1、1.1动量定理每课一练1.如图1所示,固定的光滑斜面倾角为.质量为m的物体由静 止开始,从斜面顶端滑到底端,所用时间为t.在这一过程中 ()A物体所受支持力的冲量为0B物体所受支持力的冲量大小为mgcostC物体所受重力的冲量大小为mgtD物体动量的变化量大小为mgsint解析:根据冲量的定义IFt可得,物体所受支持力的冲量大小为mgcost,物体所受重力的冲量大小为mgt,选项A错误,选项B、C正确;由vat得t秒时的速度为vgsint,故pmv0mgsint,故选项D也正确答案:BCD2以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体,空气阻力不可忽略关于物体受到的冲量,以下说法错误的是()A物
2、体上升和下降两个阶段受到重力的冲量方向相反B物体上升和下降两个阶段受到空气阻力的冲量方向相反C物体在下降阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量D物体从抛出到返回抛出点,所受各力冲量的总和方向向下解析:无论物体是上升还是下降,物体所受重力的方向都是向下的,故重力对物体的冲量也都是向下的,因此选项A是错误的物体向上运动时,空气阻力方向向下,因此阻力的冲量方向也向下;而当物体下落时,空气阻力方向向上,因此阻力的冲量方向也就向上,所以上升和下落这两个阶段中阻力的冲量方向相反,因此选项B是正确的在有阻力的情况下,由于上升阶段的加速度比下降时的大,且两次位移相等,故上升阶段所用时间t1比下降阶段t2
3、短,则物体在下落阶段重力的冲量mgt2大于上升阶段重力的冲量mgt1,因此选项C是正确的由于物体在整个运动过程中,重力的方向都向下,阻力的方向在上升、下降两个阶段分别向下、向上,但是阻力都比重力小所以在整个运动过程中,合力的冲量方向总是向下,因此选项D是正确的答案:A3如图2所示,物体在粗糙的水平面上向右做直线运动从a 点开始受到一个水平向左的恒力F的作用,经过一段时间后 又回到a点,则物体在这一往返运动的过程中,下列说法中 正确的是 () A恒力F对物体做的功为零B摩擦力对物体做的功为零C恒力F的冲量为零D摩擦力的冲量为零解析:在恒力F作用的方向上,位移为零,故F做的功为零,A正确摩擦力的方
4、向始终与物体运动速度方向相反,故摩擦力对物体做负功,B错误由IFt可知,恒力F与摩擦力均不为零,两力的冲量一定不为零,C、D均错误答案:A4如图3所示,PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道,圆心 O在S点的正上方在O和P两点各有一质量为m的小物块a和 b,从同一时刻开始,a自由下落,b沿圆弧下滑以下说法正确的 是() Aa比b先到达S,它们在S点的动量不相等Ba与b同时到达S,它们在S点的动量不相等Ca比b先到达S,它们在S点的动量相等Db比a先到达S,它们在S点的动量相等解析:a自由下落,b沿圆弧下滑,a比b先到达S,两者下落高度相同,由机械能守恒定律可知,两者到达S时速度大小相同,但方
5、向不同,故动量不同,A项正确答案:A5水平地面上有一木块,质量为m,它与地面间的动摩擦因数为,在水平恒力F作用下由静止开始运动,经过时间t撤去此力,木块又向前滑行一段时间2t才停下,此恒力F的大小为()Amg B2mgC3mg D4mg解析:从木块开始运动,到木块停止运动的整个过程用动量定理(取水平恒力F的方向为正方向)得:Ftmg3t0.所以F3mg,只有C正确答案:C6静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用, 拉力F随时间t的变化如图4所示,则 () A4 s内物体的位移为零B4 s内拉力对物体做功不为零C4 s末物体的速度为零D4 s内拉力对物体冲量不为零解析:前2 s物体做匀加
6、速直线运动,后2 s是加速度大小相等的匀减速直线运动,一直向前运动,位移不为零,A错拉力先做正功,后做负功,前2 s与后2 s的位移相同,所以拉力做功为零,B错,C对由冲量是矢量知:前2 s与后2 s冲量等值反向,所以4 s内冲量为零,D错答案:C7一个静止的质点,04 s时间内受到力 F的作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间t 的变化如图5所示,则质点在()A第2 s末速度改变方向B第2 s末位移改变方向C第4 s末回到原出发点D第4 s末运动速度为零解析:在02 s时间内,力F大于零,质点做加速运动,2 s末速度达到最大;在2 s4 s时间内,力F小于零,质点做减速运动,第2 s末力
7、F方向改变,加速度方向改变,速度、位移方向不变,A、B错误;第4 s末,质点离出发点最远,C错误;由Ft图象与横轴所夹面积的物理意义是力F的冲量,由动量定理可知第4 s末物体动量为零,运动速度为零,D正确答案:D8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0.1 m/s,乙的速率为0.2 m/s.已知甲的质量为60 kg,乙的质量为30 kg,假设互推的时间为0.01 s,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600 N,方向相反B甲、乙所受的平均推力均为500 N,方向相反C甲受的平均推力为
8、600 N,乙受的平均推力为500 N,方向相反D甲受的平均推力为500 N,乙受的平均推力为600 N,方向相反解析:以甲为研究对象,根据动量定理Ftm甲v甲0,可得甲受到的平均推力为F600 N,据牛顿第三定律可得乙受到的平均推力也为600 N,方向相反,A正确答案:A9如图6所示,在倾角为30的足够长的斜面上有一质量为m的物 体,它受到沿斜面方向的力F的作用力F可按图7中(a)(b)(c) (d)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)图7已知此物体在t0时的速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最
9、大的是 ()Av1 Bv2Cv3 Dv4解析:设物体所受重力为mg,规定沿斜面向上为正方向,由动量定理得Ap1I10.5mg20.5mg1mgsin3032mg;Bp2I20.5mg10.5mg1mgsin3031.5mg;Cp3I30.5mg2mgsin3032.5mg;Dp4I40.5mg2mg1mgsin3031.5mg.因为(c)中,p3绝对值最大,且t0时速度为零,所以C中物体速率最大,即C正确答案:C10质量为m的物体在光滑水平面上以速度v1匀速运动,受到一个跟水平方向成角斜向上的拉力F作用后,经一段时间t速度变为v2,如图8所示求这段时间t内拉力的冲量图8解析:在时间t内物体受力
10、如图所示,物体所受的合外力为Fcos,由动量定理有Fcostmv2mv1拉力F的冲量IFt.答案:11一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图9所示,不计空气阻力,取重力加速度g10 m/s2,试结合图象,分析:图9(1)试分析图象中前3 s和6.7 s8.7 s,9.5 s11.5 s的运动情况和受力情况,能得到什么结论?(2)试求在11.5 s12.3 s时间内,运动员对弹簧床的平均作用力?解析:(1)前3 s,弹簧床的弹力没变,说明运动员静止在床上,即FNmg500 N故运动员的质量m50 kg在6.7 s8.7 s和9.
11、5 s11.5 s内,弹力为零,说明运动员已在空中且有2 s的时间(2)由运动员在空中时间t2 s得运动员与床接触前后的速度大小v0vtg10 m/s以运动员为研究对象,由动量定理:(mg)tmvtm(v0)所以mg N500 N1750 N.由牛顿第三定律,运动员对弹簧床的平均作用力为1750 N,方向竖直向下答案:(1)见解析(2)1750 N方向竖直向下12如图10所示,质量为1 kg的小物块m以5 m/s的初速度 滑上一块原来静止在水平面上的木板,木板M质量为 4 kg,木板与水平面间的动摩擦因数为0.02,经时间2 s 后,小物块从木板另一端以1 m/s相对于地的速度滑出,g10 m/s2,求:(1)小物块与木板间的动摩擦因数(2)这一过程中木板的位移(3)此过程中因摩擦增加的内能解析:(1)对小物块取v0为正方向,由动量定理得:1mgtmv1mv0 代入数据得:10.2.(2)对木板由动量定理得:1mg2(Mm)gtMv 代入数据解得:v0.5 m/s. 此过程木板做匀加速运动则st 联立解得:s0.5 m.(3)由能量守恒得:Qmv02mv12Mv2代入数据解得:Q11.5 J.答案:(1)0.2(2)0.5 m(3)11.5 J