内容正文:
第1节 动量 同步测试
一.选择题:
1.两个物体具有相同的动量,则它们一定具有( )
A.相同的速度 B.相同的质量
C.相同的运动方向 D.相同的动能
2.下列关于动量的说法中,正确的是( )
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
3.质量为1 kg的物体,在水平面内做直线运动,初速度大小为8 m/s.它在一个水平力作用下,经一段时间后速度变为2 m/s,方向与初速度方向相反.则在这段时间内物体动量的变化量为( )
A.10 kg·m/s,方向与初速度方向相反
B.10 kg·m/s,方向与初速度方向相同
C.6 kg·m/s,方向与初速度方向相反
D.6 kg·m/s,方向与初速度方向相同
4.两个具有相同动量的物体A、B,质量分别为mA、mB,且mA>mB,比较它们的动能,则( )
A.物体B的动能较大
B.物体A的动能较大
C.动能相等
D.不能确定
5.下列关于物体的动量和动能的说法,正确的是( )
A.若两个物体的动量相同,它们的动能也一定相同
B.两物体中动能大的物体,其动量也一定大
C.物体的速度大小不变时,动量的变化量Δp不一定为零
D.物体做曲线运动时,动量的变化量一定不为零
6.关于动量,下列说法中正确的是( )
A.做匀速圆周运动的物体,动量不变
B.做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变
C.物体的动量变化,动能也一定变化
D.甲物体动量p1=5 kg·m/s,乙物体动量p2=-10 kg·m/s,所以p1>p2
7.一质量为2 kg的物体,速度由向东3 m/s变为向西3 m/s,在这个过程中该物体的动量与动能的变化量分别是( )
A.0、0 B.0、18 J
C.12 kg·m/s、0 D.12 kg·m/s、18 J
8.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两点各有一质量为m的小物块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
9.如图所示,两个质量相等的小物体A、B分别从同一高度沿倾角不同的两光滑固定斜面上无初速度滑下,在两物体分别下滑到斜面底端时,下列说法中正确的是( )
A.两物体的动量相同
B.两物体的速度相同
C.两物体的动能相同
D.两物体动量的变化量相同
10.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量( )
A.与它所经历的时间成反比
B.与它的位移成反比
C.与它的速度成正比
D.与它的动能成正比
2. 计算题:
11.如图所示,一足球运动员踢一个质量为0.4 kg的足球.
(1)若开始时足球的速度是4 m/s,方向向右,踢球后,球的速度为10 m/s,方向仍向右(如图甲),求足球的初动量、末动量以及踢球过程中足球动量的改变量;
(2)若足球以10 m/s的速度撞向球门门柱,然后以3 m/s的速度反向弹回(如图乙),求这一过程中足球的动量改变量.
12.如图所示,一个质量为430 g的金属块沿直线垂直右侧墙面向右运动,到达A点时速度大小为5 m/s,到达B点时速度大小为4 m/s,与墙壁碰撞前瞬间的速度大小为3 m/s,与墙壁碰撞后瞬间的速度大小为2.8 m/s,返回B点时速度大小为1.8 m/s,分别求金属块由A到B、与墙壁碰撞前后、由A到返回B的动量变化量.
参考答案:
1.答案 C解析 动量是矢量,动量相同,其大小和方向都得相同,故方向一定相同,而大小p=mv,如果质量不同,则速度不同,如果速度不同,则质量不同,故A、B错误,C正确;由Ek=知,动量相同,动能不一定相同,D错误.
2.答案 D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.
3.答案 A解析 规定初速度方向为正方向,物体初状态的动量为:
p0=mv0=1 kg×8 m/s=8 kg·m/s,
末状态的动量为:pt=mvt=1 kg×(-2 m/s)=-2 kg·m/s,
则动量的变化量为:Δp=pt-p0=-2 kg·m/s-8 kg·m/s=-10 kg·m/s,
负号表示动量变化量的方向与初速度方向相反,A正确.
4.答案 A解析 由动量p=mv和动能Ek=mv2,解得Ek=,因为物体A、B的动量相等,质量较大的物体动能较小,所以物体B的动能较大,A正确.
5.答案 C解析 由动量p=mv和动能Ek=mv2可解得Ek=,若两个物体的动量相同,而质量不同,则它们的动能不相同,A错误;两物体中动能大的物体质量可能小,由p=知,其动量不一定大,B错误;当物体的速度大小不变、方向变化时,Δp≠0,C正确;当物体做曲线运动时,动量的变化量Δp可能为零,如做匀速圆周运动的物体运动一周时的Δp为零,D错误.
6.答案 B解析 动量是矢量,做匀速圆周运动的物体其速度方向时刻在变化,故动量时刻在变化,A错误;做匀变速直线运动的物体其速度大小时刻在变化,所以动量一定在变化,B正确;物体的速度方向变化,但大小不变,则其动量发生变化,而动能不变,C错误;动量的负号只表示方向,比较大小时只比较绝对值,故p1<p2,D错误.
7.答案 C解析 设向西为正方向,则物体的初速度v0=-3 m/s,末速度v=3 m/s,故这个过程中,该物体动量的变化量为Δp=mv-mv0=12 kg·m/s,方向向西;动能的变化量为ΔEk=mv2-mv02=0,故C正确,A、B、D错误.
8.答案 A解析 在两物块下落的过程中,都只有重力对物块做功,故机械能守恒,有mgh=mv2,解得v=,所以在S点,两物块的速度大小相同,即速率相同,由于竖直方向上a的位移等于b的位移,但竖直方向上a的平均加速度大,故到达S点的时间ta<tb,即a比b先到达S,到达S点时a的速度竖直向下,而b的速度水平向左,故两物块的动量不相同,故A正确.
9.答案 C解析 设高度为h,根据机械能守恒定律有mgh=mv2=Ek,解得v=,到达底端的动能相同,速度大小相等,方向不同,则动量不同,A、B错误,C正确.两物体动量变化量大小相等,方向不同,D错误.
10.答案 C解析 根据p=mv=mat,可知列车的动量与它所经历的时间成正比,选项A错误;根据p=mv=m,则动量与它的位移的平方根成正比,选项B错误;根据p=mv可知,动量与它的速度成正比,选项C正确;根据p=,可知动量与它的动能的平方根成正比,选项D错误.
11.解析 (1)取向右为正方向,初、末动量分别为:
p=mv=0.4×4 kg·m/s=1.6 kg·m/s,方向向右,
p′=mv′=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右,
动量的改变量为Δp=p′-p=2.4 kg·m/s,方向向右.
(2)取向右为正方向,初、末动量分别为:
p1=mv1=0.4×10 kg·m/s=4 kg·m/s,方向向右,
p2=mv2=0.4×(-3) kg·m/s=-1.2 kg·m/s,即方向向左,
动量的改变量为Δp′=p2-p1=-5.2 kg·m/s,负号表示方向向左.
12.答案 0.43 kg·m/s,方向向左 2.494 kg·m/s,方向向左 2.924 kg·m/s,方向向左
解析 设向右为正方向,则金属块在A点的动量为pA=mvA=2.15 kg·m/s,方向向右.
第一次到达B点的动量为
pB1=mvB1=1.72 kg·m/s,方向向右.
与墙壁碰撞前瞬间的动量
p墙1=mv墙1=1.29 kg·m/s,方向向右.
与墙壁碰撞后瞬间的动量
p墙2=m(-v墙2)=-1.204 kg·m/s,方向向右.
返回B点的动量为
pB2=m(-vB2)=-0.774 kg·m/s,方向向左.
金属块由A到B的动量变化量
Δp1=pB1-pA=-0.43 kg·m/s,负号表示动量变化量方向向左
金属块与墙壁碰撞前后的动量变化量
Δp2=p墙2-p墙1=-2.494 kg·m/s,负号表示动量变化量方向向左
金属块由A到返回B的动量变化量
Δp3=pB2-pA=-2.924 kg·m/s,负号表示动量变化量方向向左.
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