2017人教版高中物理选修3-5（课件+检测）:16.2动量和动量定理 （2份打包）

课时训练2　动量和动量定理 题组一　动量和动量变化 1.(多选)若一个物体的动量发生了变化,则物体运动的(质量不变)(　　) A.速度大小一定改变了 B.速度方向一定改变了 C.速度一定变化了 D.加速度一定不为零 解析:动量由速度和质量共同决定,质量不变时,动量发生变化的原因只能是速度发生了变化,而速度是矢量,速度变化可能是大小变了,也可能是方向变了,也可能大小、方向都变。 答案:CD 2.在任何相等的时间内,物体动量的变化总是相等的运动不可能是(　　) A.匀变速运动　　　　　　　B.匀速圆周运动 C.自由落体运动 D.平抛运动 解析:在任何相等的时间Δt内,物体的动量的变化Δp总是相等,则动量的变化率相等,即物体受恒力作用,在恒力作用下物体必做匀变速运动,故不可能是B。 答案:B 3. 一质量为m的小球以速度v在水平面内做匀速圆周运动,从如图中的A点转过90°到达B点,小球动量的变化量是多少? 解析:如图所示。由于初、末动量不在一条直线上,由平行四边形定则可知 Δp=mΔv=mv。 与A点动量方向的夹角为135°。 答案:mv,与A点动量夹角为135°。 题组二　冲量 4. 水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的a、b两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停止,两物体的v-t图象如图所示,图中AB∥CD,则(　　) A.F1的冲量大于F2的冲量 B.F1的冲量等于F2的冲量 C.两物体受到的摩擦力大小相等 D.两物体受到的摩擦力大小不等 解析:设F1、F2的作用时间分别为t1、t2,则由题图知t1<t2。当只有摩擦力Ff作用时,由AB∥CD知图线斜率相同,则加速度相同,由牛顿第二定律知,摩擦力Ff相同,故选项C正确,选项D错误;对a,由动量定理得F1t1-Fft1=mvA;对b同理有F2t2-Fft2=mvC。由图象知,vA=vC,t1<t2,所以有mvA=mvC,即F1t1-Fft1=F2t2-Fft2,因此F2t2>F1t1,即选项A、B错误。 答案:C 5. 如图所示,在倾角α=37°的斜面上,有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体下滑2 s的时间内,物体所受各力的冲量和合外力的冲量。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) 解析:物体沿斜面下滑过程中,受重力、支持力和摩擦力的作用。冲量I=Ft,是矢量。 重力的冲量 IG=G·t=mg·t=5×10×2 N·s=100 N·s, 方向竖直向下。 支持力的冲量 IFN=FN·t=mgcos α·t=5×10×0.8×2 N·s=80 N·s, 方向垂直于斜面向上。 摩擦力的冲量 IFf=Ff·t=μmgcos α·t=0.2×5×10×0.8×2 N·s=16 N·s, 方向沿斜面向上。 合外力的冲量可以由合外力与时间的乘积求出 I合=F合t=(mgsin α-μmgcos α)·t=5×10×(0.6-0.2×0.8)×2 N·s=44 N·s, 方向沿斜面向下。 合外力的冲量也可以由各外力的冲量的矢量和求出 I合=IGsin α-IFf=(100×0.6-16) N·s=44 N·s。　 答案:IG=100 N·s,方向竖直向下 IFN=80 N·s,方向垂直于斜面向上 IFf=16 N·s,方向沿斜面向上 I合=44 N·s,方向沿斜面向下 6.一质量为m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即沿反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的。求在碰撞过程中斜面对小球的冲量的大小。 解析: 小球在碰撞斜面前做平抛运动。设刚要碰撞斜面时小球速度为v,由题意,v的方向与竖直线的夹角为30°,且水平分量仍为v0,如图所示。由此得v=2v0。 ① 碰撞过程中,小球速度由v变为反向的v,碰撞时间极短,可不计重力的冲量,由动量定理,设反弹速度的方向为正方向,则斜面对小球的冲量为 I=m-m·(-v)。 ② 由①②得I=mv0。 答案:mv0 题组三　动量定理 7.下列对几种物理现象的解释中,正确的是(　　) A.击钉时不用橡皮锤,是因为橡皮锤太轻 B.跳高时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量 C.推车时推不动,是因为合外力冲量为零 D.动量相同的两个物体受相同的制动力的作用,质量小的先停下来 解析:根据Ft=Δp,可知选项A中橡皮锤与钉作用时间长,作用力小;选项B中冲量相同,减小的是冲力而不是冲量;选项C中车不动,其动量变化量为零,则合外力冲量为零;选项D中两物体Δp、F相同,故t应相同。故选项C正确。 答案:C 8.质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小