题目列表(包括答案和解析)
11.(2010·西安八校联考)在光滑的水平面上有A、B两个小球沿同一直线向右运动,取向右为正方向,两球的动量分别为pA=5kg·m/s,pB=7kg·m/s,如图所示.若两球发生正碰,则碰后两球动量的增量ΔpA、ΔpB可能是 ( )
A.ΔpA=3kg·m/s,ΔpB=3kg·m/s
B.ΔpA=-3kg·m/s,ΔpB=3kg·m/s
C.ΔpA=3kg·m/s,ΔpB=-3kg·m/s
D.ΔpA=-10kg·m/s,ΔpB=10kg·m/s
[解析] 碰撞过程既要遵循动量守恒定律,又要满足能量关系E前≥E后.A球动量应减小,B球动量应增加,排除A、C、D违背了能量关系.故B正确.
[答案] B
10.(2010·唐山质检)在课外活动中,甲、乙两同学站在旱冰场的水平面上,开始时都是静止的.两人互推后,甲、乙反向做直线运动,甲的速率为0.1m/s,乙的速率为0.2m/s.已知甲的质量为60kg,乙的质量为30kg,假设互推的时间为0.01s,忽略摩擦力及空气阻力,则下列说法中正确的是 ( )
A.甲、乙所受的平均推力均为600N,方向相反
B.甲、乙所受的平均推力均为500N,方向相反
C.甲受的平均推力为600N,乙受的平均推力为500N,方向相反
D.甲受的平均推力为500N,乙受的平均推力为600N,方向相反
[解析] 以甲为研究对象,根据动量定理Ft=m甲v甲-0,可得甲受到的平均推力为F=600N,据牛顿第三定律可得乙受到的平均推力也为600N,方向相反,A正确.
[答案] A
9.如图甲所示,一质量为M的木板静止在光滑水平地面上,现有一质量为m的小滑块以一定的初速度v0从木板的左端开始向木板的右端滑行,滑块和木板的水平速度的大小随时间变化的情况如图乙所示,根据图象作出如下判断:
①滑块始终与木板存在相对运动 ②滑块未能滑出木板③滑块的质量m大于木板的质量M ④在t1时刻滑块从板上滑出
这些判断中正确的是 ( )
A.①③④ B.②③④ C.②③ D.②④
[解析] 小滑块在木板上做匀减速直线运动,木板做匀加速运动,由图象知小滑块末速度大于木板末速度,所以在t1时刻滑块从木板上滑出,并一直存在相对运动,故①④对②错;又因为它们相互的作用力一定,v-t图象的斜率反映了加速度,由图知aM>am,因此m>M,③对.
[答案] A
8.质量为1.0kg的小球从离地面5.0m高度处自由落下,与地面碰撞后,反弹的最大高度为3.2m,设小球与地面碰撞时间为0.1s,不计空气阻力,则小球受到地面的平均冲力为(g取10m/s2) ( )
A.190.0N B.180.0N
C.200.0N D.60.0N
[解析] 对小球运动过程分段讨论
第一段:自由落体运动,应用自由落体公式,设小球落地速度为v1,则v1==10m/s①
第二段:小球与地面碰撞,分析小球受力:重力mg,地面弹力F(即地面对小球的平均冲力).设反弹速度为v2,则(注意v2方向与v1方向相反,且设向上为正)
由动量定理得:(F-mg)t=mv2-(-mv1)
∴F=+mg②
第三段:小球反弹至最大高度,应用竖直上抛公式
v2==8m/s③
联立①②③式,可得F=190N.
[答案] A
7.一质量为m的物体放在光滑水平面上.今以恒力F沿水平方向推该物体,在相同的时间间隔内,下列说法正确的是 ( )
A.物体的位移相等 B.物体动能的变化量相等
C.F对物体做的功相等 D.物体动量的变化量相等
[解析] 物块m在恒力F作用下做匀加速直线运动,在相同时间间隔t内由动量定理Ft=mΔv=Δp,故D项正确.
物体的速度-时间图象如右图所示,由图可知相同时间间隔内物体的位移不相等.故A项错.由动能定理Fs=ΔEk,由于s不同故ΔEk不同,B、C均错.
[答案] D
6.物体只在力F作用下运动,力F随时间变化的图象如图所示,在t=1s时刻,物体的速度为零.则下列论述正确的是 ( )
A.0-3s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零
B.0-4s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零
C.第1s内和第2s内的速度方向相同,加速度方向相反
D.第3s内和第4s内的速度方向相反,加速度方向相同
[解析] 设t=0时刻物体速度为v0,据动量定理知在0-3s内,Δp=(-1)×1N·s+2×1N·s+(-1)×1N·s=0,故3s末物体速度与t=0时刻的速度大小相等、方向相同,仍为v0,所以0-3s内F所做的功等于0,故A正确.同理,可知B错误.由于第1s内速度由v0减为0,第2s内从静止开始做加速度方向与第1s内加速度方向相反的加速运动,所以第1s内速度方向与第2s内必然相同,故C正确.由于第3s末的速度为v0,故第4s是减速运动,即速度方向不变,加速度方向也不变,故D错.
[答案] AC
5.如图所示,质量为m的物块,在与水平方向成θ角的恒力F作用下,沿光滑水平面运动,物块通过A点和B点的速度分别是vA和vB,物块由A运动到B的过程中,力F对物块做的功W和力F对物块的冲量I分别是 ( )
A.W=mv-mv
B.W>mv-mv
C.I=mvB-mvA
D.I>mvB-mvA
[解析] F与水平方向夹角为θ,则由动能定理得Fcosθ·sAB=mv-mv,合外力做的功即为F做功,所以W=mv-mv,A正确,B错.由动量定理Fcosθ·t=mvB-mvA,而F的冲量I=F·t,Fcosθ·t是合外力的冲量,所以F·t>Fcosθ·t=mvB-mvA,C错,D正确.
[答案] AD
4.质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m的物体乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示,则 ( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒
B.当两物块相距最近时,甲物块的速度为零
C.当甲物块的速度为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0
D.甲物块的速率可达到5m/s
[解析] 由于弹簧是轻质的,甲、乙在水平方向上除相互作用外不受其他力,故水平方向上二者组成的系统动量守恒,A错.当甲、乙相距最近时就有v甲=v乙,故由动量守恒有mv乙-mv甲=2mv(其中以物体乙的初速度方向为正),代入数据有v=0.5m/s,B错.又二者作用过程中,总机械能也守恒,当二者分离时甲获得最大速度,则由动量守恒和能量守恒有
解之得vm=4m/s,v′=3m/s,故D错.当甲物块的速度为向左的1m/s时,由动量守恒可求得乙的速率为2m/s.当甲物块的速度为向右的1m/s,同样可求得乙的速度为0,故C对.
[答案] C
3.篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球.接球时,两臂随球迅速收缩至胸前.这样做可以 ( )
A.减小球对手的冲量
B.减小球对人的冲击力
C.减小球的动量变化量
D.减小球的动能变化量
[解析] 据动量定理,FΔt=Δp,当Δp一定时,Δt越大,F越小,所以篮球运动员接球时,两臂随球迅速收缩至胸前,这样延长了篮球对手的作用时间,所以减小了球对人的冲击力,B正确.
[答案] B
2.质量分别为2m和m的A、B两个质点,初速度相同,均为v1.若他们分别受到相同的冲量I作用后,A的速度变化为v2,B的动量变化为p.已知A、B都做直线运动,则动量p可以表示为 ( )
A.m(v2-v1) B.2m(2v2-v1)
C.4m(v2-v1) D.m(2v2-v1)
[解析] 对A由动量定理得I=2mv2-2mv1,对B由动量定理得I=p-mv1,所以B的末动量p=2mv2-mv1,故D对.
[答案] D
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