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[A组 基础达标练]
1.(2023·陕西宝鸡模拟)拍篮球是大家都喜欢的强身健体的大众体育活动项目.已知篮球质量为0.6 kg,篮球上升到最高点时开始向下拍球使球做匀加速运动,拍球作用距离为0.2 m,在离手时获得一个竖直向下4 m/s的速度.若不计空气阻力及球的形变,g取10 m/s2,则在拍球过程中手给球的冲量为( )
A.1.2 N·s B.1.8 N·s
C.2.4 N·s D.3.0 N·s
解析:B [拍球过程中,球的位移x=0.2 m,初速度为零,末速度为4 m/s,根据运动学公式可知t==0.1 s,根据动量定理可知mgt+IF=Δp=mv=0.6×4 N·s=2.4 N·s,解得IF=1.8 N·s,故B正确.]
2.(2023·广西北海市一模)一辆总质量为M(含人和沙包)的雪橇在水平光滑冰面上以速度v匀速行驶.雪橇上的人每次以相同的速度3v(对地速度)向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包.抛出第一个沙包后,车速减为原来的.下列说法正确的是( )
A.每次抛出沙包前后,人的动量守恒
B.雪橇有可能与拋出的沙包发生碰撞
C.雪橇的总质量M与沙包的质量m满足M∶m=12∶1
D.拋出第四个沙包后雪橇会后退
解析:D [每次抛出沙包前后,雪橇(含人)和抛出的沙包总动量守恒,故A错误;抛出沙包后,雪橇的速度不会超过v,不可能再与抛出的沙包发生碰撞,故B错误;规定雪橇的初速度方向为正方向,对抛出第一个沙包前后,根据动量守恒定律有Mv=(M-m)v+m·3v,得M=11m,故C错误;抛出第四个沙包后雪橇速度为v1,由全过程动量守恒得Mv=(M-4m)v1+4m·3v,将M=11m代入得v1=-,故D正确.]
3.(2023·山东临沂高三期中)某同学利用所学知识测水龙头水流对地面的冲击速度,该同学先用大型容器接水,2 min接水108 L.然后将质量为500 g的杯子放在台秤上,水龙头开始往杯中注水,注至10 s末时,台秤的读数为98.6 N.假设水流垂直打在杯子底面后没有反弹,两次水龙头的水流是相同的,水的密度ρ=1×103 kg/m3,g=10 m/s2.则注入杯中水流的速度大约是( )
A.6 m/s B.5 m/s
C.4 m/s D.3 m/s
解析:C [根据题意,每秒流出水的体积为
ΔV= m3/s=9×10-4 m3/s,
则每秒时间内流入水的质量为Δm=ρΔV,
设水的流速为v,每秒时间内水对杯子底部的冲击力大小为F,则杯底对水的冲击力大小也为F,规定向上为正方向,根据动量定理有
FΔt=0-(-Δmv),
则台秤的示数为F′=F+Δmtg+mg
联立上式解得v=4 m/s,故C正确.]
4.(2023·江西新余高三期末)如图所示,水平地面上紧挨着的两个滑块P、Q之间有少量炸药(质量不计),爆炸后P、Q沿水平地面向左、右滑行的最大距离分别为0.1 m、0.4 m.已知P、Q与水平地面间的动摩擦因数相同,则P、Q的质量之比m1∶m2为( )
A.4∶1 B.1∶4
C.2∶1 D.1∶2
解析:C [爆炸过程中,两滑块动量守恒,取水平向右为正,则0=-m1v1+m2v2,
爆炸之后分别对两滑块,由动能定理可知
滑块P:-μm1gx1=0-m1v,
滑块Q:-μm2gx2=0-m2v,
联立解得m1∶m2=2∶1
故A、B、D错误,C正确.]
5.(2023·广西高三一模)(多选)A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动并发生正碰,碰撞时间极短、发生位移不计,小球可视为质点.碰撞前后A球的xt图像如图线a、b所示,B球的xt图像如图线c、d所示.已知A球质量m1=1 kg,则( )
A.B球质量m2=3 kg
B.碰撞过程中B球动能增加8 J
C.碰撞过程中A球对B球的冲量大小为6 kg·m/s
D.碰撞过程中A球动量变化量大小为4 kg·m/s
解析:AC [由A、B两球的x-t图像可得A、B两球碰前的速度分别为5 m/s、1 m/s,碰后速度分别为-1 m/s、3 m/s,由动量守恒定律得m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,得m2=3 kg,A正确;碰撞过程中B球动能增加为ΔEk2=m2v2′2-m2v=×(9-1)J=12 J,B错误;A对B的冲量等于B动量的变化,所以I=m2(v2′-v2)=(3×3-3×1) kg·m/s=6 kg·m/s,C正确;对A球,有Δp=m1(v1′-v1)=-6 kg·m/s,故A球动量变化大小为6 kg·m/s,D错误.]
6.(多选)如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A以速度v0向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x.现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示), 物