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2节 动量定理 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 B
解析 根据动量定理有FΔt=Δmv-0,解得Δm==1.6×103 kg,所以选项B正确。
2.答案 C
解析 拉力F的冲量大小为IF=Ft,故A错误;物体做匀速直线运动,可知摩擦力Ff=Fcos θ,则摩擦力的冲量大小为Fft=Ftcos θ,故B错误;重力的冲量大小为IG=mgt,故C正确;支持力的大小为FN=mg-Fsin θ,则支持力的冲量大小为IN=(mg-Fsin θ)t,故D错误。
3.答案 A
解析 两炮弹从同一高度落下,由h=gt2得,落地的时间相同,根据动量定理mgt=Δp,可得Δp1∶Δp2=m1∶m2=1∶2,故选A。
4.答案 B
解析 以速度2v抽出纸条时,纸条对铁块的作用时间变短,而纸条对铁块的作用力相同,故与以速度v抽出相比,纸条对铁块的冲量I减小,铁块获得的动量减小,平抛的初速度减小,水平射程减小,故落在P点左侧,选项B正确。
5.答案 C
解析 依题意,可得汽车动量的变化量Δp=0-mv=-mv,根据动量定理Ft=Δp可得F=-,故选C。
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 AC
解析 A、B两球在运动过程中只受重力作用,相等时间内重力的冲量相同,因此在相等时间内两球动量的变化大小相等、方向相同,A选项正确,B选项错误;动量的变化率为=m=mg,大小相等、方向相同,C选项正确,D选项错误。
7.答案 AC
解析 设球棒对垒球的平均作用力为,取末速度方向为正方向,由动量定理得Δt=m(v2-v1),其中v2=45 m/s,v1=-25 m/s,代入解得=1 260 N,故A正确,B错误;由动能定理得球棒对垒球做功为W=mv-mv=126 J,故C正确,D错误。
8.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;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mgcos θ·t,B错误;摩擦力Ff=mgsin θ,所以摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ,C正确;因物体静止,合力为零,则合力对物体的冲量大小为零,D正确。
三、填空题(共计1题,共计10分)
9. 1.7
四、解答题(共计3题,共计42分)
10.答案 (1)200 N (2)205 N
解析 (1)若不计铁锤所受的重力,该钉子对铁锤的平均作用力大小为F,根据动量定理有-FΔt=0-mv,解得F=200 N。由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为200 N。
若考虑铁锤所受的重力,则有(mg-F′)Δt=0-mv,解得F′=205 N。由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力大小为205 N。
11答案 (1)7.2×104 N (2)1∶40
解析 (1)设人受到的平均冲力大小为F,以轿车原来速度的方向为正方向
根据动量定理有-Ft=0-mv0
解得F=7.2×104 N
(2)若人系有安全带,同理可得F′==1.8×103 N
则F′∶F=1∶40。
12.答案 (1)16 N·s (2)16 kg·m/s
解析 (1)F的冲量大小IF=Ft=16 N·s
(2)物块与木板相对滑动,
选向右为正方向,此时对物块:μmgt=mv1,得p1=mv1=4 kg·m/s
对木板:Ft-μmgt=Mv2,
得p2=Mv2=12 kg·m/s
故总动量的大小p=p1+p2=16 kg·m/s。
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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2节 动量定理 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.我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( )
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
2.如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下,一直沿水平面向右匀速运动,则下列关于物体在时间t内所受力的冲量,正确的是( )
A.拉力F的冲量大小为Ftcos θ
B.摩擦力的冲量大小为Ftsin θ
C.重力的冲量大小为mgt
D.物体所受支持力的冲量大小为mgt
3.如图所示,匀速飞行的战斗机上从相同的高度先后水平抛出两个质量分别为m1、m2的炮弹,在两炮弹落到水平地面前的运动过程中,它们动量的变化量分别为Δp1、Δp2。已知m1∶m2=1∶2,空气阻力忽略不计,则Δp1∶Δp2为( )
A.1∶2 B.1∶3 C.1∶1 D.2∶1
4.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的P点,若以速度2v抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点
B.在P点左侧
C.在P点右侧不远处
D.在P点右侧原水平位移的两倍处
5.质量为m的汽车在行驶中发生剧烈碰撞,在很短的时间t内,速度由v减小到零,取汽车行驶方向为正方向,则汽车动量的变化量Δp和汽车所受的平均撞击力F为( )
A.Δp=mv,F= B.Δp=-mv,F=
C.Δp=-mv,F=- D.Δp=mv,F=-
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.A、B两球质量相等,A球竖直上抛,B球平抛,两球运动过程中空气阻力不计,则在落地前下列说法正确的是( )
A.相等时间内,动量的变化大小相等、方向相同
B.相等时间内,动量的变化大小相等、方向不同
C.动量的变化率大小相等、方向相同
D.动量的变化率大小相等、方向不同
7.一个质量为0.18 kg的垒球,以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是( )
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C.球棒对垒球做的功为126 J
D.球棒对垒球做的功为36 J
8.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.摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ
D.合力对物体的冲量大小为零
三、填空题(共计1题,共计10分)
9.实验小组用如图甲所示的装置,来测量物体的加速度,并验证动量定理。气垫导轨与细线都是水平的,气垫导轨下端水平放置一刻度尺,可以测出光电门1、2之间的距离L。遮光片通过光电门1、2的时间分别为t1、t2,可通过数字计时器读出,同时计时器也可以测出滑块从光电门1到光电门2的时间t(tt1,tt2)。细线上的拉力F可以通过槽码上端的拉力传感器读出。已知遮光条和滑块的总质量为M,打开气垫导轨,让滑块在槽码的重力作用下做匀加速直线运动,遮光条的宽度d可由游标卡尺进行测量,示数如图乙所示,根据上述实验步骤回答下列问题。
(1)遮光片的宽度d= mm。
(2)滑块的加速度a= 。(用t1、t2、t、d来表示),滑块的加速度a= (用t1、t2、d、L来表示)。
(3)验证动量定理的表达式为 (用F、t1、t2、t、d、M来表示)。
四、解答题(共计3题,共计42分)
10.如图,用0.5 kg的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度为4 m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01 s,g取10 m/s2。
(1)不计铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
(2)考虑铁锤所受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力是多大?
11.一辆轿车以30 m/s的速度行驶时,与另一辆迎面驶来的货车相撞,相撞后两车均停下来,已知作用时间为0.025 s。
(1)求相撞时轿车内质量m=60 kg的人受到的平均冲力的大小;
(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s,求这种情况下人受到的平均冲力与不系安全带时人受到的平均冲力之比。
12.如图所示,质量M=2 kg的木板静止放在光滑水平面上,木板右端放着质量m=1 kg的物块,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.2。木板在水平恒力F=8 N的外力作用下运动了
2 s,木板足够长,求:
(1)此过程恒力F的冲量大小;
(2)此时木板和物块的总动量的大小。(重力加速度g取10 m/s2,用两种方法求解)
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