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1.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.物体的动量增大2倍,其动能也增大2倍
解析:选B 动能是标量,没有方向,A错误;动量是矢量,由p=mv可知,动量的方向与速度的方向相同,B正确;动量变化有可能是方向改变、大小不变,此时动能不变,C错误;由p=mv,Ek=mv2,可得Ek=,物体的动量增大2倍,其动能增大4倍,D错误。
2.磁性圆盘竖直放置,绕固定的水平轴匀速转动,一铁质小物体吸附在距离圆盘中心r处,相对于圆盘静止,则小物体 ( )
A.在最高点一定受四个力作用
B.在转动一圈的过程中,圆盘对小物块的支持力的冲量为0
C.在转动一圈的过程中,圆盘对小物块的摩擦力的冲量方向为竖直向上
D.小物块从圆周的最高点运动到最低点的过程中,摩擦力对小物块做正功
解析:选 C 在最高点物块可能受到重力、支持力、磁力三个力的作用,重力提供向心力,故A错误;在转动一圈的过程中,圆盘对小物块的支持力不为0,冲量不为0,故B错误;在转动一圈的过程中,根据动量定理可知,合力冲量为0,磁力与支持力的合力冲量为0,重力与摩擦力的合力冲量也为0,重力的冲量方向竖直向下,则圆盘对小物块的摩擦力的冲量方向为竖直向上,故C正确;小物块从圆周的最高点运动到最低点的过程中,动能不变,合外力做功为0,支持力、磁力不做功,重力做正功,则摩擦力对小物块做负功,故D错误。
3.(2025·泰州模拟)有两个完全相同的小球,从图甲中左、右两个圆筒的正上方相同高度处同时由静止释放,两球分别与左、右两个筒的底部发生碰撞并反弹。其中左筒底部为一钢板,右筒底部为泡沫,压力传感器测得小球第一次碰撞中受到的支持力随时间变化如图乙中的曲线①②所示,已知曲线①②与时间轴围成的面积相等。则第一次碰撞过程中 ( )
A.左边小球所受重力的冲量大
B.两小球所受合外力的冲量相等
C.左边小球动量变化率大
D.右边小球动量变化量大
解析:选C 题图甲左边圆筒底部为钢板,右边圆筒底部为泡沫,则小球与题图甲左边圆筒底部碰撞过程作用时间较小,重力的冲量I=mgt,可知左边小球所受重力的冲量小,故A错误;两小球所受合外力的冲量为支持力的冲量与重力的冲量的合冲量,由题意知曲线①②与时间轴围成的面积相等,即支持力的冲量相等,由于左边小球所受重力的冲量小,则左边小球所受合外力的冲量大,即左边小球动量变化量大,故B、D错误;由于左边小球碰撞过程中所受合外力的冲量大,且作用时间较短,故左边小球的动量变化率大,故C正确。
4.(2025·盐城期中)质量相等的甲、乙、丙、丁四个物体均做直线运动,其加速度a随时间t变化的图像如图所示。则在相等的时间内,动量变化量最大的是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
解析:选A 根据动量定理可得Δp=F合t=mat,由于甲、乙、丙、丁四个物体的质量相等,甲的加速度最大,所以在相等的时间内,动量变化量最大的是甲。故选A。
5.“蹦极”是一项专业的户外休闲运动。如图所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落,若此人质量为m,橡皮绳长为l,人可看成质点,且此人从P点由静止开始下落到最低点所用时间为t,重力加速度为g,不计空气阻力。从橡皮绳开始拉伸到此人下落到最低点的过程中,橡皮绳对此人的平均作用力大小为 ( )
A. B.mg+
C. D.mg+
解析:选D 人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为t1,则t1= ,此时速度为v=gt1=,取向上为正方向,由动量定理得(F-mg)=0-(-mv),橡皮绳对人的平均作用力为F=mg+,故选D。
6.已知11级台风的风速范围为28.5~32.6 m/s,17级台风的风速范围为56.1~61.2 m/s。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,假设风吹到交通标志牌后速度变为零,则17级台风对该交通标志牌的作用力大小约为11级台风的 ( )
A.2倍 B.4倍
C.8倍 D.16倍
解析:选B 设空气的密度为ρ,该交通标志牌的横截面积为S,Δt时间内的空气质量为Δm=ρSvΔt,取风速方向为正方向,由动量定理有-F'·Δt=0-Δmv,解得F'=ρSv2,根据牛顿第三定律可知,风对该交通标志牌的作用力大小为F=F'=ρSv2,由题意可知,11级台风的平均风速v11= m/s≈31 m/s,17级台风的平均风速v17= m/s≈59 m/s,故==≈4,故选B。
7.(2025·徐州期中)从地面上以速率v1竖直向上抛出一个质量为m的小球,小球落地时速率为v2,若小球运动过程中所受空气阻力f的大小与其速率v成正比,重力加速度为g,则 ( )
A.小球在空中运动的时间为+
B.全过程小球的动量变化量大小为mv1-mv2
C.上升过程中空气阻力的冲量大于下降过程中空气阻力的冲量
D.上升过程中空气阻力的冲量小于下降过程中空气阻力的冲量
解析:选A 作出小球的v⁃t图像如图所示,第一、第四象限中阴影部分的面积表示小球上升和下降过程的位移大小相等、方向相反;若将纵坐标改为f,由于f∝v,因此第一、第四象限中阴影部分的面积仍相等,其物理意义为小球上升、下降过程中空气阻力的冲量大小相等、方向相反,故C、D错误;对整个过程,设向下为正方向,根据动量定理有mgt+f上t上-f下t下=mv2-(-mv1),因f上t上=f下t下,解得t=+,故A正确;全过程小球的动量变化量大小为Δp=mv2-(-mv1)=mv2+mv1,故B错误。
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