内容正文:
课时作业——动量
一、单选题
1.关于动量,下列说法正确的是( )
A.质量越大的物体,动量一定越大
B.速度越大的物体,动量一定越大
C.质量和速率都相同的物体,它们的动量一定相同
D.质量和速率都不同的物体,它们的动量可能相同
2.下列哪个是动量的单位( )
A.kg•s B.rad/s C.kg·m/s D.N·m/s
3.关于物体的动量,下列说法中正确的是( )
A.物体的动量越大,其惯性也越大
B.动量相同的物体,速度一定相同
C.物体的速度方向改变,其动量一定改变
D.运动的物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的加速度方向
4.一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动,以动量大小p为纵轴建立直角坐标系,横轴分别为速度大小v、运动时间t、位移大小x,则以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.一质量为的小球从距离地面高处自由下落,触地后最高能上升至。以竖直向下为正方向,重力加速度g取,不计空气阻力,则小球与地面碰撞过程中动量的增量为_____。
A. B. C. D.
6.如图所示,过山车的轨道可视为竖直平面内的圆轨道,质量为的游客随过山车一起以恒定的速率运动,当游客经过圆轨道的最高点时,过山车(包括座椅和安全带)对游客的作用力为零。已知重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.游客在整个运动过程中机械能守恒
B.游客从最高点到最低点的过程中,动量变化量为零
C.当游客经过圆轨道的最低点时,过山车对游客的作用力大小为
D.当游客经过与圆轨道上圆心等高的点时,过山车对游客的作用力大小为
7.在空中某点,将两个相同小球以相同的速率(不为零)分别水平抛出和竖直上抛,最后都落在同一水平地面上,则下列说法正确的是( )
A.从抛出到落地,重力做功相同 B.从抛出到落地,重力的平均功率相同
C.落地时小球的动量相同 D.落地时重力的瞬时功率相同
8.如图所示,“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动,其质量为m、动量为 p,公转周期为 T,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”的动能为
B.“嫦娥三号”的向心加速度为
C.“嫦娥三号”的公转轨道半径为
D.无法求出月球的质量
二、多选题
9.下列运动过程中,在任何相等的时间内,物体动量变化相等的是
A.自由落体运动
B.平抛运动
C.匀速圆周运动
D.匀减速直线运动
10.如图,光滑固定斜面的倾角为30°,甲、乙两物体的质量之比为4:1.乙用不可伸长的轻绳分别与甲和地面相连,开始时甲、乙离地高度相同.现从E处剪断轻绳,则在乙落地前瞬间
A.甲、乙动量大小之比为4:1
B.甲、乙动量大小之比为2:1
C.以地面为零势能面,甲、乙机械能之比为4:1
D.以地面为零势能面,甲、乙机械能之比为1:1
三、解答题
11.在公园里有多个高度相同、倾角不同的滑梯,一名小孩从静止沿不同滑梯的光滑斜面下滑至底端,小孩的动量是否相同?如果小孩质量为20kg,斜面倾角为30°,高为5m,取。求小孩下滑过程中的重力、支持力、合力的冲量。
12.一个质量为的物体静止在光滑的水平面上,在的水平恒力作用下前进的过程中,求:()
(1)物体获得的动量的大小及方向;
(2)重力对物体的冲量大小及方向。
13.一质量0.1kg的钢球,以6m/s速度水平向右运动,碰到坚硬障碍物后,以6m/s的速度水平向左弹回,碰撞前后钢球动量各多少?碰撞前后钢球动量变化了多少?
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参考答案
1.D
【详解】AB.物体的动量等于质量与其速度的乘积,质量越大或者速度越大的物体,速度或者质量可能很小,则动量也较小,AB错误;
C.质量和速率都相同的物体,它们的动量大小相同,但是方向不一定相同,动量也不一定相同,C错误;
D.质量和速率都不同的物体,它们的动量也可能相同,D正确。
故选D。
2.C
【详解】动量P=mv,其中m的单位为kg,v的单位为m/s,则动量的单位为kg∙m/s,故C正确。
故选C。
3.C
【详解】A.惯性只与质量有关,质量越大惯性越大,根据公式可知,物体的动量越大,物体的质量不一定大,故A错误;
B.根据公式可知,动量相同的物体,速度不一定相同,故B错误;
CD.动量是矢量,有大小也有方向,动量的方向即为物体运动的速度方向,与该时刻加速度方向关系无直接关系,物体的速度方向改变,其动量一定改变,故D错误,C正确。
故选C。
4.C
【详解】AB.物体做初速度为零的匀加速直线运动,则速度
则动量
可知动量与速度和时间都成正比关系,故AB错误;
CD.根据匀变速直线运动规律有
则动量
根据数学知识可知C图正确,故C正确,D错误;
故选C。
5.A
【详解】小球刚要着地时速度大小为
刚离开地面时速度大小为
以竖直向下为正方向,小球与地面碰撞过程中动量的增量为
选项A正确;BCD错误;
故选A。
6.C
【详解】A.游客的速度大小始终不变,故其动能不变,而重力势能不断变化,因此机械能不守恒,A错误;
B.设圆轨道半径为,游客的速率为,当游客经过圆轨道最高点时,根据题意有
解得
游客在最高点和最低点的速度方向相反,因此动量变化量的大小
故B错误;
C.在最低点时,过山车对游客的作用力和游客重力的合力提供向心力,有
解得
故C正确;
D.当游客经过圆轨道上与圆心等高的点时,过山车对游客的作用力的竖直分力与重力等大反向,水平分力提供游客做圆周运动的向心力,根据力的合成可知,其大小为,故D错误。
故选C。
7.A
【详解】两球从同一点抛出到落地,重力做功均为mgh,则选项A正确;做平抛运动的物体落地的时间较短,根据可知,做平抛运动的物体落地时重力的平均功率较大,选项B错误;落地时两小球的速度方向不同,则动量不相同,选项C错误;因上抛运动的物体落地的竖直速度较大,根据P=mgvy可知,重力的瞬时功率较大,选项D错误;故选A.
8.C
【详解】A.根据动量与动能的关系有
故A错误;
B.“嫦娥三号”的动量为
公转周期为 T,则角速度为
向心加速度为
故B错误;
C.根据线速度与周期的关系可知
解得
故C正确;
D.根据万有引力提供向心力有
由于G、T、r都是已知量,可解得月球质量M,故D错误;
故选C。
9.ABD
【详解】解:A、自由落体运动只受重力,故任意相等的时间内物体受到的重力冲量相等,故由动量定理可得动量变化相等,故A正确;
B、平抛运动只受重力,故任意相等的时间内物体受到的重力冲量相等,故由动量定理可得动量变化相等,故B正确;
C、匀速圆周运动受到指向圆心的变力,故物体的冲量时刻变化,故动量变化不相等,故C错误;
D、匀减速直线运动受到恒力作用,故任何相等的时间内,物体受到的冲量相等,故动量变化相等,故D正确;
故选ABD.
【点睛】分析物体的受力情况,再根据动量定理可明确物体的动量变化是否相等.
本题要注意明确受力与运动的关系,不要认为曲线运动中动量的变化不相等.
10.BC
【详解】设甲乙距地面的高度为h,剪断轻绳后,乙做自由落体运动,甲沿斜面向下做匀加速运动,故对乙可知,2gh=v2,解得,下落时间,对甲,沿斜面下滑的加速度为,乙落地时甲获得的速度v甲=at=,故v甲:v乙=1:2;甲、乙两物体的质量之比为4:1,由P=mv可知甲、乙动量大小之比为2:1,选项B正确,A错误;由于甲乙在运动过程中,只受到重力作用,故机械能守恒,故E甲:E乙=4:1,选项C正确,D错误;故选BC.
11.不相同;,竖直向下;,垂直斜面向上;,沿斜面向下
【详解】依题意,小孩下滑过程只有重力做功,且重力做功相同。所以小孩滑到滑梯底端时的速率相同。由动量的定义式,可得
易知,小孩的动量大小相等,而其方向不同。所以一名小孩从静止沿不同滑梯的光滑斜面下滑至底端,小孩的动量不相同。
小孩沿倾角为30°的斜面下滑时,设加速度为a,由牛顿第二定律得
如果小孩质量为m=20kg,斜面倾角为30°,高为h=5m,取。根据运动学公式可得
解得
小孩下滑过程中的重力冲量为
方向为竖直向下。
支持力冲量为
方向为垂直斜面向上。
合力的冲量为
方向为沿斜面向下。
12.(1),方向与水平恒力的方向相同;(2),方向竖直向下。
【详解】(1)水平方向物体只受到拉力的作用,由牛顿第二定律得
解得
设物体运动的时间为,由运动学公式得
解得
物体的末速度为
物体获得的动量为
即物体获得的动量的大小,方向与水平恒力的方向相同。
(2)重力对物体的冲量为
即重力对物体的冲量大小为,方向竖直向下。
13.,方向水平向右;,方向水平向左;,方向水平向左
【详解】设水平向右为正方向,则碰撞前的动量
方向水平向右;碰撞后的动量
方向水平向左;碰撞后动量的变化量
方向水平向左。
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