内容正文:
课时测评1 动量
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-10题,每题4分,共40分)
1. (多选)利用如图所示的装置探究碰撞中的不变量,则下列说法中正确的是( )
A.悬挂两球的细绳长度要适当,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.两小球必须都是刚性球,且质量相同
D.悬挂两球的细绳的悬点可以在同一点
答案:AB
解析:悬挂两球的细绳等长才能保证两球发生正碰,以减小实验误差,悬挂两球的细绳的悬点不能在同一点,否则两球无法发生正碰,A正确,D错误;计算小球碰撞前的速度时应用mgh=mv2-mv02,当初速度为零时,能较准确地计算小球碰撞前的速度,B正确;本实验中对小球是否有弹性无要求,两小球质量不一定相同,C错误。
2.(2024·河南洛阳期末)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.甲物体的动量p1=5 kg·m/s,乙物体的动量p2=-10 kg·m/s,所以p1>p2
答案:B
解析:动量是矢量,做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化,故动量时刻在变化,故A错误;做匀变速直线运动的物体的速度大小时刻在变化,所以动量一定在变化,故B正确;速度方向变化,但大小不变时,动量变化,但动能不变,例如匀速圆周运动,故C错误;动量的正负号只表示方向,与大小无关,故两物体动量的大小关系为p1<p2,故D错误。
3.(2024·江苏徐州期中)关于动量,下列说法中正确的是( )
A.速度大的物体,它的动量一定也大
B.动量大的物体,它的速度一定也大
C.只要物体运动的速度大小不变,物体的动量也保持不变
D.质量一定的物体,速度越大,该物体的动量一定越大
答案:D
解析:物体的动量p=mv,速度大,可能质量小,所以其动量不一定大,反过来,动量大,其速度不一定大,A、B错误;动量是矢量,速度大小不变,可能方向在变,其动量也在变化,C错误;质量一定,速度越大,根据p=mv可知动量一定越大,D正确。
4.(2024·江苏南京期中)下列关于动量、动能的说法中正确的是( )
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(质量不变)的动量增大2倍,其动能也增大2倍
答案:B
解析:动能是标量,无方向,选项A错误;动量是矢量,它的方向与速度的方向相同,选项B正确;物体的动量变化,其动能不一定变化,例如一个做匀速圆周运动的物体,动量变化,但动能不变,选项C错误;根据物体的动量和动能的关系Ek=可知,物体的动量增大2倍,则动能增大4倍,选项D错误。
5.(2024·黑龙江哈尔滨月考)物体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
答案:D
解析:由物体动量变化量的大小,无法确定物体的动量如何变化,A、B错误;物体动量变化量Δp的大小为5 kg·m/s,物体的动量可能大小不变,只有方向变化,C错误,D正确。故选D。
6. (2024·广东广州月考)如图所示,飞机在平直跑道上由静止开始做匀加速直线运动,则飞机在运动过程中的( )
A.动能与速度成正比 B.动能与时间成正比
C.动量与时间成正比 D.动量与位移成正比
答案:C
解析:由动能的定义式Ek=mv2可知,动能与速度的平方成正比,A错误;飞机由静止开始做匀加速直线运动,则v=at,飞机的动能为Ek=mv2=ma2t2,所以动能与时间的平方成正比,B错误;飞机的动量为p=mv=mat,所以飞机的动量与时间成正比,C正确;结合v2=2ax得p=mv=m,可知动量与成正比,D错误。故选C。
7.(2024·河北张家口月考)质量为m的物体,动能大小为Ek,在变力的作用下沿直线做加速运动,经过一段时间后动能大小变为2Ek,则这段时间内物体动量变化量的大小为( )
A. B.(2-)
C. D.(2-)
答案:D
解析:由动能与动量的表达式Ek=mv2,p=mv,可得p=,动能大小由Ek变为2Ek,这段时间内物体动量变化量的大小为Δp=-=(2-),故选D。
8. (多选)高速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.与它的速度成正比
B.与它所经历的时间成正比
C.与它的位移成正比
D.与它的动能成正比
答案:AB
解析:由动量公式p=mv可知,动量与速度成正比,故A正确;由公式p=mv,v=at,可得p=mat,动量与时间成正比,故B正确;由公式p=mv,v2=2ax,可得p=m,故C错误;由公式p=mv,Ek=mv2,可得p=,故D错误。
9.(2024·河南郑州阶段练)在t=0时刻,将一物体(可视为质点)竖直向上抛出。以抛出点为坐标原点、竖直向上为正方向,忽略空气阻力,图中能正确反映该物体的动量p随时间t、动能Ek随位移x变化的图像是( )
答案:A
解析:一物体(可视为质点)竖直向上抛出,以抛出点为坐标原点、竖直向上为正方向,则速度为v=v0-gt,则动量公式为p=mv=m(v0-gt)=mv0-mgt,故A正确,B错误;竖直上抛运动的加速度方向恒定向下,则速度—位移公式为v2-v02=-2gx,动能公式为Ek=mv2==-mgx,故C、D错误。
10. (多选)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时刻开始,受到变化规律如图所示的水平外力作用,下列说法正确的是( )
A.第1 s末质点的速度大小为2 m/s
B.第2 s末质点的动量大小为6 kg·m/s
C.第1 s内与第2 s内质点的动量增加量之比为1∶2
D.第1 s内与第2 s内质点的动能增加量之比为4∶5
答案:BD
解析:质点由静止开始运动,由牛顿第二定律可得,0~1 s内质点的加速度大小为a1== m/s2=4 m/s2,1~2 s内质点的加速度大小为a2== m/s2=2 m/s2,则第1 s末质点的速度大小为v1=a1t1=4×1 m/s=4 m/s,第2 s末质点的速度大小为v2=v1+a2t2=(4+2×1) m/s=6 m/s,因此第2 s末质点的动量大小为p=mv2=1×6 kg·m/s=6 kg·m/s,选项A错误,B正确;第1 s内与第2 s内质点的动量增加量之比为Δp1∶Δp2=(mv1-0)∶(mv2-mv1)=2∶1,选项C错误;第1 s内与第2 s内质点的动能增加量之比为ΔEk1∶ΔEk2=∶=4∶5,选项D正确。
11.(10分)(2024·湖南益阳高二上期末)某同学设计了一个用打点计时器来完成“探究碰撞中的不变量”的实验:将打点计时器固定在光滑的长木板的一端,把纸带穿过打点计时器,连在小车A的后面。让小车A运动,小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,如图1所示,碰撞时撞针插入橡皮泥把两小车粘合成一体。他在安装好实验装置后,先接通电源然后轻推小车A,使A获得一定的速度,电磁打点计时器在纸带上打下一系列的点,已知电源频率为50 Hz。
(1)实验中打出的纸带如图2所示,每5个点取一个计数点,并已将测得的各计数点的间距标在图上,则应选________段计算A的碰前速度v1;应选________段计算A、B碰后的共同速度v2(均选填“BC”、“CD”或“DE”);
(2)已测得小车A的质量m1=0.40 kg,小车B的质量m2=0.20 kg,由以上相关数据可得:碰前m1v1=________ kg·m/s;碰后(m1+m2)v2=________ kg·m/s;(计算结果均保留2位有效数字)
(3)根据上述计算结果,可得出的实验结论为:
________________________________________________________________________。
答案:(1)BC DE (2)0.42 0.41 (3)见解析
解析:(1)A与B碰撞后粘在一起,速度减小,相等的时间内运动的位移减小,则纸带上的点的间距减小,可通过BC段来计算A碰撞前的速度,通过DE段来计算A与B碰撞后的共同速度。
(2)A碰撞前的速度v1==1.05 m/s,碰撞前m1v1=0.40×1.05 kg·m/s=0.42 kg·m/s;碰撞后的速度v2==0.68 m/s,碰撞后(m1+m2)v2=(0.40+0.20)×0.68 kg·m/s≈0.41 kg·m/s。
(3)根据上述计算结果,可得出的实验结论为:在误差允许范围内,A、B碰撞前后,质量m与速度v的乘积之和保持不变。
12.(10分)(2024·山东省肥城市期中考试)羽毛球是速度较快的球类运动之一,运动员扣杀羽毛球的速度可达到惊人的136 m/s,假设某次球飞来的速度为50 m/s,运动员将球以100 m/s的速度大小反向击回。设羽毛球的质量为5.2 g,试求:
(1)运动员击球过程中羽毛球的动量变化量;
(2)运动员击球过程中羽毛球的动能变化量。
答案:(1)大小为0.78 kg·m/s,与羽毛球飞来的方向相反 (2)19.5 J
解析:(1)取羽毛球飞来的方向为正方向,则击回前动量
p1=mv1=5.2×10-3×50 kg·m/s=0.26 kg·m/s
击回后动量p2=mv2=-5.2×10-3×100 kg·m/s=-0.52 kg·m/s
所以动量的变化量Δp=p2-p1=-0.78 kg·m/s
负号表示与羽毛球飞来的方向相反。
(2)羽毛球的初动能Ek=mv12=6.5 J
末动能Ek′=mv22=26 J
所以ΔEk=Ek′-Ek=19.5 J。
学科网(北京)股份有限公司
$