第1章 动量 单元测验-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练(沪科版2020上海选择性必修第一册)
2025-03-10
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2份
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18页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理沪科版选择性必修第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一章 动量 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 动量及其守恒定律 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.37 MB |
| 发布时间 | 2025-03-10 |
| 更新时间 | 2025-05-08 |
| 作者 | nxia |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-03-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50910858.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第一章 动量 单元测验
(考试时间:60分钟,分值:100分)
一、单选题(每小题3分,共36分)
1.关于冲量,下列说法正确的是( )
A.合力的冲量是物体动量变化的原因
B.作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
C.动量越大的物体受到的冲量越大
D.冲量的方向与物体运动的方向相同
2.下列属于反冲现象的是( )
①园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转
②用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退
③用力向后蹬地,人向前运动
④章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
3.光滑水平地面上,A、B两物体质量都为,A以速度向右运动,B原来静止,左端有一轻弹簧,如图所示,当A撞上弹簧,在之后的运动过程中( )
A.A、B组成系统机械能守恒
B.A的最小动量不为零
C.弹簧被压缩最短时,B的动量达到最大值
D.弹簧被压缩最短时,A、B速度相等
4.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以足够大的速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点。若以2v速度抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点 B.在P点左边
C.在P点右边不远处 D.在P点右边原水平位移的两倍处
5.在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中,测得假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。则由曲线可知,假人头部( )
A.加速度大小先减小后增大 B.动量大小先增大后减小
C.动能变化等于曲线与横轴围成的面积 D.动量的变化量等于曲线与横轴围成的面积
6.天舟二号采用自主快速交会对接模式,成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为 p1、p2;总动能分别为 E1、E2,则( )
A.p1 > p2,E1 > E2 B.p1 = p2,E1 > E2
C.p1 > p2,E1 = E2 D.p1 = p2,E1 = E2
7.甲物体在光滑水平面上运动的速度为v1,与静止的乙物体相碰,碰撞过程中无机械能损失,下列结论正确的是( )
A.乙的质量等于甲的质量时,碰撞后乙的速度为
B.乙的质量远远小于甲的质量时,碰撞后乙的速度为v1
C.乙的质量远远大于甲的质量时,碰撞后甲的速度为-v1
D.碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量
8.如图所示,两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动,它们的质量分别为m1和m2,且,经一段时间两物体相碰撞并粘在一起,则下列说法正确的是( )
A.碰撞后两物体将向左运动
B.碰撞后两物体将向右运动
C.碰撞过程中两物体组成的系统损失的机械能最小
D.该碰撞为弹性碰撞
9.质量为0.5 kg的物体,运动速度大小为3m/s,它在一个变力作用下,经过一段时间后速度大小变为7m/s,则这段时间内动量的变化量可能为( )
A.5kg·m/s,方向与初速度方向相反 B.5kg·m/s,方向与初速度方向相同
C.2kg·m/s,方向与初速度方向相反 D.10kg·m/s,方向与初速度方向相同
10.如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后,物体仍保持静止。现有以下说法正确的有( )
A.物体所受拉力的冲量方向水平向右 B.物体所受拉力的冲量大小是
C.物体所受摩擦力的冲量大小为0 D.物体所受合力的冲量大小为0
11.质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速度变为v,在这段时间内物体动量变化量的大小不可能是(重力加速度为g)( )
A.m(v-v0) B.mgt C.m D.m
12.质量为m的运动员托着质量为M的杠铃从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程杠铃和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立时间后再将杠铃缓慢向上举,至双臂伸直(图丙),甲到乙、乙到丙举起杠铃的过程中( )
A.地面对运动员的冲量为0 B.运动员受到重力的冲量为0
C.杠铃的机械能不守恒 D.运动员对杠杆的冲量为
二、多选题(每小题4分,共8分)
13.在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧,如图所示,用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态,将小车及弹簧看成一个系统,下列说法中正确的是( )
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零
B.先放开左手,再放开右手后,总动量向左
C.先放开左手,再放开右手后,总动量向右
D.无论先放哪只手,在两手都放开后,系统总动量总是守恒的
14.如图甲所示,真空中的两平行金属板间距为d、板长为L。A、B两板间加上如乙图所示的周期性变化电压。在时刻,一质量为m、电量为e的电子以初速度从两板正中间沿板方向射入电场,并在时刻从板间射出,不计电子重力。下列说法正确的是( )
A.电子沿板方向做变加速运动 B.电子从板间射出时的速度大小为
C.电子从板间射出时机械能增加 D.电子在板间运动时,电场力的冲量为零
三、填空题(每空2分,共20分)
15.冰壶运动,又称“掷冰壶、冰上溜石”,是冬奥会上以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,深受观众喜爱。A、B两冰壶在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的x-t图像如图所示,已知mA=0.2kg,则根据图像可得物体B的质量为 kg,冰壶之间的碰撞属于 (选填“弹性碰撞”、“完全非弹性碰撞”、“一般碰撞”)。
16.如图所示为某篮球运动员完成的一次“空中接传球”动作,接球时,球正好在传来的抛物线轨迹最高点,速度大小为v,方向水平向右;传出时,传出点在接球点的正上方H处,传出速度大小也是v,方向水平向左。接球到传出用时为,篮球质量为m,重力加速度为g。不计空气阻力,则接球到传出的过程,球重力的冲量大小为 ,运动员对球的冲量大小为 。
17.如图甲所示,质量为1kg的物块静止放在水平地面上,现对物块施加水平向右的外力F,F随时间变化的关系如图乙所示。已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.3,接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2。则0~2s内,物块受到的合力冲量大小为 N•s,6s末,物块的动量大小为 kg•m/s。
18.某同学的重力为G,在重力加速度为g处,穿着平底皮鞋时双脚竖直着地过程中与地面的作用时间为,受到地面的平均冲击力大小为,脚落地时的速度为 ;若脚着地前的速度保持不变,该同学穿上某型号的气垫鞋时,双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为,则该同学受到地面的平均冲击力大小 。
19.在时,以初速度竖直向上射出一质量的弹丸,其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足,其中,则弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小为 N·s:弹丸从射出到运动至最高点的时间t为 s。(结果保留3位有效数字)
四、解答题(本题共3小题,每题12分,共36)
20. 如图所示,质量为1kg小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离h=0.8m。物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)碰撞过程中A对B做功的大小;
(2)碰撞过程中系统的机械能损失;
(3)物块在水平面上滑行的时间t。
21.钢筋混凝土桩的质量,现把重锤升高,然后自由落下打击桩,混凝土桩经停止运动,碰撞过程是完全非弹性碰撞,重力加速度g取.求:
(1)重锤打到桩后的瞬间的速度大小,以及混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小;
(2)打桩的效率(用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比);
(3)若碰撞过程是弹性碰撞,其他条件不变,混凝土桩在向下运动过程中受到的平均阻力大小.
22.质量的小球用轻质弹簧竖直悬挂,如图甲所示,把小球向下拉至某位置(未超出弹性限度)由静止释放,小球之后运动的速度时间图像如图乙所示(取竖直向下为正方向,不计空气阻力),。
(1)在0~2s时间内,小球的加速度( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小再增大 D.先增大后减小
(2)在0~2s内,重力的冲量为 ,弹簧弹力的冲量为 。
试卷第2页,共6页
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第一章 动量 单元测验
(考试时间:60分钟,分值:100分)
一、单选题(每小题3分,共36分)
1.关于冲量,下列说法正确的是( )
A.合力的冲量是物体动量变化的原因
B.作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
C.动量越大的物体受到的冲量越大
D.冲量的方向与物体运动的方向相同
【答案】A
【详解】A.力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后,物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说合力的冲量使物体的动量发生了变化,故A正确;
B.只要有力作用在物体上,经历一段时间,这个力便有了冲量I=Ft,与物体处于什么状态无关,物体运动状态的变化是所有作用在物体上的力共同产生的效果,故B错误;
C.物体所受冲量I=Ft与物体动量的大小p=mv无关,故C错误;
D.冲量的方向与物体运动方向无关,故D错误。
2.下列属于反冲现象的是( )
①园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转
②用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退
③用力向后蹬地,人向前运动
④章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【答案】B
【详解】①园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转,属于反冲现象。②用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退,属于反冲现象。③用力向后蹬地,人向前运动,不属于反冲现象。④章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动,属于反冲现象。故选B。
3.光滑水平地面上,A、B两物体质量都为,A以速度向右运动,B原来静止,左端有一轻弹簧,如图所示,当A撞上弹簧,在之后的运动过程中( )
A.A、B组成系统机械能守恒
B.A的最小动量不为零
C.弹簧被压缩最短时,B的动量达到最大值
D.弹簧被压缩最短时,A、B速度相等
【答案】D
【详解】A.由题意,A、B、弹簧三者组成的系统机械能守恒,A、B组成的系统机械能不守恒,A错误;
D.在A、B相互作用过程中,开始阶段,A压缩弹簧,受到向左的力做减速运动,B做加速运动,vA>vB,弹簧逐渐缩短,当vA=vB时弹簧处于压缩状态,由于弹簧弹力作用,A继续减速,B继续加速,直至弹簧恢复原长。当vA=vB时弹簧被压缩至最短,故D正确;
BC.由于在A、B相互作用到弹簧恢复到原长,根据动量守恒和能量守恒有
且
解得 , 此时B的动量达到最大值,A的最小动量为零,故BC错误。故选D。
4.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以足够大的速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点。若以2v速度抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点 B.在P点左边
C.在P点右边不远处 D.在P点右边原水平位移的两倍处
【答案】B
【详解】抽出纸带的过程中,纸带对铁块有一个向右的滑动摩擦力,两次摩擦力大小相等,第二次摩擦力作用的时间更短,根据动量定理可知,第二次铁块平抛的初速度更小,平抛的水平距离更近,因此落在第一次的左边。故选B。
5.在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中,测得假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。则由曲线可知,假人头部( )
A.加速度大小先减小后增大 B.动量大小先增大后减小
C.动能变化等于曲线与横轴围成的面积 D.动量的变化量等于曲线与横轴围成的面积
【答案】D
【详解】A.假人头部只受到气囊的作用力,而根据图像可知,作用力随时间先增大后减小,根据牛顿第二定律 可知,假人头部加速度大小先增大后减小,故A错误;
BD.根据题意,假人的头部只受到安全气囊的作用,则图像的面积即表示合外力的冲量,而根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,即图像的面积也表示动量的变化量,且图像始终在时间轴上方,则可知动量的大小一直增大,故D正确,B错误;
C.根据动量与动能的关系有 而动量变化等于曲线与横轴围成的面积,则可知动能变化不等于曲线与横轴围成的面积,故C错误。
故选D。
6.天舟二号采用自主快速交会对接模式,成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为 p1、p2;总动能分别为 E1、E2,则( )
A.p1 > p2,E1 > E2 B.p1 = p2,E1 > E2
C.p1 > p2,E1 = E2 D.p1 = p2,E1 = E2
【答案】B
【详解】对接过程可认为系统满足动量守恒,则有
因为对接后二者具有共同速度,属于完全非弹性碰撞,存在机械能损失,则有
故选B。
7.甲物体在光滑水平面上运动的速度为v1,与静止的乙物体相碰,碰撞过程中无机械能损失,下列结论正确的是( )
A.乙的质量等于甲的质量时,碰撞后乙的速度为
B.乙的质量远远小于甲的质量时,碰撞后乙的速度为v1
C.乙的质量远远大于甲的质量时,碰撞后甲的速度为-v1
D.碰撞过程中甲对乙做的功大于乙动能的增量
【答案】C
【详解】ABC.由于碰撞过程中无机械能损失,故是弹性碰撞,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得两物体碰后甲、乙的速度分别为 ,
当m1=m2时,v2′=v1;当m1≫m2时,v2′=2v1;当m1≪m2时,v1′=-v1,故AB错误,C正确;
D.根据动能定理可知,碰撞过程中甲对乙做的功等于乙动能的增量,故D错误。
故选C。
8.如图所示,两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动,它们的质量分别为m1和m2,且,经一段时间两物体相碰撞并粘在一起,则下列说法正确的是( )
A.碰撞后两物体将向左运动
B.碰撞后两物体将向右运动
C.碰撞过程中两物体组成的系统损失的机械能最小
D.该碰撞为弹性碰撞
【答案】A
【详解】AB.物体的动量 已知两物体动能相等,,则,两物体组成的系统总动量方向与物体2的动量方向相同,即向左,由动量守恒知,两物体碰撞后动量向左,两物体将向左运动,故A正确,B错误;
CD.两物体碰撞后粘合在一起,发生的碰撞是完全非弹性碰撞,两物体组成的系统损失的机械能最大,故C,D错误。
故选A。
9.质量为0.5 kg的物体,运动速度大小为3m/s,它在一个变力作用下,经过一段时间后速度大小变为7m/s,则这段时间内动量的变化量可能为( )
A.5kg·m/s,方向与初速度方向相反 B.5kg·m/s,方向与初速度方向相同
C.2kg·m/s,方向与初速度方向相反 D.10kg·m/s,方向与初速度方向相同
【答案】A
【详解】以初速度方向为正方向,如果末速度的方向与初速度方向相反,由定义式
可得
负号表示的方向与初速度方向相反;如果末速度方向与初速度方向相同,则 方向与初速度方向相同。
故选A。
10.如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后,物体仍保持静止。现有以下说法正确的有( )
A.物体所受拉力的冲量方向水平向右 B.物体所受拉力的冲量大小是
C.物体所受摩擦力的冲量大小为0 D.物体所受合力的冲量大小为0
【答案】D
【详解】A.根据冲量的定义式有 可知,物体所受拉力的冲量方向与相同,故A错误;
B.物体所受拉力的冲量大小是,故B错误;
C.物体处于平衡状态,则有
则物体所受摩擦力的冲量大小为 故C错误;
D.物体所受合力为零,所以物体所受合力的冲量大小为0,故D正确。
故选D。
11.质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速度变为v,在这段时间内物体动量变化量的大小不可能是(重力加速度为g)( )
A.m(v-v0) B.mgt C.m D.m
【答案】A
【详解】物体动量变化量的大小为
所以 故选A。
12.质量为m的运动员托着质量为M的杠铃从下蹲状态(图甲)缓慢运动到站立状态(图乙),该过程杠铃和人的肩部相对位置不变,运动员保持乙状态站立时间后再将杠铃缓慢向上举,至双臂伸直(图丙),甲到乙、乙到丙举起杠铃的过程中( )
A.地面对运动员的冲量为0 B.运动员受到重力的冲量为0
C.杠铃的机械能不守恒 D.运动员对杠杆的冲量为
【答案】C
【详解】A.运动员托着杠铃从下蹲状态缓慢运动到站立状态,运动员受力平衡,
则地面对运动员的支持力为
设甲到乙、乙到丙上举杠铃经历的时间分别为、,地面对运动员的冲量为
故A错误;
B.运动员受到重力的冲量为 故B错误;
C.甲到乙、乙到丙举起杠铃的过程中,杠铃的动能不变,重力势能增大,杠铃的机械能增大,机械能不守恒,故C正确;
D.运动员对杠铃的力为Mg,运动员对杠杆的冲量为
故D错误。 故选C。
二、多选题(每小题4分,共8分)
13.在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧,如图所示,用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态,将小车及弹簧看成一个系统,下列说法中正确的是( )
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零
B.先放开左手,再放开右手后,总动量向左
C.先放开左手,再放开右手后,总动量向右
D.无论先放哪只手,在两手都放开后,系统总动量总是守恒的
【答案】ABD
【详解】A.两手同时放开后,系统所受外力之和为零,所以系统总动量守恒,且总动量始终为零,故A正确;
BC.先放开左手,A小车有向左的动量,再放开右手后,系统所受外力之和为零,系统总动量守恒,所以系统总动量向左,故C错误,B正确;
D.无论先放哪只手,两只手都放开后,系统所受外力之和为零,系统总动量守恒,故D正确。
故选 ACD。
14.如图甲所示,真空中的两平行金属板间距为d、板长为L。A、B两板间加上如乙图所示的周期性变化电压。在时刻,一质量为m、电量为e的电子以初速度从两板正中间沿板方向射入电场,并在时刻从板间射出,不计电子重力。下列说法正确的是( )
A.电子沿板方向做变加速运动 B.电子从板间射出时的速度大小为
C.电子从板间射出时机械能增加 D.电子在板间运动时,电场力的冲量为零
【答案】BD
【详解】A.电子沿板方向不受力,做匀速直线运动,A错误;
B.竖直方向上,内电子做匀加速直线运动,内电子匀减速至速度为零,电子出射速度大小仍为,B正确;
C.0~T内电场力做功为零,机械能增加量为零,故电子从板间射出时机械能不变,C错误;
D.电子在板间运动时,电场力的冲量为 D正确。
故选BD。
三、填空题(每空2分,共20分)
15.冰壶运动,又称“掷冰壶、冰上溜石”,是冬奥会上以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,深受观众喜爱。A、B两冰壶在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的x-t图像如图所示,已知mA=0.2kg,则根据图像可得物体B的质量为 kg,冰壶之间的碰撞属于 (选填“弹性碰撞”、“完全非弹性碰撞”、“一般碰撞”)。
【答案】 0.6 弹性碰撞
【详解】[1]图线的斜率表示速度,则碰撞前
碰撞后
发生对心正碰前后,以碰撞前A的方向为正方向,由动量守恒定律可知
解得
[2]碰撞前总动能为
碰撞后总动能为
碰撞前后重力势能不变,则碰撞前后机械能守恒,两冰壶发生的是弹性碰撞。
16.如图所示为某篮球运动员完成的一次“空中接传球”动作,接球时,球正好在传来的抛物线轨迹最高点,速度大小为v,方向水平向右;传出时,传出点在接球点的正上方H处,传出速度大小也是v,方向水平向左。接球到传出用时为,篮球质量为m,重力加速度为g。不计空气阻力,则接球到传出的过程,球重力的冲量大小为 ,运动员对球的冲量大小为 。
【答案】
【详解】[1]接球到传出用时为,则重力的冲量大小为 方向竖直向下;
[2]接球到传出的过程,合外力对篮球的冲量大小为 方向水平向左;
则接球到传出的过程,运动员对球的冲量大小
17.如图甲所示,质量为1kg的物块静止放在水平地面上,现对物块施加水平向右的外力F,F随时间变化的关系如图乙所示。已知物块与水平地面间的动摩擦因数为0.3,接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2。则0~2s内,物块受到的合力冲量大小为 N•s,6s末,物块的动量大小为 kg•m/s。
【答案】
【详解】[1]物块与水平地面间的最大静摩擦力为
由图像可知,在内物块处于静止状态,在时物块开始运动,
则0~2s内,物块受到的合力冲量大小为
[2]在时物块开始运动,则1~6s内,对物块根据动量定理可得
其中 ,
解得6s末,物块的动量大小为
18.某同学的重力为G,在重力加速度为g处,穿着平底皮鞋时双脚竖直着地过程中与地面的作用时间为,受到地面的平均冲击力大小为,脚落地时的速度为 ;若脚着地前的速度保持不变,该同学穿上某型号的气垫鞋时,双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为,则该同学受到地面的平均冲击力大小 。
【答案】
【详解】[1]设脚落地时的速度为,以竖直向上为正方向,作用过程,
根据动量定理可得
其中 可得
[2]若脚着地前的速度保持不变,该同学穿上某型号的气垫鞋时,双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为,以竖直向上为正方向,作用过程,根据动量定理可得
联立解得
19.在时,以初速度竖直向上射出一质量的弹丸,其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足,其中,则弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小为 N·s:弹丸从射出到运动至最高点的时间t为 s。(结果保留3位有效数字)
【答案】 0.408 1.96
【详解】[1]弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小为
[2]弹丸从射出到运动至最高点过程,根据动量定理可得
解得所用时间为
四、解答题(本题共3小题,每题12分,共36)
20. 如图所示,质量为1kg小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离h=0.8m。物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)碰撞过程中A对B做功的大小;
(2)碰撞过程中系统的机械能损失;
(3)物块在水平面上滑行的时间t。
【答案】(1)25J;(2)5J;(3)0.25s
【详解】(1)设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律,有 解得
设碰撞后小球反弹的速度大小为v1,同理有 解得
因为小球与物块发生正碰,由于碰撞时间极短,内力远大于外力,所以小球和物块组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有 解得
碰撞过程中A对B做功的大小
(2)碰撞过程中系统的机械能损失
(3)物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小为 f=5μmg
物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理,有 −ft=0−5mv2
得
21.钢筋混凝土桩的质量,现把重锤升高,然后自由落下打击桩,混凝土桩经停止运动,碰撞过程是完全非弹性碰撞,重力加速度g取.求:
(1)重锤打到桩后的瞬间的速度大小,以及混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小;
(2)打桩的效率(用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比);
(3)若碰撞过程是弹性碰撞,其他条件不变,混凝土桩在向下运动过程中受到的平均阻力大小.
【答案】(1),;(2);(3)。
【解析】(1)重锤与土桩撞击前的速度为
再根据碰撞时,动量守恒
由动量定理
(2)用于推进桩的能量
锤打击桩的能量
打桩的效率
(3)若碰撞过程是弹性碰撞,其他条件不变,则有动量守恒
动能守恒
解得
由动量定理
22.质量的小球用轻质弹簧竖直悬挂,如图甲所示,把小球向下拉至某位置(未超出弹性限度)由静止释放,小球之后运动的速度时间图像如图乙所示(取竖直向下为正方向,不计空气阻力),。
(1)在0~2s时间内,小球的加速度( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小再增大 D.先增大后减小
(2)在0~2s内,重力的冲量为 ,弹簧弹力的冲量为 。
【答案】(1)A (2) 4 4.8
【详解】(1)根据图像的斜率,可知在0~2s时间内,小球的加速度逐渐减小。故选A。
(2)[1] 在时间0~2s内,重力的冲量为 N·s
[2] 规定向上为正方向,由动量定理 解得 N·s
试卷第12页,共12页
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