高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第六章 碰撞與動量守恒（第1課時）動量 動量定理檢測試題

第六章碰撞與動量守恒第1課時動量動量定理【基礎(chǔ)鞏固】動量、動量定理的理解1.(2016·甘肅蘭州質(zhì)檢)質(zhì)量為m的鋼球自高處落下,以速度v1碰地,豎直向上彈回,碰撞時間極短,離地的速率為v2.在碰撞過程中,地面對鋼球的沖量的方向和大小為(D)A.向下,m(v1-v2) B.向下,m(v1+v2)C.向上,m(v1-v2) D.向上,m(v1+v2)解析:設(shè)向上方向為正,忽略重力,根據(jù)動量定理Ft=mv2-(-mv1)=m(v1+v2),地面對鋼球的沖量方向向上.選項D正確.2.(2016·山東臨沂質(zhì)檢)籃球運動員通常伸出雙手迎接傳來的籃球.接球時,兩手隨球迅速收縮至胸前.這樣做的目的是(B)A.減小球?qū)κ值臎_量 B.減小球?qū)κ值臎_擊力C.減小球的動量變化量 D.減小球的動能變化量解析:增加作用時間,減小球?qū)κ值臎_擊力,選項B正確.3.(2016·河北秦皇島質(zhì)檢)物體在恒定的合力作用下做直線運動,在時間t1內(nèi)動能由零增大到Ek1,在時間t2內(nèi)動能由Ek1增加到2Ek1,設(shè)合力在時間t1內(nèi)做的功為W1,沖量為I1,在時間t2內(nèi)做的功是W2,沖量為I2,則下列關(guān)系正確的是(B)A.I1<I2,W1=W2 B.I1>I2,W1=W2C.I1>I2,W1<W2 D.I1=I2,W1<W2解析:由動能定理得W1=Ek1,W2=2Ek1-Ek1=Ek1,則W1=W2;由p=2mEp1=2mEk1,p所以I1=p1-0=2mEk1,I2=p2-p1=(2-則I1>I2,選項B正確.4.(2016·江蘇蘇州質(zhì)檢)如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平外力F作用下以速度v沿水平面勻速運動,當(dāng)物體運動到A點時撤去外力F,物體由A點繼續(xù)向前滑行的過程中經(jīng)過B點,則物體由A點到B點的過程中,下列說法正確的是(D)A.v越大,摩擦力對物體的沖量越大;摩擦力做功越多B.v越大,摩擦力對物體的沖量越大;摩擦力做功與v的大小無關(guān)C.v越大,摩擦力對物體的沖量越小;摩擦力做功越少D.v越大,摩擦力對物體的沖量越小;摩擦力做功與v的大小無關(guān)解析:物體在到達(dá)A點時撤去外力,可以向前滑行并經(jīng)過B點,即A,B兩點間距離一定,根據(jù)動量定理可知摩擦力對物體的沖量取決于摩擦力的大小和作用時間,物體從A滑到B的過程中平均速度越大,所用時間越短,因此v越大,摩擦力對物體的沖量越小,選項A,B錯誤;摩擦力做功取決于摩擦力的大小和物體運動的位移,A,B間的距離一定,摩擦力做功與物體速度無關(guān),選項C錯誤,D正確.5.(2016·山東東營質(zhì)檢)為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強,小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內(nèi)杯中水位上升了45mm.查詢得知,當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為12m/s,據(jù)此估算該壓強約為(設(shè)雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/mA.0.15Pa B.0.54Pa C.1.5Pa D.5.4Pa解析:設(shè)圓柱形水杯的橫截面積為S,則水杯中水的質(zhì)量為m=ρV=1×103×45×10-3×S=45S,由動量定理得Ft=mv,而壓強p=FSmvSt=456.(2016·山西太原質(zhì)檢)如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度v抽出紙條后,鐵塊掉在地上的P點,若以2v速度抽出紙條,則鐵塊落地點為(B)A.仍在P點B.在P點左邊C.在P點右邊不遠(yuǎn)處D.在P點右邊原水平位移的兩倍處解析:以v或2v抽紙條時,紙條給鐵塊的摩擦力不變,以2v抽紙條時,紙條對鐵塊的作用時間短,對鐵塊的沖量小,鐵塊獲得的速度小,根據(jù)平拋知識可知它的水平射程短,所以落點在P點的左邊.故選項B正確.動量定理的應(yīng)用7.(2016·山東棗莊模擬)質(zhì)量為1kg的物體做直線運動,其速度圖像如圖所示,則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是(D)A.10N·s10N·sB.10N·s-10N·sC.010N·sD.0-10N·s解析:由圖像可知,在前10s內(nèi)初、末狀態(tài)的動量相等,p1=p2=5kg·m/s,由動量定理得I1=0;在后10s內(nèi),p3=-5kg·m/s,則I2=p3-p2-10N·s,故選項D正確.8.物體A和B用輕繩相連掛在輕彈簧下靜止不動,如圖(甲)所示.A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為M,將連接A,B的繩燒斷后,物體A上升經(jīng)某一位置時的速度大小為v1,這時物體B的下落速度大小為v2,如圖(乙)所示,在這段時間里,彈簧彈力對物體A的沖量等于(D)A.mv1 B.mv1-Mv2C.mv1+Mv2 D.mv1+mv2解析:對B物體,由動量定理Mgt=Mv2,故v2=gt對A物體,由動量定理I-mgt=mv1故I=mgt+mv1=mv1+mv2選項D正確.9.導(dǎo)學(xué)號00622399(2016·河南鄭州模擬)蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目.一個質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處.已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s.若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理,求此力的大小.(g取10m/s2)解析:將運動員看做質(zhì)點,從h1落下所用時間為t1,運動員上升5m所用時間為t3由h=12gt2,得t1=2h1g=0.8s,t整個過程由動量定理得mg(t1+t2+t3)-Ft2=0所以F=mg(t1+t2+答案:1.5×103N10.導(dǎo)學(xué)號00622400(2016·武漢質(zhì)檢)如圖,在離水平地面h高的地方上有一相距L的光滑軌道,左端接有已充電的電容器,電容為C,充電后兩端電壓為U1.軌道平面處于垂直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.在軌道右端放一質(zhì)量為m的金屬棒,當(dāng)閉合S,棒離開軌道后電容器的兩極板電壓變?yōu)閁2,求棒落在地面離平臺多遠(yuǎn)的位置?解析:當(dāng)S閉合時,電容器由于放電,形成放電電流,因而金屬棒受磁場力作用做變加速運動,并以一定速度離開導(dǎo)軌做平拋運動,所以棒在導(dǎo)軌上運動時有F合Δt=Δp其中F合Δt=BILΔt=BLq=BL(CU1-CU2)=BLC(U1-U2)所以BLC(U1-U2)=mv棒做平拋運動時有h=12gt2則x=v2hg=答案:BLC【素能提升】11.導(dǎo)學(xué)號00622401(2016·河北秦皇島檢測)一艘帆船在靜水中由于風(fēng)力的推動做勻速直線運動,帆面的面積為S,風(fēng)速為v1,船速為v2(v2<v1),空氣密度為ρ,帆船在勻速前進(jìn)時帆面受到的平均風(fēng)力為(設(shè)風(fēng)碰到船帆后,速度與船的速度相同)(A)A.ρS(v1-v2)2 B.ρSvC.ρSv22 D.ρS(v2+v1解析:在時間t內(nèi)與船帆碰撞的空氣的質(zhì)量為m=ρS(v1-v2)t,船帆對風(fēng)的沖量為I=-Ft,由動量定理得-Ft=m(v2-v1),所以-Ft=[ρS(v1-v2)t](v2-v1),解得F=ρS(v1-v2)2,選項A正確.12.導(dǎo)學(xué)號00622402(2016·天津質(zhì)檢)如圖所示,在同一水平面內(nèi)有相互平行且足夠長的兩條滑軌MN和PQ相距L=0.5m,垂直于滑軌平面豎直向上的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=1T,垂直于滑軌放置的金屬棒ab和cd質(zhì)量分別為m1=10kg和m2=2kg,每根金屬棒的電阻均為R=1Ω,其他電阻不計,開始時兩棒都靜止,且ab和cd與滑軌間的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.01和μ2=0.02,求:(1)當(dāng)一外力作用cd棒t=5s的時間,恰好使ab棒以10m/s的速度做勻速運動,那么外力的沖量多大?(2)若在5s末令cd棒突然停止運動,ab繼續(xù)運動直到停止的過程中,通過其橫截面的電荷量為10C,則在此過程中兩根金屬棒消耗的電能是多少?(設(shè)兩棒不相碰,g=10m/s2)解析:(1)當(dāng)ab棒做勻速運動時,滿足BIL=μ1m此時cd棒也做勻速運動,速度為v2,設(shè)外力的沖量為I0,由動量定理得I0-(μ1m1g+μ2m2g)t=m1其中電流滿足I=BL解得I0=143N·s.(2)當(dāng)cd突然停止,ab中流過的感應(yīng)電流方向立即相反,因而受安培力作用使ab做減速運動直到停止.設(shè)滑動的距離為x,由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=ΔΦΔt=BLxΔt,流過的電荷量q=IΔt=E設(shè)兩棒在該過程中消耗的電能為W,由動能定理得-W-μ1m1gx=0-12m解得W=460J.答案:(1)143N·s(2)460J13.導(dǎo)學(xué)號00622403(2016·成都質(zhì)檢)如圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m,滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動,小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連,輕繩長為L.開始時,輕繩處于水平拉直狀態(tài),小球和滑塊均靜止.現(xiàn)將小球由靜止釋放,當(dāng)小球到達(dá)最低點時,滑塊剛好被一表面涂有黏性物質(zhì)的固定擋板粘住,在極短的時間內(nèi)速度減為零,小球繼續(xù)向左擺動,當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角θ=60°時小球達(dá)到最高點.求:(1)從滑塊與擋板接觸到速度剛好變?yōu)榱愕倪^程中,擋板阻力對滑塊的沖量;(2)小球從釋放到第一次到達(dá)最低點的過程中,繩的拉力對小球做的功的大小.解析:(1)設(shè)小球第一次到達(dá)最低點時,滑塊和小球速度的大小分別為v1,v2,對于滑塊與小球組成的系統(tǒng),由機械能守恒定律得mgL=12mv12+小球由最低點向左擺動到最高點的過程中,由機械能守恒定律得mgL(1-cos60°)=12m聯(lián)立解得v1=v2=gL設(shè)所求擋板阻力對滑塊的沖量為I,規(guī)定向右為正方向,對滑塊由動量定理得I=0-mv1解得I=-mgL.(2)小球從開始釋放到第一次到達(dá)最低點的過程中,設(shè)繩的拉力對小球做功為W,由動能定理得mgL+W=12mv22,將v2代入得W=-1答案:(1)-mgL(2)12【備用題】(2016·深圳質(zhì)檢)如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車質(zhì)量為M=20kg.從水槍中噴出的水柱的橫截面積為S=10cm2,速度為v=10m/s,水的密度為ρ=1.0×103kg/m3.若用水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁,且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁流進(jìn)小車中.當(dāng)有質(zhì)量為m=(1)小車的速度大小;(2