【文档说明】动量守恒定律 专题38.docx,共(6)页,271.153 KB,由小赞的店铺上传
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专题38动量和动量定理授课提示:对应学生用书59页1.[2024·江苏省徐州市期中考试]两个具有相同动能的物体A、B,质量分别为mA、mB,且mA>mB,比较它们的动量,则()A.物体B的动量较大B.物体A的动量较大C.动量大小相等D.不能确定答案:B解
析:根据动能的表达式Ek=12mv2,动量的表达式p=mv,联立可得p=2mEk,物体A、B动能Ek相同,mA>mB,则pA>pB,即物体A的动量较大,B正确.2.[2024·河北省唐山市十县一中联盟联考]质量为0.5kg的金属小球,从距水平地面3.2m的高处以6m/s的速度水
平抛出,g取10m/s2,小球落地的运动过程中()A.物体的初动量大小16kg·m/sB.物体的末动量大小19kg·m/sC.重力的冲量大小2N·sD.重力的冲量大小4N·s答案:D解析:物体的初动量大小p1=mv0=0.5×6kg·m/s=3
kg·m/s,A错误;竖直方向小球做自由落体运动,则v2y=2gh,小球落地时竖直方向的分速度vy=2gh=2×10×3.2m/s=8m/s,小球落地时的合速度v=v20+v2y=62+82m/s=10m/s,物体的
末动量大小p2=mv=0.5×10kg·m/s=5kg·m/s,B错误;由h=12gt2得t=2hg=2×3.210s=0.8s,重力的冲量大小I=mgt=0.5×10×0.8N·s=4N·s,C错误,D正确.3.[2024·湖南省名校联合体联考]如图,某
物体在恒定拉力F的作用下没有运动,经过时间t后,则()A.拉力的冲量为0B.合力的冲量为0C.重力的冲量为0D.拉力的冲量为Ftcosθ答案:B解析:拉力的冲量为Ft,重力的冲量为mgt,物体处于静止状态,根据动量定理可知合力的冲量为0,B正
确.4.[2024·江苏省无锡市教学质量调研]一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后,反向水平飞回,速度大小为45m/s,以垒球初速度的方向为正方向,则垒球被棒击打前后动量变化
量为()A.+3.6kg·m/sB.-3.6kg·m/sC.+12.6kg·m/sD.-12.6kg·m/s答案:D解析:初动量为p1=mv1=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s,击打后动量为p2=mv2=0.18×(-45)kg·m/s=-8.1kg·m/s,动量变化为Δ
p=p2-p1=-12.6kg·m/s,D正确.5.[2024·江苏省连云港市期中考试]如图所示,将一杯水放在桌边,杯下压一张纸条.若缓慢抽出纸条,杯子会滑落;若快速抽出纸条时,杯子并没有滑落.对于该实验,下列说法正确
的是()A.缓慢抽出时,杯子获得的动量较小B.快速抽出时,杯子获得的动量较大C.缓慢抽出过程中,摩擦力对杯子的冲量较大D.快速抽出过程中,摩擦力对杯子的冲量较大答案:C解析:根据题意可知,无论缓慢抽出还是快速抽出,纸条和杯子间的摩擦力
不变,缓慢抽出时间长,由公式I=ft可知,缓慢抽出过程中,摩擦力对杯子的冲量较大,由动量定理可知,缓慢抽出时,杯子获得的动量较大,C正确.6.[2024·广东省江门市一模](多选)数据表明,在电动车事故中,佩戴头盔可防止85%的头部受伤,大大减小损伤程度.
头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上,人头部的质量约为2kg,则下列说法正确的是()A.头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率B.头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量C.事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等D.若事故中头
部以6m/s的速度水平撞击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为2000N答案:ACD解析:根据F·Δt=Δp得F=ΔpΔt,头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了,头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率,A正确;同理,可知头盔并没有减
少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量,B错误;根据I=F·Δt,头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向,作用时间相同,所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等,C正确;撞击力F=2×66×10-3N=2000
N,事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为2000N,D正确.7.[2024·安徽省部分学校一模]如图,在光滑的水平桌面上,质量为m的小球在轻绳的作用下,绕O点以速率v做匀速圆周运动.已知轻绳长为l.对小球由A
转过90°到B的过程,下列说法正确的是()A.小球重力冲量大小为0B.绳子拉力冲量大小为πmv2C.小球动量的变化量大小为0D.小球动量的变化率大小为mv2l答案:D解析:小球由A转到B的过程,所需时
间为t=14×2πlv=πl2v,小球重力冲量大小为IG=mgt=mgπl2v,A错误;小球动量的变化量大小Δp=mΔv=2mv,C错误;由动量定理可得IF=Δp=2mv,B错误;根据F·Δt=Δp可知小球动量的
变化率大小为F=ΔpΔt,又F=mv2l,联立解得ΔpΔt=mv2l,D正确.8.[2024·江苏省苏州市期中考试]如图所示,一大型气球初始时悬停在空中,喷气口被绳系着,某时刻系在喷气口的绳子突然松开,内部气体竖直向
下喷出,由于反冲作用气球开始向上运动.已知内部气体的密度为ρ,气球连同内部气体最初的质量为m,喷气口的横截面积为S,绳子松开瞬间喷出气体的速度为v,重力加速度为g,不计空气阻力,则绳子松开瞬间气球的加速度大小为()A.ρSv2mB.ρSv2m-gC.ρSv2m+gD.ρSvm答案:B
解析:取极短时间Δt内喷出的气体为研究对象,根据动量定理得FΔt=(ρvΔtS)v-0,解得F=ρv2S,根据牛顿第三定律知气体对气球的作用力大小为ρv2S,方向竖直向上.对气球,根据牛顿第二定律得ρv2S-mg=ma,解得a=ρSv2m-g,B正确.
9.[2024·河北省沧州市月考]在光滑水平面上,一质量为4kg的滑块以1m/s的速率沿x轴负方向运动,某时刻开始给滑块施加作用力F,F随时间变化的图像如图所示,其中4~8s和8~12s的两段曲线关于点(8,0)中心对
称.规定力F沿x轴正方向时为正,滑块在12s末的速度大小为()A.3m/sB.4m/sC.5m/sD.6m/s答案:B解析:由图像围成的面积物理意义为F的冲量即合外力的冲量,根据动量定理得I0~4=I0~12=mv-mv0,解得v=mv0+I0~4m=-4+5×44m/s=4m/s,B正
确.10.东京奥运会女子蹦床决赛,整套动作完美发挥的朱雪莹,以56.635分夺得金牌,帮助中国蹦床队时隔13年重获该项目冠军.队友刘灵玲收获一枚银牌.已知朱雪莹的体重为45kg,在比赛中,朱雪莹从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖
直方向蹦回离水平网面5.0m高处.已知朱雪莹与网接触的时间为0.15s,g取10m/s2,求:(1)朱雪莹下落接触网面前瞬间的速率v1和上升离开网面瞬间的速率v2;(2)网面对朱雪莹的平均作用力F的大小.答案:(1)8m/s,10m/s(2)5850
N解析:(1)运动员下落接触网面前瞬间的速度大小为v1=2gh1=2×10×3.2m/s=8m/s运动员上升离开网面瞬间的速度大小为v2=2gh2=2×10×5.0m/s=10m/s(2)取竖直向上为正方向,
运动员和网接触过程中,由动量定理知(F-mg)t=mv2-m(-v1)可解得F=mv2-m(-v1)t+mg=45×10-45×(-8)0.15N+45×10N=5850N11.小明家里有一个喷泉,喷泉竖直喷出的
水柱和小明一样高,小明身高1.8m,喷管的面积为S=10cm2,当小明把一个玩具放在水柱上时,玩具能稳定地悬停在空中,玩具底面相对于喷口的高度为1m,玩具底部为平板(面积略大于喷泉横截面积),水柱冲击到玩具底板后,在竖直方向水的速度变为零,在水平方向朝四周均匀散开,水的密度为
ρ=103kg/m3,不考虑空气阻力,g取10m/s2.求:(1)喷泉喷水的初速度大小;(2)用于喷泉喷水的电动机的输出功率;(3)玩具的质量.答案:(1)6m/s(2)108W(3)1.6kg解析:(1)设喷泉
的初速度为v0,则有v20=2gH解得v0=6m/s(2)设在喷水口处很短Δt时间内喷出水的质量为Δm,则Δm=ρ·v0·S·ΔtΔt时间内电动机做功PΔt=12Δmv20解得P=108W(3)设水柱冲击玩具的速度为
v,则有v2-v20=-2gh解得v=4m/s很短Δt′时间内,冲击玩具水柱的质量Δm′=ρ·v·S·Δt′对该部分水柱由动量定理得(F+Δm′g)·Δt′=Δm′·v由于Δt′很小,Δm′gΔt′也很小,可以忽略,则F·Δt′=Δm′·
v又因为玩具能稳定地悬停在空中,有F=Mg解得M=1.6kg.