课堂小练（1） 动量(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课堂小练(一)　动量 　 基本素养练 1.一个物体在下述运动中,动能不发生变化而动量发生变化的是 (　　) A.匀速直线运动 B.匀速圆周运动 C.平抛运动 D.竖直上抛运动 解析　匀速直线运动,速度不变,故动能不变,动量不变,A项错误;匀速圆周运动,速度的大小不变,方向变化,故动能不变,但动量变化,B项正确;平抛运动,速度的大小、方向都变化,故动能和动量都变化,C项错误;竖直上抛运动,速度的大小变化,上升到最高点后速度方向由竖直向上变成竖直向下,故动能和动量都变化,D项错误。 答案　B 2.下列关于动量、动能的说法正确的是 (　　) A.动能是矢量,动能的方向与位移的方向相同 B.动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同 C.物体的动量变化,则其动能一定变化 D.物体的动量增大到原来的2倍,其动能也增大到原来的2倍 解析　动能是标量,所以没有方向,A项错误;动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同,B项正确;动量变化有可能是速度方向变化引起的,动能不变,C项错误;由p= 得物体的动量增大到原来的2倍,其动能增大到原来的4倍,D项错误。 答案　B 3.(多选)关于动量的变化,下列说法正确的是 (　　) A.做直线运动的物体速度增大时,动量的增量Δp的方向与运动方向相同 B.做直线运动的物体速度减小时,动量的增量Δp的方向与运动方向相反 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　当运动物体的速度增大时,其末态动量p2大于初态动量p1,由矢量的运算法则可知Δp=p2-p1>0,与物体运动方向相同。如图甲所示,所以A项正确。当物体速度减小时,p2<p1,如图乙所示,Δp与p1或p2方向相反,B项正确。当物体的速度大小不变时,其方向可能变化,也可能不变化,动量可能不变化即Δp=0,也可能动量大小不变而方向变化,此种情况Δp≠0,C项错误。做匀速圆周运动的物体,运动一周回到原位置时,物体动量的增量为零,D项错误。 　 甲 乙 答案　AB 4.物体的动量变化量的大小为5 kg·m/s,这说明 (　　) A.物体的动量在减小 B.物体的动量在增大 C.物体的动量大小一定变化 D.物体的动量大小可能不变 解析　动量变化量的大小为5 kg·m/s,注意动量是矢量,可以用力的合成和分解来模拟解释,动量的大小可能增加,也可能减少,也可能不变,故D项正确。 答案　D 5.如图所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心O在S的正上方,在O和P两点各有一质量为m的小物体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　a、b两物体到达S点时速度方向不同,故它们的动量不相同;a物体做自由落体运动,运动时间为t1,b物体沿圆周轨道下滑的过程中(在P点除外),其竖直方向分运动的加速度在任何高度都小于重力加速度,又a、b两物体竖直方向位移相等,所以b物体下滑到S的时间t2>t1,故A项正确,B、C、D三项错误。 答案　A 6.某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车甲的前端粘有橡皮泥,推动小车甲使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合成一体,而后两车继续做匀速直线运动,他设计的具体装置如图(a)所示。在小车甲后连着纸带,打点计时器打点频率为50 Hz,长木板一端下面垫着小木片用以平衡摩擦力。 图(a) (1)若已得到打点纸带如图(b)所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选　　　　段来计算甲的碰前速度,应选　　　　段来计算甲和乙碰后的共同速度(以上两空均填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。  图(b) (2)已测得小车甲的质量m甲=0.40 kg,小车乙的质量m乙=0.20 kg,由以上测量结果可得:碰前m甲v甲+m乙v乙=　　　　kg·m/s;碰后m甲v甲'+m乙v乙'=　　　　kg·m/s。(均保留三位有效数字)  (3)由(2)可得出的结论是 。  解析　(1)观察打点计时器打出的纸带,点迹均匀的阶段BC应为小车甲与乙碰前的阶段,CD段点迹不均匀,故CD段应为碰撞阶段,甲、乙碰撞后一起做匀速直线运动,打出间距均匀的点,故应选DE段计算碰后共同的速度。 (2)碰前v甲==1.05 m/s,v乙=0;m甲v甲+m乙v乙=0.420 kg·m/s。碰后两车速度相同,v甲'=v乙'==0.695 m/s; m甲v甲'+m乙v乙'=0.417 kg·m/s。 (3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的。 答案　(1)BC　DE　(2)0.420　0.417　(3)在误差允许范围内,碰撞前后两个小车的mv之和是相等的 能力提升练 7.(多选)从塔顶以相同速率抛出A、B、C三个小球,A球竖直上抛、B球平抛、C球竖直下抛。另有D球从塔顶自由下落,四个小球质量相同,落到同一水平面上。不计空气阻力,则 (　　) A.落地时动能相同的小球是A、B、C B.落地时动量相同的小球是A、B、C C.从离开塔顶到落地过程中,动能增量相同的小球只有A、B、C D.从离开塔顶到落地过程中,A球的动量变化量大于C球的动量变化量 解析　小球从抛出至落地过程中只有重力做功,且重力做功相同,A、B、C三个小球的初动能相同,故小球落地时的动能相同,所以A项正确;A、C落地速度方向相同,都是竖直向下,但是B落地速度方向不是竖直向下,故A、B、C落地的动量不相同,B项错误;从离开塔顶到落地过程中,动能增量等于合力做功,即等于重力做的功,由于从相同高度抛出,故重力做的功相同,故四个小球落地过程中动能增量相同,故C项错误;设小球抛出时的速度大小为v0,由A项可知,A、C两球落地时速度大小相等,设为v,以竖直向下为正方向,A球的动量变化为mv-(-mv0)=m(v+v0),C球的动量变化为m(v-v0),所以A球的动量变化量大于C球的动量变化量,故D项正确。 答案　AD 8.利用如图所示的装置做“探究碰撞中的不变量”的实验,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上。O点到A球球心的距离为L。使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直方向的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直方向夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录了多个B球的落点,重力加速度为g。(悬线长远大于小球半径) (1)图中x应是B球初始位置到　　　　　　　的水平距离。  (2)为了探究碰撞中的守恒量,应测得的物理量有　　　　　　　　　　　　。  (3)用测得的物理量表示(vA为A球与B球刚要相碰前A球的速度,vA'为A球与B球刚相碰后A球的速度,vB'为A球与B球刚相碰后B球的速度): mAvA=　　　　　　　　　　　　　　　;  mAvA'=　　　　　　　　　　　　　　　;  mBvB'=　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　小球A在碰撞前、碰撞后的两次摆动过程,均满足机械能守恒定律。小球B在碰撞后做平抛运动,则x应为B球的平均落点到其初始位置的水平距离。碰撞前对A,由机械能守恒定律得mAgL(1-cos α)=mAvA2,则mAvA= mA。碰撞后对A,由机械能守恒定律得mAgL(1-cos β)=mAvA'2,则mAvA'=mA。碰后B做平抛运动,有x=vB't,H=gt2。所以mBvB'=mBx。故要得到碰撞前后的mv,要测量的物理量有mA、mB、α、β、H、L、x。 答案　(1)B球平均落点　(2)mA、mB、α、β、H、L、x (3)mA　mA mBx 9.一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放,释放后篮球的重心下降高度为1.25 m时与地面相撞,反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.45 m,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2,求地面与篮球相互作用的过程中: (1)篮球动量的变化量; (2)篮球动能的变化量; (3)若篮球与地面发生碰撞时无能量损失,反弹后仍然上升到1.25 m高度处,求篮球动量的变化量和动能的变化量。 解析　(1)篮球与地面相撞前瞬间的速度大小 v1== m/s=5 m/s, 方向竖直向下, 篮球反弹后的速度大小v2== m/s=3 m/s,方向竖直向上。 规定竖直向下为正方向,篮球的动量变化量为 Δp=(-mv2)-mv1=-0.5×3 kg·m/s-0.5×5 kg·m/s=-4 kg·m/s, 即篮球的动量变化量大小为4 kg·m/s,方向竖直向上。 (2)篮球的动能变化量为ΔEk=mv22-mv12, 代入数据得ΔEk=-4 J。 (3)发生碰撞前后速度大小不变,方向改变,由题可知,碰撞前v1=5 m/s,方向竖直向下,碰撞后v3=5 m/s,方向竖直向上。 规定竖直向下为正方向, Δp=(-mv3)-mv1=-5 kg·m/s, 即篮球的动量变化量大小为5 kg·m/s,方向竖直向上, 动能变化量ΔEk=mv32-mv12=0。 答案　(1)4 kg·m/s,方向竖直向上　(2)-4 J (3)5 kg·m/s,方向竖直向上　0 学科网（北京）股份有限公司 $$