1、动量 冲量 动量定理1(多选)进博会上展出了一种乒乓球陪练机器人,该机器人能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回。若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回,球在空中运动一段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转。下列说法正确的是()A击球过程合外力对乒乓球做功为零B击球过程合外力对乒乓球的冲量为零C在上升过程中,乒乓球处于失重状态D在下落过程中,乒乓球处于超重状态解析:选AC球拍将乒乓球原速率击回,可知乒乓球的动能不变,动量方向发生改变,故合外力做功为零,冲量不为零,A正确,B错误;在乒乓球的运动过程中,加速度方向向下,可知乒乓球处于失重状态,C正确,D错误。2(多选)
2、如图,两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B,A以速度v1斜向上抛出,B以速度v2竖直向上抛出,当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力,A、B质量相等且均可视为质点,重力加速度为g,以下判断正确的是()A相遇时A的速度一定为零B相遇时B的速度一定为零CA从抛出到最高点的时间为D从抛出到相遇A、B动量的变化量相同解析:选BCD相遇时A还具有水平速度,则此时的速度不为零,选项A错误;因两球同时抛出,且A在最高点(相遇点)的竖直速度为零,可知B的速度也一定为零,选项B正确;两球运动的时间相等,即t,选项C正确;根据pmgt可知从抛出到相遇A、B动量的变化量相同,选项D正确。3(多选)跳台滑雪运动
3、员从平台末端a点以某一初速度水平滑出,在空中运动一段时间后落在斜坡上b点,不计空气阻力,则运动员在空中飞行过程中()A在相等的时间间隔内,动量的改变量总是相同的B在相等的时间间隔内,动能的改变量总是相同的C在下落相等高度的过程中,动量的改变量总是相同的D在下落相等高度的过程中,动能的改变量总是相同的解析:选AD动量的改变量等于合力的冲量,任意相等时间合力的冲量相等,动量的改变量相等,故A项正确;平抛运动竖直分运动是自由落体运动,在相等的时间内竖直位移不相等,故重力做的功不相等,动能增加量不相等,故B项错误;在下落相等高度的过程中,时间不等,则合力的冲量不等,故动量的增加量不相等,C项错误;在下
4、落相等高度的过程中,合力做的功相等,根据动能定理,动能的增加量相等,故D项正确。4一个质量为0.18 kg的垒球,以15 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为35 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是()A球棒对垒球的平均作用力大小为360 NB球棒对垒球的平均作用力大小为900 NC球棒对垒球做的功为900 JD球棒对垒球做的功为110.25 J解析:选B以初速度方向为正,根据动量定理:Ftmv2mv1,得:F N900 N,则球棒对垒球的平均作用力大小为900 N,故A项错误,B项正确。根据动能定理可知,球棒对垒球做的功为:Wmv22m
5、v120.18352 J0.18152 J90 J,故C、D两项错误。5一质量为m的物体静止在光滑水平面上,在水平力F作用下,经时间t,通过位移L后,动量变为p、动能变为Ek。若上述过程F不变,物体的质量变为,以下说法正确的是()A经过时间2t,物体动量变为2pB经过位移2L,物体动量变为2pC经过时间2t,物体动能变为4EkD经过位移2L,物体动能变为4Ek解析:选A以初速度方向为正方向,根据动量定理,有:Ftp,故时间变为2t后,动量变为2p,故A项正确;根据Ek,动量变为2倍,质量减半,故动能变为8Ek,故C项错误;经过位移2L,根据动能定理,有:FLEk,故位移变为2倍后,动能变为2E
6、k,故D项错误;根据p,动能变为2倍,质量减半,故动量不变,故B项错误。6如图所示,足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动,一质量为m的物块以大小为v2的初速度从左轮中心正上方的P点冲上传送带,从此时起到物块再次回到P点的过程中,下列说法正确的是()A合力对物块的冲量大小一定为2mv2B合力对物块的冲量大小一定为2mv1C合力对物块的冲量大小可能为零D合力对物块做的功可以为零解析:选D若v2v1,物块在传送带上先向右做匀减速直线运动,速度减为零后再返回做匀加速直线运动,达到速度v1后做匀速直线运动,可知物块再次回到P点的速度大小为v1,规定向左为正方向,根据动量定理得,合外力的冲量I合mv1
7、m(v2) mv1 mv2。根据动能定理知,合外力做功W合mv12mv22;若v2v1,物块在传送带上先向右做匀减速直线运动,速度减为零后再返回做匀加速直线运动,物块再次回到P点的速度大小为v2,规定向左为正方向,根据动量定理得,合外力的冲量为:I合mv2m(v2)2mv2;根据动能定理知,合外力做功为:W合mv22mv220。综上可知D正确,A、B、C错误。7(多选)如图甲所示,质量M0.8 kg的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m0.2 kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F。若滑块与木板间的动摩擦因数0.2,最大静摩擦
8、力等于滑动摩擦力,重力加速度g10 m/s2,则下列说法正确的是()A04 s时间内拉力的冲量共为3.2 NsBt4 s时滑块的速度大小为9.5 m/sC木板受到滑动摩擦力的冲量共为2.8 NsD木板的速度最大为2 m/s解析:选BC拉力F的冲量等于Ft图像的面积,04 s时间内拉力的冲量I(0.51)2 Ns12 Ns3.5 Ns,A错误; 滑块与木板间恰好打滑时,对木板:mgMa0对滑块:F0mgma0解得F00.5 N,a00.5 m/s2。所以t0时刻,滑块与木板间恰好开始打滑对滑块:Imgtmv1,解得4 s末滑块的速度v19.5 m/s,B正确;t4 s时,木板的速度v2a0t0.
9、54 m/s2 m/s,之后木板加速,滑块减速,直到共速。取向右为正方向,由动量守恒定律得:mv1Mv2(mM)v,解得木板的最大速度v3.5 m/s。对木板:由动量定理得IMv,解得I2.8 Ns,C正确,D错误。8(2021年1月新高考8省联考河北卷)(多选)游乐场滑索项目的简化模型如图所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25 m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4 m。质量为50 kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1 m的D点停下。设滑块与BC段的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向。g取10 m/s2。下列说法正确的是()A缓冲墙对
10、滑块的冲量为50 NsB缓冲墙对滑块的冲量为250 NsC缓冲墙对滑块做的功为125 JD缓冲墙对滑块做的功为250 J解析:选BC由动能定理可知mghmv,由B点到C点的过程中,加速度大小为a2 m/s2,由速度位移公式可得v2v2ax,可得v3 m/s,由C点到D点可知x2,解得被缓冲墙反弹时,滑块的速度大小v2 m/s(方向与初速度反向,取负),由动量定理可知缓冲墙对滑块的冲量pmvmv250 Ns,由动能定理可得缓冲墙对滑块做的功Wmv2mv2125 J,综上分析可知B、C正确。9(2018北京高考)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意
11、图如图所示,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h10 m,C是半径R20 m圆弧的最低点。质量m60 kg 的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a4.5 m/s2,到达B点时速度vB30 m/s。取重力加速度g10 m/s2。(1)求长直助滑道AB的长度L;(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小;(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。解析:(1)根据匀变速直线运动公式,有L100 m。(2)根据动量定理,有ImvBmvA1 800 Ns。(3)运动员经过C点时的受力如图所示。根据牛顿第二定律,有FNmgm运动员在BC段运动的过程中,根据动能定理,有mghmvC2mvB2解得FN3 900 N。答案:(1)100 m(2)1 800 Ns(3)受力图见解析3 900 N