内容正文:
高中物理人教版选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》
第1节 动量 同步练
1、 单项选择题(共计5题,每小题6分,共计30分)
1.答案 D
解析 根据实验原理可知,滑块的质量、挡光时间、挡光片的宽度都是需要测量的物理量,其中滑块的质量用天平测量,挡光时间用光电计时器测量,挡光片的宽度可事先用刻度尺测量,只有滑块移动的距离不需要测量,D正确。
2.答案 B
解析 由I=Ft可知,在F-t图像中,图线与坐标轴所围成的面积表示冲量的大小,所以I=×3×3 N·s+3×3 N·s=13.5 N·s,故B正确,A、C、D错误。
3.答案 C
解析 下落到与头部刚接触时,足球速度v==2 m/s,足球动量大小为p0=mv=0.8 kg·m/s,故A错误;足球离开头部后上升高度与下落高度相同,所以足球离开头部时动量大小为p1=p0,方向竖直向上,以向上为正方向,则动量变化量为Δp=p1-(-p0)=1.6 kg·m/s,方向竖直向上,故B、D错误,C正确
4.答案 B
解析 质量是惯性的唯一量度,惯性越大的物体 ,质量越大,但动量p=mv不仅与质量有关,还与速度有关,惯性大的物体,动量不一定大,故A错误;动量大只说明了质量与速度的乘积大,但速度不一定大,故B正确;速度是矢量,速度大小不变,方向变化时,动能不变,而动量一定改变,故C错误;如果物体的质量不变,速率改变,即速度大小改变,那么物体的动能和动量都变化,故D错误。
5.答案:B
解析:铁锤做自由落体运动,有v2=2gh,解得铁锤与桩碰撞前的速度为v=10 m/s,故B正确;对铁锤,根据动量定理得(mg+F)Δt=0-mv,解得水泥桩对铁锤的平均作用力为F=-8 400 N,故水泥桩对铁锤的平均作用力大小为8 400 N,桩对铁锤的作用力向上,根据牛顿第三定律,铁锤对水泥桩的平均作用力大小为8 400 N,故A、D错误;铁锤与桩作用过程中动量的变化量是Δp=0-mv=-40×10 kg·m/s=-400 kg·m/s,故C错误。
2、 多项选择题(共计3题,每小题6分,选对但不全得3分,错选不得分,共计18分)
6.答案 ABD
解析 细线长度适当,便于操作;两线等长,保证两球对心碰撞,故A正确;由静止释放,初动能为零,可由mgL(1-cos α)=mv2计算碰前小球速度,方便简单,故B正确;为保证实验的普适性,两球的质量不一定相同,但大小相同才能对心碰撞,故C错误;碰后分开或共同运动都是可能的,故D正确。
7.答案 CD
解析 根据冲量的定义知,重力对物体的冲量大小为mgt,A错误;如图,
对物体进行受力分析可知支持力大小FN=mgcos θ,则支持力对物体的冲量大小为mgtcos θ,B错误;静摩擦力f=mgsin θ,所以静摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ,C正确;因物体静止,所受合外力为零,则合外力对物体的冲量大小为零,D正确。
8.AD
【详解】若两速度方向相同,则动量的变化为
若两速度方向相反,以末速度方向为正方向,则动量的变化为
故选AD。
三、填空题(共计1题,共计10分)
9.答案 22.5 0
解析 以水平向左为正方向,左侧滑块的速度为
v1== m/s=0.225 m/s
则m1v1=100 g×0.225 m/s=22.5 g·m/s
右侧滑块的速度为
v2=-=- m/s=-0.15 m/s
则m2v2=150×(-0.15) g·m/s=-22.5 g·m/s
由以上分析知,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2=0。
10. 速度 速率
四、解答题(共计3题,共计42分)
11.答案 见解析
解析 (1)取向右为正方向,初、末动量分别为:
p=mv=0.42×4 kg·m/s=1.68 kg·m/s,方向向右,
p′=mv′=0.42×10 kg·m/s=4.2 kg·m/s,方向向右,
动量的改变量为Δp=p′-p=2.52 kg·m/s,方向向右。
(2)取向右为正方向,初、末动量分别为:
p1=mv1=0.42×10 kg·m/s=4.2 kg·m/s,方向向右,
p2=mv2=0.42×(-3) kg·m/s=-1.26 kg·m/s,即方向向左,
动量的改变量为Δp′=p2-p1=-5.46 kg·m/s,负号表示方向向左。
12.答案 (1)3 kg·m/s,方向竖直向上
(2)减少了3 J
解析 (1)篮球与地面相撞前瞬间的速度为v1== m/s=4 m/s,方向竖直向下篮球反弹时的初速度
v2== m/s=2 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=-0.5×2 kg·m/s-0.5×4 kg·m/s=-3 kg·m/s
即篮球的动量变化量大小为3 kg·m/s,方向竖直向上。
(2)篮球的动能变化量为ΔEk=mv-mv=×0.5×22 J-×0.5×42 J=-3 J
即动能减少了3 J。
13. 100 50
[1]由冲量定义可得,力F对物体的冲量大小为
[2]对物体由动量定理得
解得
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高中物理人教版选择性必修第一册 第一章《动量守恒定律》
第1节 动量 同步练
训练时间: 60分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1、 单项选择题(共计5题,每小题6分,共计30分)
1.利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验时,不需要测量的物理量是( )
A.滑块的质量 B.挡光时间
C.挡光片的宽度 D.滑块移动的距离
2.一物体受到方向不变的力F作用,其中力F的大小随时间变化的规律如图所示,则力F在0~6 s内的冲量大小为( )
A.9 N·s B.13.5 N·s
C.15.5 N·s D.18 N·s
3.如图所示,学生正在练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落20 cm,被竖直顶起,离开头部后上升的最大高度仍为20 cm。已知足球与头部的作用时间为0.1 s,足球的质量为0.4 kg,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.下落到与头部刚接触时,足球动量大小为0
B.与头部作用过程中,足球动量变化量的方向竖直向下
C.与头部作用过程中,足球动量变化量的方向竖直向上
D.与头部作用过程中,足球动量变化量大小为0.8 kg·m/s
4.关于动量和动能,下列说法正确的是( )
A.惯性越大的物体,动量也越大
B.动量大的物体它的速度不一定大
C.如果物体的速度改变,那么物体的动能和动量一定都改变
D.如果物体的速率改变,质量不变,那么物体的动能和动量可能都不变化
5.质量是40 kg的铁锤从5 m高处自由落下,打在水泥桩上后不反弹,与水泥桩撞击的时间是0.05 s。选取向下为正方向,忽略空气阻力(g取10 m/s2),下列说法正确的是( )
A.铁锤对水泥桩的平均作用力大小为8 000 N
B.铁锤与桩碰撞前的速度是10 m/s
C.铁锤与桩作用过程中动量的变化量是400 kg·m/s
D.桩对铁锤的作用力向下
2、 多项选择题(共计3题,每小题6分,选对但不全得3分,错选不得分,共计18分)
6.在利用摆球测量小球碰撞前后的速度的实验中,下列说法正确的是( )
A.悬挂两球的细线长度要适当,且等长
B.由静止释放小球以便较准确地计算小球碰撞前的速度
C.两小球必须都是钢性球,且质量相同
D.两小球碰后可以粘在一起共同运动
7.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,如图所示,经时间t,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.重力对物体的冲量大小为mgtsin θ
B.支持力对物体的冲量大小为零
C.静摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ
D.合外力对物体的冲量大小为零
8.质量为3kg的物体在水平面上做直线运动,若速度大小由2m/s变成5m/s,那么在此过程中,动量变化的大小可能是( )
A. B.
C. D.
三、填空题(共计1题,共计10分)
9.用如图所示装置探究碰撞中的不变量,气垫导轨水平放置,挡光板宽度为9.0 mm,两滑块被滑块间的弹簧(图中未画出)弹开后,左侧滑块通过左侧光电门的时间为0.040 s,右侧滑块通过右侧光电门的时间为0.060 s,左侧滑块质量为100 g,左侧滑块的m1v1=________g·m/s,右侧滑块质量为150 g,两滑块质量与速度的乘积的矢量和m1v1+m2v2=________。
10.动量和动能的比较
动量
动能
定义式
p=
Ek=
标矢性
矢量
标量
定义式v的含义
换算关系
p= ,Ek=
四、解答题(共计3题,共计42分)
11.如图所示,一足球运动员踢一个质量为0.42 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。
12.一小孩把一质量为0.5 kg的篮球由静止释放,释放后篮球的重心下降高度为0.8 m时与地面相撞,反弹后篮球的重心上升的最大高度为0.2 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。
13.如图,质量为20 kg的物体M静止放在光滑水平面上,现用与水平方向成30°角斜向上的力F作用在物体上,力F的大小为10 N,作用时间为10 s。在此过程中,
(1)力F对物体的冲量大小?
(2)10s末物体的动量大小?
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