内容正文:
1 动 量
1.下列关于动量的说法正确的是( D )
A.物体的动量改变了,其速度大小一定改变
B.物体的动量改变了,其速度方向一定改变
C.物体运动速度的大小不变,其动量一定不变
D.物体的运动状态改变,其动量改变
解析:动量是矢量,只要速度的大小或方向有一个发生改变,动量就改变;物体运动状态改变的实质就是速度改变,故D正确。
2.(多选)关于动量的变化,下列说法中正确的是( AB )
A.做单向直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp与速度的方向相同
B.做单向直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp与速度的方向相反
C.物体的速度大小不变时,动量的增量Δp为零
D.物体做曲线运动时,动量的增量Δp一定不为零
解析:当做单向直线运动的物体速度增大时,其末动量p2大于初动量p1,由矢量的运算法则可知Δp=p2-p1>0,与速度方向相同,如图甲所示,选项A正确;当做单向直线运动的物体速度减小时,Δp=p2-p1<0,即p2<p1,如图乙所示,此时Δp与物体的速度方向相反,选项B正确;当物体的速度大小不变时,动量可能保持不变,此种情况Δp=0,也有可能动量大小不变而方向变化,此种情况Δp≠0,选项C错误;物体做圆周运动且回到原点时,Δp为零,选项D错误。
3.(多选)某同学利用如图所示的光电门和气垫导轨做“探究碰撞过程的守恒量”的实验,下列说法正确的是( AB )
A.滑块的质量用天平测量
B.挡光片的宽度用刻度尺测量
C.挡光片通过光电门的时间用秒表测量
D.挡光片通过光电门的时间用打点计时器测量
解析:用天平测量滑块的质量,用刻度尺测量挡光片的宽度,A、B正确;挡光片通过光电门的时间由数字计时器测量,因此不需要用秒表或打点计时器测量时间,C、D错误。
4.(多选)关于动量和动能,下列说法正确的是( BC )
A.做变速运动的物体,动能一定不断变化
B.做变速运动的物体,动量一定不断变化
C.合外力对物体做功为零,物体动能的增量一定为零
D.合外力对物体做功为零,物体动量的增量一定为零
解析:做变速运动的物体,速度大小不一定变化,动能不一定变化,故A错误;做变速运动的物体,速度发生变化,动量一定不断变化,故B正确;合外力对物体做功为零,由动能定理得,物体动能的增量一定为零,但物体动量的增量不一定为零,故C正确,D错误。
5.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆弧轨道,圆心O在S的正上方。在O和P两点各有一个质量为m的物块a和b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑。以下说法正确的是( A )
A.a比b先到达S,它们在S点的动量不相同
B.a与b同时到达S,它们在S点的动量不相同
C.a比b先到达S,它们在S点的动量相同
D.b比a先到达S,它们在S点的动量相同
解析:物块a做自由落体运动,其加速度为g;而物块b沿圆弧轨道下滑,在竖直方向的加速度始终小于g(P点除外),由运动学规律得ta<tb;因为动量是矢量,方向与速度的方向相同,故a、b到达S时,它们在S点的动量方向不同,即动量不同,故选A。
6.(多选)古时有“守株待兔”的寓言。假设兔子质量约为2 kg,以
15 m/s的速度奔跑,撞树后反弹的速度为1 m/s,取兔子初速度方向为正方向,则( AD )
A.兔子撞树前的动量大小为30 kg·m/s
B.兔子撞树过程中的动量变化量为 32 kg·m/s
C.兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同
D.兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相反
解析:兔子撞树前的动量大小p=mv=2×15 kg·m/s=30 kg·m/s,故A正确;以撞树前兔子的速度方向为正方向,兔子撞树后的动量p′=
mv′=2×(-1)kg·m/s=-2 kg·m/s,兔子撞树过程动量变化量Δp=
p′-p=(-2-30)kg·m/s=-32 kg·m/s,故B错误;兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相反,故C错误,D正确。
7.某班物理兴趣小组选用如图所示装置做“探究碰撞过程的守恒量”实验。将一段不可伸长的轻质绳一端与力传感器(可以实时记录绳所受的拉力)相连固定在O点,另一端连接小钢球A(绳长远大于小钢球半径),把小钢球A拉至M处可使绳水平拉紧。在小钢球最低点N右侧放置一水平气垫导轨,气垫导轨上放有小滑块B(B上安装宽度较小且质量不计的遮光板)、光电门(已连接数字毫秒计)。当地的重力加速度为g。
某同学按图所示安装气垫导轨、滑块B(调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触且无压力)和光电门,调整好气垫导轨高度,确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生正碰。让小钢球A从某位置静止释放,摆到最低点N与滑块B碰撞,碰撞后小钢球A并没有立即反向,碰撞时间极短。
(1)为完成实验,