内容正文:
2.动量定理
1.D 方向不变的力的冲量的方向与力的方向相同,与运动的方向不一定相同,故A错误;作用在静止的物体上的力作用的时间不为零时,冲量不为零,故B错误;冲量是力与作用时间的乘积,与动量大小无关,故C错误;根据动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化,故D正确。
2.D 冲量与物体的初动量、末动量没有必然的联系,故A、B错误;冲量是矢量,其数值前的负号表示与规定的正方向相反,由动量定理可知,冲量又等于动量的增量,所以物体动量的增量的方向一定与所规定的正方向相反,物体的动量变化无法确定,故C错误,D正确。
3.B 根据自由落体运动的规律可知,翠鸟俯冲过程所用的时间t=≈1.414 s,翠鸟受到的重力的冲量大小I=mgt=0.282 8 N·s,故选B。
4.B 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。
5.C 运动员落地后动量变化量一定,根据动量定理可知,地面对运动员的冲量一定,屈腿的作用是延长运动员落地过程的时间,从而减小地面对运动员的作用力,故A错误,C正确;根据IG=mgt可知,落地时间增加,所以重力的冲量增加,故B错误;屈腿并不改变运动员屈腿前后的动能,所以运动员的动能变化量不改变,故D错误。
6.B 从静止下蹲状态向上起跳过程,该运动员受到弹力与重力,根据动量定理有I-mgΔt=mv解得I=mv+mgΔt,故A错误,B正确;该运动员所受的冲量指合力的冲量,根据动量定理有I合=mv,即该运动员所受的冲量大小为mv,故C、D错误。
7.D 由图像可知,物体在前10 s内初、末状态的动量相同,p1=p2=5 kg·m/s,由动量定理知I1=0;物体在后10 s内末状态的动量p3=-5 kg·m/s,由动量定理得I2=p3-p2=-10 N·s,故D项正确。
8.B 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,做平抛运动的初速度减小,水平射程减小,故落在P点左侧,选项B正确。
9.D 货物的速度方向改变180°,则动量变化量为2mv,选项A错误;根据IN=FNt,支持力不为零,则货物所受支持力的冲量不为零,选项B错误;根据IG=Gt可知,货物所受重力的冲量不为零,选项C错误;货物做圆周运动,其所受摩擦力不为零,根据If=Fft可知,货物所受摩擦力的冲量不为零,选项D正确。
10.B 手机下落的过程,加速度向下,处于失重状态,与人脸接触的过程中手机先加速后减速,加速度先向下后向上,先失重后超重,选项A错误;手机刚接触人脸时的速度v==2 m/s,取向上为正,则根据动量定理有I-mgΔt=0-(-mv),解得I=0.6 N·s,可知手机对人脸的冲量大小约为0.6 N·s,选项B正确;由牛顿第三定律可知,手机对人脸的平均冲力大小约为F== N=6 N,选项C错误;手机与人脸作用过程中动量变化量大小为Δp=mv≠0,选项D错误。
11.A 根据冲量的计算公式,可得重力对小球的冲量大小为I=Ft=mgt,故A正确;小球从A点运动到B点的过程中,支持力不为零,且方向沿右上方,所以轨道支持力对小球的冲量不为零,故B错误;如图所示,根据动量定理做出矢量三角形,可得轨道对小球作用力的冲量大小为IF==m,故C、D错误。
12.(1)4 m/s (2)42 N
解析:(1)篮球与篮板撞击前瞬间的速度等于篮球抛出时水平方向的分速度,所以v2=v1sin 53°
解得v2=4 m/s。
(2)篮球与篮板撞击后瞬间的速度也是沿水平方向,碰后篮球做平抛运动,故h=gt2,L=v3t
解得v3=3 m/s
取v2的运动方向为正方向,篮球与篮板撞击瞬间,对篮球,由动量定理得-F·Δt=m(-v3)-mv2
解得F=42 N。
13.BC 滑块从A点下滑,经过B滑动到C的过程中,根据动能定理有mgh-μmgxBC=m-0,从C点反弹运动到D点的过程,根据动能定理有-μmgxCD=0-m,代入数据解得v1=3 m/s,v2=2 m/s,滑块与缓冲墙作用的过程中,取向右为正方向,根据动量定理有I=-mv2-mv1,代入数据得I=-250 N·s,故A错误,B正确;根据动能定理有W=m-m,代入数据得W=-125 J,故C正确,D错误。
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2.动量定理
知识点一 动量定理
1.下列说法中正确的是( )
A.冲量的方向就是物体运动的方向
B.作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
C.动量越大的物体受到的冲量越大
D.物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
2.(2025·吉林白城期末)某物体在一段运动过程中受到的冲量为-1 N·s,则( )
A.物体的初动量方向一定与这个冲量方向相反
B.物体的末动量一定是负值
C.物体的动量一定减小
D.物体动量的增量的方向一定与所规定的正方向相反
3.(2025·广东期中)一质量为20 g的翠鸟从高空沿竖直方向俯冲扎入水中捕鱼。翠鸟(视为质点)从开始俯冲至到达水面的过程可视为自由落体运动,若翠鸟开始俯冲时到水面的高度为10 m,取重力加速度大小g=10 m/s2,则在俯冲过程中,翠鸟受到的重力的冲量大小约为( )
A.0.24 N·s B.0.28 N·s
C.0.35 N·s D.3.46 N·s
4.一物体受到方向不变的力F作用,其中力F的大小随时间t变化的规律如图所示,则力F在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
知识点二 动量定理的应用
5.(人教版选择性必修一P11·2题改编)体操运动员在落地时总要屈腿,这样做的效果是( )
A.屈腿可以减少运动员落地时的动量变化量
B.屈腿可以减少运动员落地过程中重力的冲量
C.屈腿可以减小地面对运动员的作用力
D.减小运动员的动能变化量
6.(2025·江苏常州期中)在某次足球比赛中,某运动员接队友传中,跳起头球打门,进球。设该运动员的质量为m,从静止下蹲状态向上起跳,经Δt时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为v,重力加速度大小为g,在此过程中( )
A.地面对该运动员的冲量大小为mgΔt
B.地面对该运动员的冲量大小为mv+mgΔt
C.该运动员所受的冲量大小为mv+mgΔt
D.该运动员所受的冲量大小为mgΔt
7.质量为1 kg的物体做直线运动,其速度—时间图像如图所示。则物体在前10 s内和后10 s内所受外力的冲量分别是( )
A.10 N·s,10 N·s
B.10 N·s,-10 N·s
C.0,10 N·s
D.0,-10 N·s
8.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,铁块仍离开桌面落地,则落地点为( )
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
9.(2025·广西贵港期末)如图所示,自动流水线装置可以使货物在水平面上转弯。货物从传送带A端传送到B端,速度方向变化了180°,传送过程中传送速率保持不变,货物与传送带之间不打滑。下列关于货物在此过程中的说法正确的是( )
A.动量变化量为零
B.所受支持力的冲量为零
C.所受重力的冲量为零
D.所受摩擦力的冲量不为零
10.(2025·江苏无锡期中)人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢平躺着看手机(如图所示),不仅对眼睛危害大,还经常出现手机砸伤脸的情况。若手机质量约为200 g,从离人脸约20 cm的高处无初速掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间约为0.1 s,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.手机下落的过程和与人脸接触的过程均处于失重状态
B.手机对人脸的冲量大小约为0.6 N·s
C.手机对人脸的平均冲力大小约为4 N
D.手机与人脸作用过程中动量变化量大小约为0
11.如图所示,半圆形粗糙圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道圆心为O,半径为R。将质量为m的小球在轨道上与O等高的A点由静止释放,经过时间t小球运动到轨道的最低点B,已知小球通过最低点B时的速度大小为v,重力加速度为g,则小球从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力对小球的冲量大小为mgt
B.轨道支持力对小球的冲量大小为0
C.轨道对小球作用力的冲量大小为mv+mgt
D.轨道对小球作用力的冲量大小为mv-mgt
12.如图甲,篮球是一项学生热爱的运动项目,在一次比赛中,某同学以斜向上的速度将篮球拋出,篮球与篮板撞击后落入篮筐,可得到此次篮球运动轨迹的简易图如图乙所示。若此次运动中篮球的初速度与竖直方向夹角θ=53°,大小为v1=5 m/s,篮球抛出后恰好垂直打在篮筐上方后被反向弹回并且从篮筐正中央落下。已知撞击点与篮筐竖直距离h=0.2 m,篮球与篮板撞击时间为Δt=0.1 s。篮筐中心与篮板的水平距离为L=0.6 m,篮球质量为m=0.6 kg,重力加速度取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,不计空气阻力,篮球运动过程中可以看成质点。求:
(1)篮球与篮板撞击前瞬间的速度v2的大小;
(2)篮球与篮板撞击瞬间,篮球所受水平方向平均撞击力F的大小。
13.〔多选〕游乐场滑索项目的简化模型如图所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25 m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4 m。质量为50 kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1 m的D点停下。设滑块与BC段间的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.缓冲墙对滑块的冲量为-50 N·s
B.缓冲墙对滑块的冲量为-250 N·s
C.缓冲墙对滑块做的功为-125 J
D.缓冲墙对滑块做的功为-250 J
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