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时间:2020-11-27
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1、《动量定理的应用》进阶练习一、单选题1.小球从空中静止下落,与水平地面相碰后反弹至某一高度,其速度v随时间t变化的关系图线如图所示.则()A.小球反弹后离开地面的速度大小为5m/sB.小球反弹的最大高度为0.45mC.与地面相碰,小球速度变化量的大小为2m/sD.与地面相碰,小球动量变化率的方向竖直向下2.某物体受到-2N?s的冲量作用,则()A.物体初动量方向一定与这个冲量的方向相反B.物体末动量一定是负值C.物体动量的增量一定与规定的正方向相反D.物体的动量一定减小3.如图甲所示,光滑水平面上并排放着两个相同的
2、木块A、B,一颗子弹以一定速度水平射入A并穿出木块B,用IA表示木块A受到子弹作用力的冲量,pB表示木块B的动量,且IA、pB随时间变化的规律分别如图乙、丙所示,那么()A.b=B.c=2bC.(t2-t1)=t1D.b=a二、多选题4.如图所示,光滑平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道上端用一电阻装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,质量为m的金属杆ab,以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某R相连,该一高度h后又返回底端.若运动过程中,金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,且轨道与金属杆的电阻均忽略
3、不计,则()A.整个过程中金属杆所受合外力的冲量大小为2mv0B.上滑到最高点的过程中克服安培力与重力所做功之和等于mvC.上滑到最高点的过程中电阻R上产生的焦耳热等于mv-mghD.金属杆上滑、返回两过程中所受重力的冲量相等三、填空题5.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3kg的物体B固定在一起,质量为1kg的物体A置于B的正上方5cm处静止.现让A自由下落(不计空气阻力),和B发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后粘在一起.已知碰后经0.2s下降了5cm至最低点,弹簧始终处于弹性限
4、度内(g取10m/s2)求:①从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量△Ep;②从碰后至返回到碰撞点的过程中,弹簧对物体B冲量的大小.参考答案【答案】1.B2.C3.A4.BC5.解:①A做自由落体运动,机械能守恒,由机械能守恒定律得:mAgh1=mAv02,代入数据解得:v0=1m/s,A、B碰撞过程系统动量守恒,以A的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mAv0=(mA+mB)v,代入数据解得:v=0.25m/s,从碰后到最低点过程,由能量守恒定律得:△EP=(mA+mB)v2+(mA+mB)gh2,代入数据解
5、得:△EP=2.125J;②从碰后到返回碰撞点的过程,以向上为正方向,由动量定理得:I-(mA+mB)g?2t=2(mA+mB)v,代入数据解得:I=18N?s;答:①从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量为②从碰后至返回到碰撞点的过程中,弹簧对物体2.125J;B冲量的大小为18N?s.【解析】1.解:A.由图象可知:0.5s末物体反弹,此时速度的大小为3m/s,故B、小球能弹起的最大高度对应图中0.5s-0.8s内速度图象的面积,所以A错误;h=,故B正确.C、小球与地面碰撞前的速度为5m/s,方向竖
6、直向下,与地面碰撞后的速度大小为3m/s,方向竖直向上,则小球速度的变化量△v=v2-v1=3-(-5)m/s=8m/s,方向竖直向上,故C错误.D、与地面相碰,由于动量变化量的方向竖直向上,则动量变化率的方向竖直向上,故D错误.故选:B.根据速度时间图线得出反弹和着地的速度大小,结合速度的方向求出速度的变化量,根据图线围成的面积求出小球反弹的最大高度.解决本题要明确v-t图象的含义:在v-t图象中每时刻对应于速度的大小,速度的正负表示其运动方向,图象的斜率表示物体运动的加速度,图象与时间轴围成的面积为物体的位移,
7、时间轴上方面积表示位移为正,下方表示为负.2.解:A、根据动量定理得:I合=△P=mv2-mv1=-2N?s说明物体的动量增量一定与规定的正方向相反,不能说明原动量、末动量的方向和大小,故AB错误,C正确;D、物体的动量增量一定与规定的正方向相反,但由于不知道初动量的方向,所以物体的动量不一定减小.故D错误.故选:C根据动量定理,物体所受合力的冲量等于物体动量的变化;同时结合动量的矢量性进行解答即可.本题主要考查了动量定理的直接应用,难度不大,属于基础题,解答的关键是正确理解矢量变化的正负号的意义.3.解:A、由图
8、丙所示图象可知,子弹穿过木块A的时间为t1,子弹对木块A的冲量实际上等于子弹在穿过A的过程中对A、B的总冲量,即f?t1=pA+pB,由于A、B相同,质量相等,因此在t时间A对B的冲量等于子弹对A的冲量的一半,即p=p=ft1,即有1BAb=,故A正确,D错误;B、子弹在穿过B时,相对B的平均速度小于穿过A时相对A的平均速度,因此(t2-t1)>t1,f(t
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