1、动量和动量定理建议用时:45分钟1关于冲量,下列说法中正确的是()A冲量是物体动量变化的原因B作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C动量越大的物体受到的冲量越大D冲量的方向就是物体运动的方向A力作用一段时间便有了冲量,而力作用一段时间后,物体的运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说冲量使物体的动量发生了变化,A正确;只要有力作用在物体上,经历一段时间,这个力便有了冲量IFt,与物体处于什么状态无关,物体运动状态的变化是所有作用在物体上的力共同产生的效果,B错误;物体所受冲量IFt与物体动量的大小pmv无关,C错误;冲量的方向与物体运动方向无关,D错误。2.在一光滑的水平面上,有一轻
2、质弹簧,弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端紧靠着一物体A,已知物体A的质量m4 kg,如图所示。现用一水平力F作用在物体A上,并向左压缩弹簧,力F做功50 J后(弹簧仍处在弹性限度内),突然撤去力F,物体A从静止开始运动。则当撤去力F后,弹簧弹力对物体A的冲量大小为()A20 Ns B50 NsC25 Ns D40 NsA根据题意知,撤去力F时,弹簧具有的弹性势能为Ep50 J,根据机械能守恒定律得Epmv2,解得物体A离开弹簧的速度为v5 m/s,根据动量定理得Imv045 Ns20 Ns,A正确,B、C、D错误。3.(多选)(2019湖南衡阳八中二模)质量为2 kg的物块放在粗糙水平面上,在
3、水平拉力的作用下由静止开始运动,物块的动能Ek与其位移x之间的关系如图所示。已知物块与水平面间的动摩擦因数0.2,g取10 m/s2,则下列说法正确的是()Ax1 m时物块的速度大小为2 m/sBx3 m时物块的加速度大小为1.25 m/s2C在前2 m的运动过程中物块所经历的时间为2 sD在前4 m的运动过程中拉力对物块做的功为25 JBCD根据图象知,x1 m时,物块的动能为2 J,由mv22 J,解得v m/s,故A错误;对x2 m到x4 m的过程运用动能定理,有F合2xEk,解得F合22.5 N,则物块的加速度a m/s21.25 m/s2,故B正确;对前2 m的运动过程运用动能定理得
4、F合1xEk,解得F合12 N,则物块的加速度a m/s21 m/s2,末速度v m/s2 m/s,根据vat得t2 s,故C正确;对全过程运用动能定理得WFmgxE k,解得WF25 J,故D正确。4.(2019玉溪一中月考)如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点。每根杆上都套着一个完全相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c点无初速度释放,下列关于它们下滑过程的说法中正确的是()A重力对各环的冲量中a的最大B弹力对各环的冲量中c的最大C合力对各环的冲量大小相等D各环的动能增量相等B设任一细杆与竖直方
5、向的夹角为,环运动的时间为t,圆周的直径为D。则环的加速度大小为agcos 。由位移公式得Dcos at2gt2cos ,得到t,所以三个环的运动时间相同,由于三个环的重力相等,运动时间相同,由公式IFt分析可知,重力对各环的冲量相等,A错误;弹力FNmgsin ,则c环受到的弹力最大,三个环的运动时间相等,则弹力对c环的冲量最大,B正确;a环的加速度最大,受到的合力最大,则合力对a环的冲量最大,C错误;重力对a环做功最多,其动能的增量最大,D错误。5.如图所示,质量为m的物体,在大小确定的水平外力F作用下,以速度v沿水平面匀速运动,当物体运动到A点时撤去外力F,物体由A点继续向前滑行的过程中
6、经过B点,则物体由A点到B点的过程中,下列说法正确的是 ()Av越大,摩擦力对物体的冲量越大,摩擦力做功越多Bv越大,摩擦力对物体的冲量越大,摩擦力做功与v的大小无关Cv越大,摩擦力对物体的冲量越小,摩擦力做功越少Dv越大,摩擦力对物体的冲量越小,摩擦力做功与v的大小无关D由题知,物体所受的摩擦力FfF,且为恒力,由A到B的过程中,v越大,所用时间越短,IfFt越小;因为WfF,故Wf与v无关。选项D正确。6(2019云南曲靖一中二模)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从高空下落撞在地面上,与地面碰撞时间为2 ms,同时对地面产生的冲击力为103 N,鸡蛋落地时的速度约为()A0
7、.4 m/s B4 m/sC40 m/s D400 m/sB设向上为正方向,则鸡蛋与地面碰撞的过程,由动量定理得(Fmg)t0(mv),解得v m/s4.1 m/s,选项B正确。7(多选)质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速度变为v,在这段时间内物体动量变化量的大小为()Am(vv0) BmgtCm DmBCD由动量定理可得,物体在时间t内动量变化量的大小为mgt,B正确;物体在平抛运动过程中速度变化量v沿竖直方向,其大小v,由机械能守恒定理可得:mvmghmv2,所以,故物体动量变化量pmvmm,选项C、D均正确,只有选项A错误。8一辆轿车强行超车时,与另
8、一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5 m,据测算两车相撞前速率约为30 m/s,则:(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力是多大?(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1 s,求这时人体受到的平均冲力为多大?解析(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5 m。设运动的时间为t,根据xt得,t s。根据动量定理Ftpmv0得,F N5.4104 N。(2)若人系有安全带时,F N1.8103 N。答案(1)5.4104 N(2)1.8103 N9一位质量为m的运动员从下蹲状态向上跳起,经t时间,身体伸直
9、并刚好离开地面,速度为v。在此过程中 ()A地面对他的平均作用力为mg,地面对他做的功为mv2B地面对他的平均作用力为mg,地面对他做的功为零C地面对他的平均作用力为,地面对他做的功为mv2D地面对他的平均作用力为,地面对他做的功为零B人的速度原来为零,起跳后变为v,则由动量定理可得Imgt(mv)mv,故地面对人的冲量为mvmgt;则地面对人的平均作用力Fmg,人在跳起时,地面对人的支持力竖直向上,在跳起过程中,在支持力方向上没有位移,地面对运动员的支持力不做功,故B项正确,A、C、D三项错误。10(2019湖南师大附中模拟)我国航天事业持续飞速发展,2019年1月,“嫦娥四号”飞船在太阳系
10、最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞。发动机加速电压为U,喷出二价氧离子,离子束电流为I,那么下列结论正确的是(基本电荷为e,原子质量单位为m0,飞船质量为M)()A喷出的每个氧离子的动量p2eUB飞船所受到的推力为F4IC飞船的加速度为aD推力做功的功率为2MeUB对于每个氧离子,根据动能定理得qUmv2,动量为p,其中q2e,m16m0,故p8,故A错误;设在t时间内喷出N个氧离子,飞船受到的推力为FN,其中I,q2e,m16m0,所以F4I,a,故B正确,C错误;功率的单位是Js1,而2MeU的单位是kgJ,故D错误。11.如图所示,
11、在倾角为30的足够长的光滑固定斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用。力F可按如图所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正)。已知此物体在t0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率,则这四个速度中最大的是()ABCDC根据动量定理分别研究四种情况下物体的速率。取t01 s,A图中:mgsin 303t0F2t0Ft0mv1,得v120 m/s;B图中:mgsin 303t0Ft0Ft0mv2,得v215 m/s;C图中:mgsin 303t0F2t0mv3,得v325 m/s;D图中:mgsin 303
12、t0F2t0Ft0mv4,得v415 m/s。故选项C正确。12.如图所示,由喷泉中喷出的水柱,把一个质量为M的垃圾桶倒顶在空中,水以速率v0、恒定的质量增率(即单位时间喷出的质量)从地下射向空中。求垃圾桶可停留的最大高度。(设水柱喷到桶底后以相同的速率反弹)解析设垃圾桶可停留的最大高度为h,并设水柱到达h高处的速度为vt,则vv2gh得vv2gh由动量定理得,在极短时间t内,水受到的冲量为Ft2vt解得F2vt2据题意有FMg联立解得h。答案213.如图所示,质量mA为4.0 kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数为0.24,木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为
13、质点),它们均处于静止状态,木板突然受到水平向右的12 Ns的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能EkA为8.0 J,小物块的动能EkB为0.50 J,重力加速度取10 m/s2,求:(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0的大小;(2)木板的长度L。解析木板受到瞬时冲量作用后获得初动量,此后A、B相对运动,B在摩擦力作用下做加速运动,A在B的反作用力及C的摩擦力作用下做减速运动,最终B从A上掉下来。(1)设水平向右为正方向,有ImAv0代入数据解得v03.0 m/s。(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA,其中FCA(mAmB)g12 N,B在A上滑行的时间为t,B离开A时A和B的速度分别为vA和vB,由动量定理得(FBAFCA)tmAvAmAv0FABtmBvB其中FABFBA,EkAmAv8.0 J,EkBmBv0.50 J设A、B相对于C的位移大小分别为xA和xB,由动能定理得(FBAFCA)xAmAvmAvFABxBEkB木板A的长度LxAxB代入数据解得L0.50 m。答案(1)3.0 m/s(2)0.50 m