1.1 动量 -2024-2025学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
2025-07-06
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内容正文:
目录
第01课时 动量 1
考点一 碰撞过程中的不变量 1
考点二 动量 2
题型1:动量及其与动能的比较 2
题型2:动量的变化 3
考点三 利用图像分析动量问题 3
巩固训练·提升能力 5
第01课时 动量
考点一 碰撞过程中的不变量
例题分析·考点题型
【例题1】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:在一长木板右端垫一小木块,使板上甲、乙小车恰能平衡,在小车甲的前端粘有橡皮泥轻推小车甲后,小车甲做匀速直线运动,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所示在小车甲后连着纸带,打点计时器打点频率为.
已测得小车甲的质量,小车乙的质量,已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距并标在图上,为运动起始的第一点由以上测量结果可得:保留三位有效数字
碰前小车甲的速度为 ;碰后小车甲的速度为 ;
碰前两小车系统的总动量为 ;碰后两小车系统的总动量为 .
【变式训练1】如图所示,在用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”实验中,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起.开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动.
不需要测量或已知的物理量是 .
A.滑块的质量 挡光时间 挡光片的宽度 光电门的高度
图中左侧滑块质量,右侧滑块质量,挡光片宽度为,挡光片通过光电门的时间分别为,则两滑块的速度大小分别为 , 结果保留两位有效数字
烧断细线前 ,烧断细线后 .
【变式训练2】利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,步骤如下:
用天平测出滑块、的质量分别为和;
安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
向气垫导轨通入压缩空气;
把、两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为,照片如图所示:
结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光次摄得的照片,在这次闪光的瞬间,、两滑块均在刻度范围内;第一次闪光时,滑块恰好通过处,滑块恰好通过处;碰撞后有一个物体处于静止状态。设向右为正方向,试分析:
滑块碰撞时间发生在第一次闪光后 ,碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是 ,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是 。
考点二 动量
例题分析·考点题型
题型1:动量及其与动能的比较
【例题1】(单选)如图是半径为的半球形碗,一质量为的小物块从碗口点以大小不变的速度沿着碗滑到碗底中心点。则在该过程中( )
A. 小物块的动量不变 B. 小物块受到的合外力不变
C. 小物块受到的摩擦力不断减小 D. 小物块重力的瞬时功率先增大后减小
【变式训练1】(多选)运动的物体的质量比为,则( )
A. 当它们的动能相同时,动量之比;
B. 当它们的动量相同时,它们的动能之比
C. 当它们的动能相同时,动量之比
D. 当它们的动量相同时,它们的动能之比
【变式训练2】(单选)一质量为的物体静止在光滑水平面上,物体在两个相互垂直的水平力作用下开始运动,力对物体做的功为,力对物体做的功为,随后同时撤去这两个力。撤去这两个力的瞬间,物体的动量大小为( )
A. B. C. D.
题型2:动量的变化
【例题1】(单选)年巴黎夏季奥运会上,郑钦文获得女子网球单打冠军。假设某次击球过程中,质量为的网球以的水平速度飞来,郑钦文引拍击球,球拍与网球作用极短时间后,以的水平速度反方向弹回,取飞来速度方向为正,在此过程中,该网球的动量变化量为( )
A. B. C. D.
【变式训练1】(单选)质量为的玩具小车,速度由向左的变为向右的,取向左为正方向,则小车的动能变化量和动量变化量分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【变式训练2】(单选)历史上,物理学家笛卡尔主张以动量“”来量度运动的强弱,下列与动量有关的说法正确的是( )
A. 动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
B. 物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大
C. 两物体的动量相等,动能也一定相等
D. 做匀速圆周运动的物体,其动量不随时间发生变化
考点三 利用图像分析动量问题
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)一质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动.随时间变化的图线如图所示,则( )
A. 时物块的速率为 B. 时物块的动量大小为
C. 时物块的动量大小为 D. 时物块的速度为零
【变式训练1】(多选)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其图像如图所示。设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是( )
A. 在时间内,返回舱重力的功率随时间减小
B. 在时间内,返回舱的加速度不变
C. 在时间内,返回舱的动量随时间减小
D. 在时间内,返回舱的机械能不变
【变式训练2】(单选)如图,车静止在粗糙的水平地面上,一人站在车上抡起重锤从处由静止砸向车的左端,锤下落的同时小车向左运动,锤瞬间砸在处后与小车保持相对静止,最终小车停止运动。取水平向右为正方向,不考虑空气阻力,此过程人、锤及小车组成的系统水平方向的动量随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
巩固训练·提升能力
一、单选题。
1.关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
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. 动量越大的物体,其质量一定越大
2.一个质量为的垒球,以的水平速度飞向球棒,被球棒击打后,反向水平飞回,速度大小为,以垒球初速度的方向为正方向,则垒球被棒击打前后动量变化量为( )
A. B. C. D.
3. 年中国空间站已经全面建成,目前已经转入应用与发展阶段。如图所示,若该空间站仅在地球引力作用下绕地球沿椭圆轨道运动,则运动过程中不变的物理量是( )
A. 动量 B. 加速度 C. 动能 D. 机械能
4.如图所示,小明分别在篮筐正前方的、位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点。不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在处投掷时,篮球击中篮框的速度更大
C. 在处和处投掷篮球过程中,人对篮球做的功相同
D. 在处和处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的动量变化量相同
5.“太极球”运动是一项较流行的健身运动,做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,太极球却不会掉到地上,现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动,则( )
A. 小球运动过程中动量保持不变
B. 小球运动到、两处的加速度相同
C. 小球在、两处一定受到摩擦力的作用
D. 小球从到的过程中,重力的功率先增大后减小
6.如图所示,、分别表示物体被作用前、后的动量,短线表示的动量大小为,长线表示的动量大小为,箭头表示动量的方向。在下列四种情况中,物体动量改变量相同的是 ( )
A. B. C. D.
7.如图所示是最常见的羽毛球运动图标之一,羽毛球运动是学校体育中最普及的体育运动,也是速度最快的球类运动,运动员扣杀羽毛球的速度可达到假设羽毛球飞来的速度为,运动员将羽毛球以的速度反向击回,羽毛球的质量为,则羽毛球动量的变化量
A. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相反
B. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相同
C. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相反
D. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相同
8.如图,是固定于竖直平面内的光滑的四分之一圆周轨道,圆心在的正上方,在和两点各有一质量为的小物块和,从同一时刻开始,自由下落,沿圆弧下滑,则 ( )
A. 与同时到达,它们在点的动量相同
B. 比先到达,它们在点的动量不同
C. 比先到达,它们在点的动量不同
D. 比先到达,它们从各自起点到点的动量的变化相同
二、多选题。
9.下列说法正确的是( )
A. 做圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心
B. 做匀速圆周运动的物体的动能和动量都不变
C. 探究向心力的大小与质量、角速度、半径之间的关系时,采用了控制变量法
D. 滑动摩擦力对物体可以不做功
10.在“探究碰撞中的不变量”实验中,关于实验结论的说明,正确的是( )
A. 只需找到一种情景的“不变量”即可,结论对其他情景也同样适用
B. 只找到一种情景的“不变量”还不够,其他情景未必适用
C. 实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变
D. 进行有限次实验找到的“不变量”,具有偶然性,结论还需要检验
11.质量为的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由变成,那么在此过程中,动量变化的大小可能是( )
A. B. C. D.
三、实验题。
12.“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示,阻力很小的滑轨上有两辆小车、,给小车一定速度去碰撞静止的小车,小车、碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。
实验应进行的操作有 。
A.测量滑轨的长度
B.测量小车的长度和高度
C.碰撞前将滑轨调成水平
下表是某次实验时测得的数据:
的质量
的质量
碰撞前的速度大小
碰撞后的速度大小
碰撞后的速度大小
由表中数据可知,碰撞后小车、所构成系统的总动量大小是 。结果保留位有效数字
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目录
第01课时 动量 1
考点一 碰撞过程中的不变量 1
考点二 动量 3
题型1:动量及其与动能的比较 3
题型2:动量的变化 4
考点三 利用图像分析动量问题 5
巩固训练·提升能力 8
第01课时 动量
考点一 碰撞过程中的不变量
例题分析·考点题型
【例题1】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:在一长木板右端垫一小木块,使板上甲、乙小车恰能平衡,在小车甲的前端粘有橡皮泥轻推小车甲后,小车甲做匀速直线运动,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所示在小车甲后连着纸带,打点计时器打点频率为.
已测得小车甲的质量,小车乙的质量,已得到打点纸带如图所示,并测得各计数点间距并标在图上,为运动起始的第一点由以上测量结果可得:保留三位有效数字
碰前小车甲的速度为 ;碰后小车甲的速度为 ;
碰前两小车系统的总动量为 ;碰后两小车系统的总动量为 .
【答案】
【解析】由于碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前甲独自运动的速度,故AC应在碰撞之前,应在碰撞之后。
推动小车甲由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,
故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而和碰后的共同运动时做匀速直线运动,
故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度。
计数点间的时间间隔:,碰撞前甲车的速度:,
碰撞后甲的速度:;
碰前两小车系统的总动量为:;
碰后两小车系统的总动量为:。
故答案为:;;;。
【变式训练1】如图所示,在用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”实验中,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起.开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动.
不需要测量或已知的物理量是 .
A.滑块的质量 挡光时间 挡光片的宽度 光电门的高度
图中左侧滑块质量,右侧滑块质量,挡光片宽度为,挡光片通过光电门的时间分别为,则两滑块的速度大小分别为 , 结果保留两位有效数字
烧断细线前 ,烧断细线后 .
【答案】
【解答】在本实验中,与物体运动有关的物理量是质量和速度,速度的测量是由挡光片的宽度与挡光时间的比求得的,不需要测量光电门的高度,故选D;
以向左为正方向,两滑块速度的速度大小分别为,;
烧断细线前两滑块速度都为,故,烧断细线后有:。
【变式训练2】利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,步骤如下:
用天平测出滑块、的质量分别为和;
安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
向气垫导轨通入压缩空气;
把、两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为,照片如图所示:
结合实验过程和图像分析知:该图像是闪光次摄得的照片,在这次闪光的瞬间,、两滑块均在刻度范围内;第一次闪光时,滑块恰好通过处,滑块恰好通过处;碰撞后有一个物体处于静止状态。设向右为正方向,试分析:
滑块碰撞时间发生在第一次闪光后 ,碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是 ,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是 。
【答案】
【解答】碰撞后向左做匀速运动,设其速度为,则由运动学知:,碰撞到第二次闪光时向左运动,时间为,有,第一次闪光到发生碰撞时间为,有,联立解得:;
设向右为正,碰撞前,的速度大小为,的速度为,则碰撞前两滑块与速度乘积之和为:,碰撞后静止,速度为:,则碰撞后两滑块的动量为:。
故答案为: ; ; 。
考点二 动量
例题分析·考点题型
题型1:动量及其与动能的比较
【例题1】(单选)如图是半径为的半球形碗,一质量为的小物块从碗口点以大小不变的速度沿着碗滑到碗底中心点。则在该过程中( )
A. 小物块的动量不变 B. 小物块受到的合外力不变
C. 小物块受到的摩擦力不断减小 D. 小物块重力的瞬时功率先增大后减小
【答案】C
【解答】A. 由题意,小物块从到做匀速圆周运动,速度大小不变但是方向不断改变,故动量是变化的,A错误
B. 小物块受到的合外力提供向心力,大小不变,但是方向不断改变,B错误
C. 小物块受到的摩擦力大小等于重力沿圆弧切向分力,是不断减小的,C正确
D. 小物块重力的功率在点最大,在点为零,从到是不断减小的,D错误。
故选C。
【变式训练1】(多选)运动的物体的质量比为,则( )
A. 当它们的动能相同时,动量之比;
B. 当它们的动量相同时,它们的动能之比
C. 当它们的动能相同时,动量之比
D. 当它们的动量相同时,它们的动能之比
【答案】CD
【解答】动能与动量的关系:, ,当它们的动能相同时,动量之比,A错误,C正确;
根据动能与动量的关系:,当它们的动量相同时,它们的动能之比,B错误,D正确。
故选CD。
【变式训练2】(单选)一质量为的物体静止在光滑水平面上,物体在两个相互垂直的水平力作用下开始运动,力对物体做的功为,力对物体做的功为,随后同时撤去这两个力。撤去这两个力的瞬间,物体的动量大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据动能定理,可得,解得,物体的动量大小为,故C正确,ABD错误。
故选:。
题型2:动量的变化
【例题1】(单选)年巴黎夏季奥运会上,郑钦文获得女子网球单打冠军。假设某次击球过程中,质量为的网球以的水平速度飞来,郑钦文引拍击球,球拍与网球作用极短时间后,以的水平速度反方向弹回,取飞来速度方向为正,在此过程中,该网球的动量变化量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】网球动量的变化量,故A正确。
【变式训练1】(单选)质量为的玩具小车,速度由向左的变为向右的,取向左为正方向,则小车的动能变化量和动量变化量分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】小车的初速度为 ,末速度为 ,小车的动能变化量
以向左为正方向时有动量变化量。
故选C。
【变式训练2】(单选)历史上,物理学家笛卡尔主张以动量“”来量度运动的强弱,下列与动量有关的说法正确的是( )
A. 动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
B. 物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大
C. 两物体的动量相等,动能也一定相等
D. 做匀速圆周运动的物体,其动量不随时间发生变化
【答案】B
【解析】A.根据可知,动量变化的方向与初末动量的方向可能相同,可能相反,故A错误;
B.根据,可知,物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大,故B正确;
C.根据动量和动能的关系式可知,两物体动量相等,动能不一定相等,故C错误;
D.做匀速圆周运动的物体,其动量方向一直在发生变化,故 D错误.
故选B。
考点三 利用图像分析动量问题
例题分析·考点题型
【例题1】(单选)一质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动.随时间变化的图线如图所示,则( )
A. 时物块的速率为 B. 时物块的动量大小为
C. 时物块的动量大小为 D. 时物块的速度为零
【答案】B
【解答】解:、前两秒,根据牛顿第二定律,,则的速度规律为:;时,速率为,故A错误;
B、时,速率为,则动量为,故B正确;
、,力开始反向,物体减速,根据牛顿第二定律,,所以时的速度为,动量为,时速度为,故CD错误;
故选:
【变式训练1】(多选)神舟十三号返回舱进入大气层一段时间后,逐一打开引导伞、减速伞、主伞,最后启动反冲装置,实现软着陆。某兴趣小组研究了减速伞打开后返回舱的运动情况,将其运动简化为竖直方向的直线运动,其图像如图所示。设该过程中,重力加速度不变,返回舱质量不变,下列说法正确的是( )
A. 在时间内,返回舱重力的功率随时间减小
B. 在时间内,返回舱的加速度不变
C. 在时间内,返回舱的动量随时间减小
D. 在时间内,返回舱的机械能不变
【答案】AC
【解答】A.根据图像可知,在时间内,速度逐渐减小,由公式,返回舱的速度随时间减小,故重力的功率随时间减小,故A正确;
B.根据图像中,图像的斜率表示加速度,斜率逐渐减小则时间内返回舱的加速度减小,故B错误;
C.在时间内,返回舱的速度减小,由可知,故可知动量随时间减小。故C正确;
D.在时间内,返回舱的速度不变,则动能不变,但由于返回舱高度下降,重力势能减小,故机械能减小,故D错误。
故选:。
【变式训练2】(单选)如图,车静止在粗糙的水平地面上,一人站在车上抡起重锤从处由静止砸向车的左端,锤下落的同时小车向左运动,锤瞬间砸在处后与小车保持相对静止,最终小车停止运动。取水平向右为正方向,不考虑空气阻力,此过程人、锤及小车组成的系统水平方向的动量随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】锤下落过程中,小车向左运动,则受到向右的摩擦力,人、锤及小车组成的系统水平方向的动量增大,锤子下落过程中,竖直方向的加速度越来越小,则人、锤及小车组成的系统对地面的正压力越来越大,摩擦力也越来越大,则的斜率也越来越大,当锤子和车碰撞后,仅受地面摩擦力作用,在摩擦力的作用下,系统动量减小,由于速度沿水平方向,所以摩擦力大小不变,则的斜率不变,故B正确,ACD错误。
故选B。
巩固训练·提升能力
一、单选题。
1.关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
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. 动量越大的物体,其质量一定越大
【答案】A
【解答】A.动量和速度都是矢量;物体的动量:,可知运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向,故A正确;
B.加速度不变,则物体速度的变化率恒定,物体的速度均匀变化,故其动量也均匀变化,故B错误;
C.物体的动量:,动量大小取决于质量与速度的乘积,所以动量大的物体,它的速度不一定大,故C错误;
D.物体的动量:,动量大小取决于质量与速度的乘积,动量大的物体质量不一定大,故D错误。
故选:。
2.一个质量为的垒球,以的水平速度飞向球棒,被球棒击打后,反向水平飞回,速度大小为,以垒球初速度的方向为正方向,则垒球被棒击打前后动量变化量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】垒球被棒击打前后动量变化量,故D正确,ABC错误。
3. 年中国空间站已经全面建成,目前已经转入应用与发展阶段。如图所示,若该空间站仅在地球引力作用下绕地球沿椭圆轨道运动,则运动过程中不变的物理量是( )
A. 动量 B. 加速度 C. 动能 D. 机械能
【答案】D
【解析】解:空间站仅在地球引力作用下绕地球沿椭圆轨道运动,速度大小和方向不断改变,根据动量和动能定义,故动量时刻改变,动能时刻改变,故AC错误;
B.空间站到地心的距离不断改变,由万有引力提供向心力可知,加速度时刻改变,故B错误;
D.空间站仅在地球引力作用下运动,所以机械能守恒,故D正确。
故选:。
4.如图所示,小明分别在篮筐正前方的、位置投掷篮球,出手时篮球的高度相同,最终都垂直击中篮板上的同一点。不考虑篮球旋转且不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 在处投掷时,篮球从出手到击中篮筐的时间更长
B. 在处投掷时,篮球击中篮框的速度更大
C. 在处和处投掷篮球过程中,人对篮球做的功相同
D. 在处和处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的动量变化量相同
【答案】D
【解答】A.将篮球的运动反过来看即为平抛运动,平抛运动的时间只取决于高度,由于高度相同,则两次球的运动时间相同,故A错误;
B.由于处离篮框更近,即平抛运动的水平位移更小,由于运动时间相同,则水平速度在处的更小,即在处投掷时,篮球击中篮框的速度更小,故B错误;
C.将篮球的运动反过来看即为平抛运动,则篮球抛出时竖直方向的速度相等,但水平速度不相同,所以篮球出手时的速度大小不同,即篮球出手时的动能不同,由能量守恒可知,在处和处投掷篮球过程中,人对篮球做的功不相同,故C错误;
D.由动量定理可知,在处和处篮球出手后到垂直击中篮板的过程中,篮球的动量变化量为:,则两次球的动量变化相同,故D正确。
故选D。
5.“太极球”运动是一项较流行的健身运动,做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,太极球却不会掉到地上,现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动,则( )
A. 小球运动过程中动量保持不变
B. 小球运动到、两处的加速度相同
C. 小球在、两处一定受到摩擦力的作用
D. 小球从到的过程中,重力的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】A.小球在运动过程中速度方向时刻改变,故其动量方向时刻改变,因动量为矢量,所以动量时刻改变,故A错误;
B.、两处加速度大小相等,但方向相反,故加速度不相同,故B错误;
C.如果小球在、两处受到的支持力和重力的合力恰好指向圆心且等于小球转动所需要的向心力,则小球可以不受摩擦力的作用,故C错误;
D.小球从到的过程中,速度大小保持不变,但在竖直方向上的分量先增大后减小,由 ,可知,重力的功率先增大后减小,故D正确。
故选D。
6.如图所示,、分别表示物体被作用前、后的动量,短线表示的动量大小为,长线表示的动量大小为,箭头表示动量的方向。在下列四种情况中,物体动量改变量相同的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】取向右为正方向。中初动量,末动量,则动量变化量为;中初动量,末动量,则动量变化量为;中初动量,末动量,则动量变化量为;中初动量,末动量,则动量变化量为。
综上分析可知物体动量改变量相同,故选C。
7.如图所示是最常见的羽毛球运动图标之一,羽毛球运动是学校体育中最普及的体育运动,也是速度最快的球类运动,运动员扣杀羽毛球的速度可达到假设羽毛球飞来的速度为,运动员将羽毛球以的速度反向击回,羽毛球的质量为,则羽毛球动量的变化量
A. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相反
B. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相同
C. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相反
D. 大小为,方向与羽毛球飞来的方向相同
【答案】A
【解答】以羽毛球飞来的方向为正方向,则飞来时的动量,则被击回的动量,故动量变化量,符号说明动量变化的方向与羽毛球飞来的方向相反,故A正确。
故选A。
8.如图,是固定于竖直平面内的光滑的四分之一圆周轨道,圆心在的正上方,在和两点各有一质量为的小物块和,从同一时刻开始,自由下落,沿圆弧下滑,则 ( )
A. 与同时到达,它们在点的动量相同
B. 比先到达,它们在点的动量不同
C. 比先到达,它们在点的动量不同
D. 比先到达,它们从各自起点到点的动量的变化相同
【答案】B
【解析】物块做自由落体运动,设运动时间为,物块沿圆弧轨道下滑,设运动时间为,物块在任一高度竖直方向分运动的加速度都小于重力加速度,而、两物块竖直方向位移相同,所以,即比先到达。又到达点时的速度竖直向下,而的速度水平向左,根据得,故两物块的动量大小相等,方向不相同,初动量相同,末动量不同,故动量的变化不同,故B正确,、、D错误。
二、多选题。
9.下列说法正确的是( )
A. 做圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心
B. 做匀速圆周运动的物体的动能和动量都不变
C. 探究向心力的大小与质量、角速度、半径之间的关系时,采用了控制变量法
D. 滑动摩擦力对物体可以不做功
【答案】CD
【解析】A.做圆周运动的物体所受各力的合力不一定指向圆心提供向心力,而是指向圆心的合力提供向心力,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体,速度大小不变方向变化,根据可知动能不变,动量为,其大小不变,方向时刻改变,故B错误;
C.根据,探究向心力的大小与质量、角速度、半径之间的关系时,采用了控制变量法,故C正确;
D.物体受滑动摩擦力作用时可以保持静止状态,因此滑动摩擦力可以不做功,故物体在地面上滑动时,摩擦力对地面不做功,故D正确;
10.在“探究碰撞中的不变量”实验中,关于实验结论的说明,正确的是( )
A. 只需找到一种情景的“不变量”即可,结论对其他情景也同样适用
B. 只找到一种情景的“不变量”还不够,其他情景未必适用
C. 实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变
D. 进行有限次实验找到的“不变量”,具有偶然性,结论还需要检验
【答案】BCD
【解析】在“探究碰撞中的不变量”实验中,只找到一种情景的“不变量”还不够,其他情景未必适用,A错误,B正确;
寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变,C正确;
有限次实验的结果偶然性较大,得出的结论需要检验,D正确。
11.质量为的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由变成,那么在此过程中,动量变化的大小可能是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】【分析】末动量与初动量之差为动量的变化,根据题意应用动量的定义式求出动量的变化。
本题考查了求物体动量的变化量,要注意速度与动量都是矢量,解题时要注意物体的速度方向。
【解答】
由题意知,物体的速度,以物体初速度方向为正方向,物体的末速度可能为:或,物体动量的变化:,
或:,负号表示方向,故AC错误,BD正确。
故选BD。
三、实验题。
12.“探究碰撞中的不变量”的实验装置如图所示,阻力很小的滑轨上有两辆小车、,给小车一定速度去碰撞静止的小车,小车、碰撞前后的速度大小可由速度传感器测得。
实验应进行的操作有 。
A.测量滑轨的长度
B.测量小车的长度和高度
C.碰撞前将滑轨调成水平
下表是某次实验时测得的数据:
的质量
的质量
碰撞前的速度大小
碰撞后的速度大小
碰撞后的速度大小
由表中数据可知,碰撞后小车、所构成系统的总动量大小是 。结果保留位有效数字
【答案】
【解析】解:、实验需要测量小车的速度与质量,不需要测量滑轨的长度、不需要测量小车的长度和高度,故AB错误;
C、系统所受合外力为零系统动量守恒,碰撞前将滑轨调成水平,故C正确。
由于的质量小于的质量,碰撞后反弹,以碰撞前的速度方向为正方向,
碰撞后小车、所构成的系统总动量大小
故答案为:;。
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