第十四章动量和原子物理答案

第十四章 动量和原子物理答案第一节 动量、冲量考点知识梳理1. 质量；运动速度；千克米 /秒（kgm/s） ；状态量；物体运动速度的方向；相对性；地面；相对地面静止；平行四边形定则；矢量；v； ，mPEk2kE2. 力；作用时间；过程量；矢量；力3. ；物体所受合外力的冲量等于其动量的变化；矢量式；参PI12mFt考正方向； ；t考能训练答案1解析：此题考查动量的大小及其方向性根据动量的定义 ，它由速度和质量共同决定，故 A 错；又因动量是矢量，它pmv的方向与速度方向相同，而质量和速率都相同的物体，其动量大小一定相同，故 B 错；一个物体速率改变则它的动量大小一定改变，故 C 对；物体的运动状态变化则速度发生变化，它的动量也就发生了变化，故 D 对答案：CD2.解析：根据动量定理可知,在过程 I 中,钢珠从静止状态自由下落.不计空气阻力,小球所受的合外力即为重力,因此钢珠的动量的改变量等于重力的 冲量,选项 A 正确; 过程 I 中阻力的冲量的大小等于过程 I 中重力的冲量的大小与过程 中重力的冲量的大小之和,显然 B 选项不对;在 I、两个过程中,钢珠动量的改变量各不为零.且它们大小相等、方向相反，但从整体看，钢珠动量的改变量为零,故合外力的总冲量等于零,故 C 选项正确,D 选项错误。因此，本题的正确选项为 A、C。答案：AC3.解析：不计空气阻力，石块只受重力的冲量，无论路程怎样，两个过程的时间相同，重力的冲量就相同，A 正确。据动量定理，物体动量的增量等于它受到的冲量，由于在两个相等的时间间隔内，石块受到重力的冲量相同，所以动量的增量必然相同，B 正确。由于石块下落时在竖直分方向上是作加速运动，两个下落高度相同的过程所用时间不同，所受重力的冲量就不同，因而动量的增量不同，C 错。据动能定理，外力对物体所做的功等于物体动能的增量，石块只受重力作用，在重力的方向上位移相同，重力功就相同，因此动能增量就相同，D 正确。答案：ABD。4.解析：物体的质量和运动速度的乘积（ ）叫做动量，可见动量的大小与两个因素有mv关系，动量大质量不一定大，即惯性不一定大，运动也不一定就快，所以、都是错误的；动量是一个矢量，它的方向与速度的方向一定相同，所以是正确的；根据动量定理的表达式 中，等号的左边是物体所受合外力的冲量，而右边则是时间 内物体ptF t动量的增量，它们是不同的物理量，只是数值相等，所以用“=”连接，但绝不能说“物体所受合外力的冲量就是动量的增量” ，更不能说“动量等于物体所受合外力的冲量” ，所以、都是错误的，只有是正确的。答案: 。B命题解读：此题考查了动量、冲量的概念，以及物体所受合外力冲量与物体动量变化的关系，即动量定理。动量和冲量虽然单位“等效” ，但它们是不同的物理量，动量表示物体运动量的大小，即描述的是物体在某一时刻的运动效果，是一个状态量；而冲量则是力对时间的积累效果，对应于一段时间，冲量是一个过程量。至于动量定理，它解决了物体所受所有外力的合力对物体的冲量与此过程中物体总的动量变化之间的关系，尽管它们都是矢量，并且方向也相同，但一定要注意的是等号左右两边是两个不同的物理量，之所以用“=”连接，只是数值相等，仅此而已！5解析：物体的动量方向即是物体运动的速度方向，所以选项 A 正确；根据动量定理得：如果物体的速度发生变化，即动量发生变化，则合外力的冲量一定不为零，所以选项 B 正确；动量定理说明合外力冲量改变的是物体的动量，动量是一个矢量，可以是大小不变只是方向改变，所以动能可以不变，所以选项 C 错误；选项 D 正确；综上所述，本题的正确选项应该为 ABD。答案：ABD6.7解析：分析题意得到：图中线段 ABCD，即两个物体在摩擦力作用下匀减速运动的加速度相等，因为两个物体的质量相等，所以两个物体的合外力必定相等，撤去推力后，只有摩擦力作用，所以两个物体受到的摩擦力必定相等，所以选项 C 正确；选项 D 错误；从图中得到从推力作用开始后，b 物体运动的时间大于 a 物体运动的时间，即 b 物体受到的摩擦力的冲量大于 a 物体受到冲量，根据动量定理合外力的冲量等于动量的变化量，所以得到 b 物体受到 F2 的冲量大于 a 物体受到 F1 的冲量，所以选项 B 正确；选项 A 错误，综上所述，本题的正确选项应该为 BC。答案：BC8.解析：列车比车厢多行驶时间 ，就要多克服阻力对它的冲量 ，列车多ttgmM)(克服的冲量是由列车多出的动量 提供的，而列车多次出的动量 又是由列车的牵引力pp在时间 内对列车产生的冲量 造成的，于是有t Mgtm)(所以 tt命题解读：此题如果采用常规解法，即分别以列车和车厢为研究对象，对每一个研究对象都按其运动过程利用动量定理列式求解，可能要列出好多的方程，一是麻烦，再者也没有什么新意。上面的解法，把两者作为一个系统来考虑，只列出一个方程就顺利地解决了问题，9.解析：摆球重力为恒力，且时间 t 为单摆周期的 1/4，即 t=T/4= 所以gl2IGmg =0.210 069 Nsgl2105.2摆球所受合力为变力，不能直接用公式 IFt 计算，只能应用动量定理求之：F 合 tmv=m 0039 Nscosl答案：069 NS；0039 NS10.解析:小球从高处自由下落到软垫陷至最低点经历了两个过程，从高处自由下落到接触软垫前一瞬间，是自由下落过程，接触软垫前一瞬间速度由： ,求出ghvt2.smghvt /42接触软垫时受到软垫向上作用力 N 和重力 G(=mg)作用，规定向下为正，由动量定理：(mg-N)t=0-m tv故有：11.12.解析 a 自由下落,b 沿圆弧下滑 ,a 比 b 先到达 S,二者下落高度相同,由机械能守恒定律可知,二者到达 S 时速度大小相同,故动量不同,A 项正确.答案 A13.解析：运动员刚接触网时的速度大小为，方向向下。smghv /8/2.310211 刚离开网时的速度大小为，方向向上。s/10/.522运动员与网接触的过程中，设网对运动员的作用力大小为 ，并设向上为正方向，对F运动员由动量定理，则有12)(mvtgF则 tv12NN3105. 06.)8(614解析：此题考查的是动量及动量的增量（1）由 可得小球落地时的速度大小20tvgs2150m/s=25/t取向下为正，则小球落地时的动量，方向向下0125kgm/s25kg/spv （2）小球从抛出至落地动量的增量，方向向下0./s0.1(5)kgm/s4.0kg/st（3）小球落地时的竖直分速度为 ，则有 ， （此处 s 为竖直方向的位移分量）得：yv2y=20m/s，2102yvgs落地时的速度 20150m/s25/yv末 00tan53yv，则小球落地时的动量为，方向与水平方向的夹角 向下.12kg/s2.kg/spmv末 0抛出后，小球在水平方向动量变化 p0x在竖直方向动量变化 .1m/s2kg/symv所以 ，方向竖直向下2kg/xps15解析：小球在碰撞斜面前做平抛运动.设刚要碰撞斜面时小球速度为 v由题意， 的方向与竖直线的夹角为 30，且水平分量仍为 0，如右图v由此得 =2 0 碰撞过程中，小球速度由 变为反向的 碰撞时间极短，可不计重力的冲量，由动量定v.43v理，斜面对小球的冲量为mI)43(由、得 027v第二节 动量守恒定律考点知识梳理（一）相互作用的物体，如果不受外力或所受外力的合力为零，它们的总动量保持不变；不受外力；所受合外力为零；远大于；不受外力；合外力为2121vmvm零；远大于考能训练答案1解析：根据碰后两车连接在一起且向南滑行的情况，说明由两车组成的系统的总动量方向向南，包括碰前系统的总动量方向向南，所以碰前客车的动量（向南）应该大于卡车的动量（向北），有 ，即 150020kgm/s3000v 卡 kgm/s，解得 v 卡卡卡客客 vmv0。而 vb 大小和方向有以下三种情况：若aa时，则 vb 0 且 vb va；若 时，则 vb = 0；若00vaba 0maba时，则 vb 0 且 vb 与 va 的大小关系不能确定，大于、等于、小于都有可0maba能。爆炸后 a、b 均在同一高度开始做平抛运动，其运动的时间由高度决定，所以它们同时到达水平地面，故 B 正确。由于飞行的水平位移 x=vt，运动的时间 t 虽然相等，但水平初速度（即爆炸后 a、b 的水平速度）v 大小方向不能确定，故 C 错。在爆炸过程中，a、b受到的爆炸力是一对作用力与反作用力，作用时间相等，但方向相反，所以它们的冲量大小相等，方向相反，故 D 错。综上所述，本题的正确选项应该为 B。答案：B14.解析：本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。（1）设物块与小车的共同速度为 v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有m2102 设物块与车面间的滑动摩擦力为 F，对物块应用动量定理有02vt- 其中 g 解得 gmvt210代入数据得 s24.0t （2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度 v，则vmv2102 由功能关系有gL221201 代入数据解得 0v=5m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度 v0不能超过 5m/s。答案：（1）0.24s (2)5m/s15.解析：设 C 离开 A 时的速度为 vC，此时 A、B 的共同速度为 vA，对于 C 刚要滑上 A 和C 刚离开 A 这两个瞬间，由动量守恒定律知mCvC=(mA+mB)vA+mCvC (1)以后，物体 C 离开 A，与 B 发生相互作用从此时起，物体 A 不再加速，物体 B 将继续加速一段时间，于是 B 与 A 分离当 C 相对静止于物体 B 上时，C 与 B 的速度分别由 vC和 vA 变化到共同速度 v因此，可改选 C 与 B 为研究对象，对于 C 刚滑上 B 和 C、B 相对静止时的这两个瞬间，由动量守恒定律知mCvCm BvA（m B+mC)v (2)由(l)式，得mCvC=mCvC(m Am B)vA代入(2)式，mCvC(m A+mC)vA+mB