变量的大小为2 kg·m/s
C.足球受到脚水平方向的平均作用力大小为20 N
D.足球受到脚水平方向的平均作用力大小为10 N
9.(2022·广州综合测试一)水平飞向球棒的垒球被击打后,动量变化量为12.6 kg·m/s,则( )
A.球的动能可能不变
B.球的动量大小一定增加12.6 kg·m/s
C.球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等
D.球受到棒的冲量方向可能与球被击打前的速度方向相同
10.(2022·全国乙卷)质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示.已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2.则( )
A.4 s时物块的动能为零
B.6 s时物块回到初始位置
C.3 s时物块的动量为12 kg·m/s
D.0~6 s时间内F对物块所做的功为40 J
三、 计算题
11.如图所示,由喷泉中喷出的水柱,把一个质量为M的垃圾桶倒顶在空中,水以速率v0、恒定的质量增率(即单位时间喷出的质量)从地下射向空中.求垃圾桶可停留的最大高度.(设水柱喷到桶底后以相同的速率反弹,重力加速度为g)
12.某游乐园入口旁有一个喷泉,喷出的水柱将一个质量为M的玩具稳定地悬停在空中.假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出;玩具底部为平板(面积略大于S);水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向向四周均匀散开.忽略空气阻力.已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:
(1) 喷