内容正文:
第一章 动量守恒定律
1.1 动量 [见学生用书P1]
经验告诉我们,当大卡车与轿车以相同的速度行驶时,大卡车比轿车停下来更困难。同样,质量相同的两辆汽车以不同的速度行驶时,速度大的汽车停下来比速度小的汽车更困难。显然单独用质量或速度无法正确地描述运动物体的这一特征,那么如何描述才能更准确呢?
【答案】 可以用质量和速度的乘积(即动量)来描述。
1.我们学过的物理量中,有的对应的是一个过程,比如:平均速度、路程等,我们称之为过程量;有的对应的是一个状态,比如:瞬时速度、动能等,我们称之为状态量。下列物理量中属于状态量的是( B )
A.功 B.动量
C.平均功率 D.位移
【解析】 物体的动量是属于状态量,而功、平均功率和位移都对应一个过程,称为过程量,A、C、D错误,B正确。
2.下列关于动量的说法正确的是( D )
A.质量大的物体动量一定大
B.质量和速率都相同的物体动量一定相同
C.一个物体的速率改变,它的动量不一定改变
D.一个物体的运动状态变化,它的动量一定改变
【解析】 根据动量的定义p=mv可知,它的大小由速度和质量共同决定,A错误;动量是矢量,它的方向与速度方向相同,质量和速率都相同的物体,其动量大小一定相同,方向不一定相同,B错误;一个物体的速率改变,它的动量大小一定改变,C错误;物体的运动状态变化指速度发生变化,它的动量也就发生了变化,D正确。
3.对于一个质量不变的物体,下列说法正确的是( C )
A.物体的动量发生改变,其动能一定改变
B.物体的动量发生改变,其速度不一定改变
C.物体的动能发生改变,其动量一定改变
D.物体的动能发生改变,其动量不一定改变
【解析】 质量不变的物体,动量发生改变时,其速度一定改变,可以是速度的大小发生改变,也可以是速度的方向发生改变,还可以是速度的大小和方向都发生改变,B错误;当物体的速度方向发生改变而速度大小不变引起物体的动量(矢量)发生改变时,物体的动能(标量)并不改变,A错误;当质量不变的物体,动能发生改变时,必定是其速度的大小发生了改变,而无论其速度方向是否发生改变,物体的动量必定发生改变,C正确,D错误。
4.关于动量的概念,下列说法正确的是( A )
A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向
B.物体的加速度不变,其动量一定不变
C.动量越大的物体,其速度一定越大
D.物体的动量越大,其惯性也越大
【解析】 动量具有瞬时性,任一时刻物体的动量方向,即为该时刻的速度方向,A正确;加速度不变,则物体运动的速度均匀变化,故其动量也均匀变化,B错误;物体的动量大小由物体质量及速度大小共同决定,故物体的动量越大,其速度不一定越大,C错误;惯性由物体质量决定,物体的动量越大,其质量不一定越大,惯性也不一定越大,D错误。
5.在任何相等时间内,物体动量的变化量总是不相等的运动是( A )
A.匀速圆周运动
B.匀变速直线运动
C.自由落体运动
D.平抛运动
【解析】 物体做匀变速直线运动、自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变,由动量的定义可知,它们在任何相等时间内的动量变化量总相等,而物体做匀速圆周运动所受的合外力是变力,动量变化量总是不相等,A正确。
6.关于动量的变化,下列说法错误的是( C )
A.做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.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp与运动的方向相反
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一般不为零
【解析】 如图甲所示,当做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,A正确;如图乙所示,当做直线运动的物体速度减小时,Δp=p2-p1<0,即p2<p1,此时Δp与物体的运动方向相反,B正确;当物体的速度大小不变时,动量可能不变化,即Δp=0,也有可能动量大小不变而方向变化,此种情况Δp≠0,C错误;如图丙所示,物体做曲线运动时,速度的方向不断变化,故动量不断变化,Δp一般不为零,D正确。
7.一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则关于碰撞前后小球动量变化量的大小Δp和碰撞过程中墙对小球做功的大小W,下列说法正确的是( C )
A.Δp =0
B.Δp =1.8 kg·m/s
C.W =0
D.W =10.8 J
【解析】 由动量变化量Δp =mv2-mv1=3.6 kg·m/s,由动能定理可知W=mv-mv=0,C正确。
8.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段,列车的动能( B )
第8题图
A.与它所经历的