内容正文:
阶段滚动练习1—5节
1.如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m=1 kg,某时刻速度的大小为v=5 m/s,方向向下。经时间t=1 s,小球的速度方向变为向上,大小仍为v。忽略空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则在该运动过程中小球所受弹簧弹力的冲量( )
A.大小为10 N·s,方向向上
B.大小为10 N·s,方向向下
C.大小为20 N·s,方向向上
D.大小为20 N·s,方向向下
2.(2026·浙江丽水高二期中)如图1所示,质量为1 kg的小型无人机在升力的作用下从地面由静止加速竖直上升,加速上升过程的速度平方v2与上升高度x的关系如图2所示。已知加速上升的时间为3 s,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,则在加速上升过程中,升力的冲量大小为( )
A.6 N·s B.24 N·s
C.36 N·s D.48 N·s
3.(2026·江苏南京校级期末)《天工开物》中提到一种古法榨油——撞木榨油。如图,撞木榨油是先将包裹好的油饼整齐地摆到榨具里,然后用撞木水平撞击木楔,挤压油饼,油就流出来。某次撞击前撞木的速度为6 m/s,撞击后撞木反弹,且速度大小变为原来的一半。已知撞木撞击木楔的时间为0.5 s,撞木的质量为100 kg,假设撞木对木楔的撞击力为恒力。则撞木对木楔的撞击力大小为( )
A.2 400 N B.1 800 N
C.2 800 N D.600 N
4.(2026·江苏南京校级期中)将一支圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上,放手后笔会向上弹起一定高度。某次实验中测得圆珠笔弹起的最大高度为h,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.上升过程中,圆珠笔(含弹簧)的机械能守恒
B.弹簧恢复原长的过程,圆珠笔所受合力的冲量为零
C.圆珠笔弹到最大高度h时,圆珠笔受到合外力做功最大
D.圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为
5.(2026·浙江杭州高二期中)已知直升机质量为M,空气密度为ρ,重力加速度为g,当直升机在空中悬停时,桨叶旋转时形成的圆面半径为R,直升机的桨叶旋转推动空气,空气获得速度为v,不计空气浮力及风力影响,则下列说法正确的是( )
A.发动机在悬停时的输出功率为P=
B.单位时间内桨叶旋转推动空气的质量m=ρv2πR2
C.升力大小为F=
D.直升机悬停在空中时其所受的合外力冲量不为零
6.(2026·山东青岛高二期末)如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲沿水平方向推了乙一下,结果两人向相反方向滑去。若甲的质量为60 kg,乙的质量为50 kg,则甲的动能与乙的动能之比为( )
A.36∶25 B.5∶6
C.6∶5 D.1∶1
7.(2026·浙江台州高二期中)如图所示,质量为m的人站在质量为M的车子右端,人和车均处于静止,水平面光滑。某时刻人以大小为v、方向与水平方向夹角为θ斜向右上的速度跳离车子,落地点到人的初始位置的水平距离为s,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.人在跳离车子的过程中,人和车子组成的系统动量守恒
B.人在跳离车子的过程中,人和车子组成的系统机械能守恒
C.人跳离车子后车子获得的速度大小为
D.人落地时,车子向左运动的距离为
8.(2026·河北沧州高二期中)如图所示,相同的小球甲、乙(均视为质点)用长度均为L的细线紧挨着吊在水平天花板上,将小球甲拉至距小球乙高度为的位置由静止释放。不计空气阻力,小球甲、乙第一次碰撞(碰撞时间极短)后小球乙上升的最大高度可能为( )
A. B.
C. D.
9.(多选)(2026·浙江宁波高二检测)大型工厂的车间中有一种设备叫作天车如图甲所示,是运输材料的一种常用工具。此装置可以简化为如图乙所示的模型,足够长的光滑水平杆上套有一个质量为M的滑块,滑块正下方用不可伸长的轻绳悬挂一质量为m的小球。开始时两者均静止;给小球一水平向右的初速度v0后,小球恰好能摆至与滑块等高的位置,如图乙所示,之后小球再向下摆动,则( )
A.小球与滑块等高时,小球的速度为零
B.此过程中,小球与滑块组成的系统动量不守恒
C.小球下落到最低点时,滑块的速度达到最大值
D.小球向左摆到滑块正下方时,其速度大小仍为v0
10.(2026·福建厦门高二期末)如图甲所示,质量m=1 kg的物块静止在水平面上,t=0时,对其施加水平向右的推力F,推力F的大小随时间变化的规律如图乙所示。已知物块与水平面的动摩擦因数μ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)物块开始运动的时刻及3 s末物块加速度的大小;
(2)0~6 s内推力对物块冲量的大小;
(3)6 s末物块动量的大小。
11.(2026·浙江温州校级期中)如图所示,质量M=3 kg的小车置于足够长的水平地面上,小车的左侧与竖直墙壁接触。小车的上表面由半径R=0.2 m的四分之一圆弧面和水平面组成,圆弧面的最低点B与水平面平滑相接。车的右端固定一个连有轻弹簧的挡板,弹簧左端自然伸长至C点,一质量m=1 kg的滑块从圆弧最高处A点无初速度下滑,不计一切摩擦,重力加速度为g=10 m/s2,在接下来的运动过程中弹簧不会超出弹性限度。求:
(1)滑块滑至B点的速度大小v0;
(2)滑块第二次到达C点时的速度大小v1;
(3)滑块返回到圆弧面AB上时上升的最大高度h。
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阶段滚动练习1—5节
1.C 以小球为研究对象,取向上为正方向,整个过程中根据动量定理可得I-mgt=mv-(-mv),m=1 kg,v=5 m/s,t=1 s,代入数据解得I=20 N·s,方向向上,A、B、D错误,C正确。
2.C 根据题意分析可知,由匀变速直线运动规律v2-=2ax,结合v2-x图像,可得无人机的加速度大小为a=× m/s2=2 m/s2,根据牛顿第二定律可得F-mg=ma,代入数据解得升力的大小为F=12 N,则无人机上升3 s过程中升力的冲量I=Ft=12×3 N·s=36 N·s,C正确,A、B、D错误。
3.B 撞木撞击木楔的过程,以撞击前撞木的速度方向为正方向,则有v0=6 m/s,v=-3 m/s,对撞木,由动量定理可得Ft=mv-mv0,解得F== N=-1 800 N,根据牛顿第三定律可知,撞木对木楔的撞击力大小为1 800 N,B正确,A、C、D错误。
4.A 上升过程中,圆珠笔(含弹簧)只受到重力作用,所以圆珠笔(含弹簧)的机械能守恒,A正确;弹簧恢复原长的过程,圆珠笔所受合力不为0,圆珠笔所受合力的冲量不为零,B错误;当圆珠笔所受合力为零时,速度最大,由动能定理可知,圆珠笔受到合外力做功最大,C错误;圆珠笔弹起的最大高度为h,根据机械能守恒得mgh=mv2,解得v=,所以圆珠笔离开桌面瞬间的初速度大小为v=,D错误。
5.A 设在时间t内,旋转桨叶推动的空气柱长度为l=vt。该部分空气的体积为V气=πR2l=πR2vt,其质量为m气=ρV气=ρπR2vt,单位时间内桨叶旋转推动空气的质量为=ρπR2v,B错误;由动量定理得F't=m气v,解得F'=ρπR2v2,根据牛顿第三定律,升力F=F'=ρπR2v2,C错误;根据能量守恒,时间t内空气获得的动能Ek=m气v2,则输出功率P==ρπR2v3,A正确;悬停时直升机所受合外力为零,冲量I=F合t=0,D错误。
6.B 以两人组成的系统为研究对象,以甲的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m甲v甲-m乙v乙=0,甲、乙的速率之比为===,甲、乙动能之比为====,B正确,A、C、D错误。
7.C 人在跳离车子的过程中,人对外做功,系统的机械能增大,B错误;人在跳离车子的过程中,系统竖直方向合外力不为零,因此系统的总动量不守恒,A错误;系统在水平方向上合外力为零,系统水平方向上动量守恒,设车获得的速度大小为v',根据水平方向动量守恒Mv'=mvcos θ,解得v'=,C正确;人和车在水平方向动量总是等大反向,由Mx=ms,解得x=,D错误。
8.B 因甲、乙质量相等,若两球发生弹性碰撞,以水平向右为正方向,则根据动量守恒定律与能量守恒定律有mv0=mv1+mv2,m=m+m,解得v1=0,v2=v0,即两球交换速度,由机械能守恒定律mg=m,可知小球乙上升的高度最大,则最大高度为hmax=;若两球发生完全非弹性碰撞,此时小球乙上升的高度最小,以水平向右为正方向,则由动量守恒mv0=(m+m)v,解得速度满足v=v0,根据机械能守恒定律mg=m,mghmin=mv2,可得hmin=,可知小球乙上升的高度范围为≥h≥L,故选B。
9.BC 根据题意分析可知,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得v=,小球与滑块等高时,小球的速度为v=,A错误;此过程中,小球与滑块组成的系统动量不守恒,只有水平方向动量守恒,B正确;小球下落到最低点时,滑块的速度达到最大值,C正确;根据机械能守恒定律得m=m+M,解得v1<v0,小球向左摆到滑块正下方时,其速度大小小于v0,D错误。
10.(1)1 s 2 m/s2 (2)13.5 N·s (3)8 kg·m/s
解析:(1)最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
Ffm=Ff=μmg=0.1×1×10 N=1 N
当F=Ffm时,物块开始滑动,由题图乙可知,t=1 s时,F=Ffm=1 N
即物块开始运动的时刻为1 s;
3 s末,由图像可知,F=3 N
对物块受力分析,由牛顿第二定律得
F-Ffm=ma
代入数据解得a=2 m/s2。
(2)F-t图像与横坐标轴所围面积表示F的冲量,由题图乙可知,0~6 s内推力对物块冲量大小为
IF= N·s=13.5 N·s。
(3)0~1 s内物块未发生移动,1~6 s内推力对物块冲量大小为
IF'=13.5 N·s- N·s=13 N·s
由动量定理得
IF'-Fft=p-0
其中t=6 s-1 s=5 s
代入数据解得p=8 kg·m/s。
11.(1)2 m/s (2)1 m/s (3)0.15 m
解析:(1)当滑块运动到B点时,根据机械能守恒定律有mgR=m
解得v0=
代入数据得v0=2 m/s。
(2)当滑块第二次达到C点时,以向右为正方向,根据动量守恒定律有mv0=-mv1+Mv2
根据能量守恒定律有m=m+M
联立解得v1=
代入数据得v1=1 m/s。
(3)滑块返回到圆弧面AB上,且到达最高点时,滑块和小车的速度相等,以向右为正方向,则根据动量守恒定律有mv0=(M+m)v共
根据能量守恒定律有m=(M+m)+mgh
联立解得h=
代入数据得h=0.15 m。
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