题目列表(包括答案和解析)
8.光子有能量也有动量,动量p=,它也遵守有关动量的规律.如图所示,在真空中,有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片(吸收光子),右边是和左边大小、质量均相同的圆形白纸片(反射光子).当用平行白光垂直照射这两个圆面时,关于装置开始转动时的情况(俯视),下列说法中正确的是( )
A.顺时针方向转动
B.逆时针方向转动
C.都有可能
D.不会转动
解析:一个光子与白纸片碰撞的过程I右=2p光;一个光子与黑纸片碰撞的过程I左=p光;故I右>I左,选项B正确.
答案:B
7.
如图所示,竖直放置的轻弹簧,一端固定于地面,另一端与质量为3 kg的物体B固定在一起,质量为1 kg的物体A放于B上,现在A和B一起竖直向上运动.当A、B分离后,A上升0.2 m到达最高点,此时B的速度方向向下,弹簧为原长,则从A、B分离起至A到达最高点的过程中,弹簧的弹力对B的冲量大小为(g取10 m/s2)( )
A.1.2 N·s B.8 N·s
C.6 N·s D.4 N·s
解析:A、B在弹簧为原长时的位置分离,由题意知此时A、B的速度v0==2 m/s.过原长位置后,由于加速度、速度不同而使A上升,上升的时间为:Δt==0.2 s,A、B分离,对于B有:
I弹+mgΔt=mv0-m(-v0)=2mv0
代入数据解得:I弹=6 N·s,选项C正确.
答案:C
6.如图所示,在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A、B,质量分别为m1和m2,今有一子弹水平穿过两木块.设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1和t2,木块对子弹的阻力恒为f,则子弹穿过两木块后,木块A的速度大小是( )
A. B. C. D.
解析:子弹穿过木块A的过程有:
ft1=(m1+m2)vA
子弹穿过木块B的过程有:
ft2=m2vB-m2vA
可得vA=,故选项B正确.
答案:B
5.用子弹射击一木块,在射入木块前子弹的动能为E1,动量的大小为p1;射穿木块后子弹的动能为E2,动量大小为p2.若木块对子弹的阻力大小恒定,则子弹在射穿木块的过程中平均速度的大小为( )
A. B.
C. + D.-
解析:由===知,选项B正确.
同理,由+==知,选项C正确.
答案:BC
4.一物体竖直向下匀加速运动了一段距离,对于这一运动过程,下列说法正确的是( )
A.物体的机械能一定增加
B.物体的机械能一定减少
C.相同时间内,物体动量的增量一定相等
D.相同时间内,物体动能的增量一定相等
解析:当物体的加速度a>g时,物体的机械能增加;当物体的加速度a=g时,物体的机械能守恒;当物体的加速度a<g时,物体的机械能减小,故选项A、B错误.
由动量定理知,物体动量的增加量Δp=F合·Δt,选项C正确.
由动能定理知,物体动能的增加量ΔEk=F合·s=F合·(vt+at2),选项D错误.
答案:C
3.如图所示,两物体A和B叠放在水平面上,水平拉力F作用在B上,A和B一起沿力的方向做匀加速直线运动,则在任一段时间内( )
A.A和B各自受到的冲量都为零
B.B受到的冲量为零,A受到的冲量不为零
C.A受到的冲量为零,B受到的冲量不为零
D.A和B各自受到的冲量都不为零
解析:由I=F合·Δt=ma·Δt知,物体A、B受到的冲量都不为零.
答案:D
2.跳高时,跳高运动员总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上,这样做是为了( )
A.减小运动员的动量变化
B.减小运动员所受的冲量
C.延长着地过程的作用时间
D.减小着地时运动员所受的平均冲力
解析:运动员在着地过程中的动量变化量相同,根据=+mg知,缓冲时间越长,平均冲力越小,选项C、D正确.
答案:CD
6.有一高空作业的工人重为600 N,系一条长L=5 m的安全带.若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间t=1 s,则在缓冲时间里安全带对人的平均拉力F是多大?(g取10 m/s2)
解析:解法一 如图所示,人跌落时为自由下落,刚要拉紧安全带时的速度v1=,经缓冲时间t=1 s后速度变为0,取向下为正方向,由动量定理得:
(mg-F)t=0-mv1
代入数据可解得:F=1200 N.
解法二 在整个下落的过程中,人受到的重力的冲量大小为mg(+t),拉力F的冲量大小为Ft.初末动量都是零,取向下的方向为正方向,由动量定理得:
mg(+t)-Ft=0
可解得:F=1200 N.
答案:1200 N
金典练习十五 动量 冲量 动量定理
选择题部分共10小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.
1.如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面的边缘,当用速度v抽出纸条后,铁块掉在地上的P点.若以速度2v抽出纸条,则铁块落地点为( )
A.仍在P点
B.留在桌面或在P点左边
C.在P点右边不远处
D.在P点右边原水平位移的两倍处
答案:B
5.2006年11月26日,兰州空军某部飞行员李剑英驾驶歼击机训练结束后,在下降途中飞机遇到鸽群撞击,只听见“砰”的一声巨响,发动机被撞坏了.为了避免飞机坠入在人员密集的村庄,李剑英放弃跳伞不幸殉难.现假设某飞机的飞行速度为300 m/s,撞上一只以8 m/s的速度迎面飞来的、质量为0.5 kg的鸟,作用时间为1×10-4 s,则鸟撞击飞机的平均作用力约为( )
A.1.5×106 N B.3×106 N
C.1.5×107 N D.3×107 N
解析:取飞机速度方向为正,对于鸟有:
·Δt=mv飞-m(-v鸟)
解得:≈1.5×106 N.
答案:A
4.质量分别为m1和m2的两个物体(m1>m2),在光滑的水平面上沿同方向运动,具有相同的初动能.与运动方向相同的水平力F分别作用在这两个物体上,经过相同的时间后,两个物体的动量和动能的大小分别为p1、p2和Ek1、Ek2,比较它们的大小,有( )
A.p1>p2,Ek1>Ek2 B.p1>p2,Ek1<Ek2
C.p1<p2,Ek1>Ek2 D.p1<p2,Ek1<Ek2
解析:动量与动能的关系为:p=
由p1=+Ft,p2=+Ft
得:p1>p2
又因为经过相同的时间后m1的位移小于m2的位移,由动能定理有:
Ek1=Ek+Fs1,Ek2=Ek+Fs2
故Ek1<Ek2.
答案:B
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