学人教版选修35 16.2动量和动量定理 作业（5）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-5 16.2动量和动量定理 作业（5）1类比是一种常用的研究方法，我们在直线运动的教学中，由v-t图线和横轴围成的面积求位移的大小从而推出位移公式，借鉴此方法分析下列说法中不正确的是a. 由f-t(力-时间)图线和横轴围成的面积数值上等于对应时间内力的冲量b. 由f-s(力-位移)图线和横轴围成的面积数值上等于对应位移内力所做的功c. 由u-i(电压-电流)图线和横轴围成的面积数值上等于对应的电流变化过程中的电功率d. 由i-t(电流-时间)图线和横轴围成的面积数值上等于对应时间内通过导体的电量2一质量为1kg的物块在合外力f的作用下从静止开始沿直线运动，f随时间t变化的图线如图所示，则a. t=1s时物块的速率为1m/sb. t=2时物块的动量大小为2kgm/sc. t=3s时物块的动量大小为3kgm/sd. t=4s时f的功率为3w3质量为m，带电量为q的粒子，以速度v垂直射入磁感强度大小为b的匀强磁场中，在t时间内得到的冲量大小为mv，所用时间t为（）a. b. c. d. 4如图所示，用一棋子压着一纸条，放在水平桌面上接近边缘处。第一次慢拉纸条将纸条抽出，棋子掉落在地上的p点。第二次快拉将纸条抽出，棋子掉落在地上的n点。两次现象相比（ ）a. 第一次棋子的惯性更小 b. 第二次棋子受到纸条的摩擦力更小c. 第一次棋子受到纸条的冲量更小 d. 第二次棋子离开桌面时的动量更小5如图所示，竖直平面内有一半圆槽，a、c等高，b为圆槽最低点，小球从a点正上方o点静止释放，从a点切入圆槽，刚好能运动至c点。设球在在ab段和bc段运动过程中，运动时间分别为t1、t1，合外力的冲量大小为i1、i2，则a. t1t2 b. t1=t2 c. i1i2 d. i1=i26如图所示，水平面上固定有间距为1m的平行光滑导轨，磁感应强度为1t的匀强磁场方向竖直向下。导体棒ab的质量为1kg、电阻为2；cd 的质量为2kg、电阻为1。开始时ab静止，cd棒以6m/s的初速度向右运动，经过t4s，棒ab、cd的运动开始稳定。运动过程中两棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，其它电阻不计。以下分析正确的是（ ） 达到稳定前ab 棒做匀加速运动，cd棒做匀减速运动 整过程回路中产生焦耳热q=12j 在t时间内通过ab棒电量q=8c 在t时间内abcd围成的回路面积增加量为s=12m2a. b. c. d. 7如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨mn、pq处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为l，导轨的右端接有阻值为r的电阻。一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以一定初速度向左运动，它先后通过位置a、b后，到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为b，金属棒通过a、b处的速度分别为va、vb，a、b间的距离等于b、c间的距离，导轨的电阻忽略不计。下列说法中正确的是（ ）a. 金属棒运动到a处时的加速度大小为b2l2vamrb. 金属棒运动到b处时通过电阻的电流方向由n指向qc. 金属棒在ab过程与bc过程中通过电阻的电荷量相等d. 金属棒在a处的速度va是其在b处速度vb的2倍8一质量为0.5kg的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，现给物块一水平方向的外力f，f随时间t变化的图像如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度为g=10m/s2，则a. t=1s时物块的动量大小为2kgm/sb. t=1.5s时物块的动量大小为1kgm/sc. t=623s时物块的速度为零d. 在34s的时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小9如图所示，质量为m的长木板b放在光滑的水平面上，质量为14m的木块a放在长木板的左端，一颗质量为116m的子弹以速度v0射入木块并留在木块中，当木块滑离木板时速度为18v0，木块在木板上滑行的时间为t，则下列说法正确的是a. 木块获得的最大速度为15v0b. 木块滑离木板时，木板获得的速度大小为38v0c. 木块在木板上滑动时，木块与木板之间的滑动摩擦力大小为3mv0128td. 木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减小的动能10质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的a点，距离a点5m的位置b处是一面墙，如图所示，物块以v0=9m/s的初速度从a点沿ab方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止碰撞时间为0.05s，g取10m/s2则（ ）a. 物块与地面间的动摩擦因数=0.12b. 墙面对物块平均作用力的大小130nc. 碰撞后物块还能向左运动的时间为2sd. 物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功为9j11弹射座椅( eject1 on seat),是飞行员使用的座椅型救生装置。在飞机失控时,依靠座椅上的动力(喷气发动机)装置将飞行员弹射到高空,然后张开降落伞使飞行员安全降落。某次实验中,在地面上静止的战斗机内,飞行员按动弹射按钮,座椅(连同飞行员)在喷气发动机的驱动下被弹出打开的机舱,座椅沿竖直方向运动,5s末到达最高点,上升的总高度为112.5m。在最高点时降落伞打开,飞行员安全到达地面。已知座椅(连同飞行员等)的总重量为100kg,弹射过程中发动机对座椅的推力竖直向上且恒定,不考虑发动机质量的变化及空气阻力,取g=10m/s2,求:(1)发动机对座椅推力的值；(2)发动机对座椅冲量的大小。12如图所示，斜面倾角=37，静止在斜面上的木板ab的质量m=2.5kg，木板a端距斜面底端的距离l=1.6m，木板与斜面间的动摩擦因数=0.25。释放木板的同时，另一质量m=1kg的光滑小球在某一高度以初速度v0=6m/s开始做平抛运动，小球恰好垂直打在木板上并以原速率反向弹回。小球与木板撞击时间极短且小球受到的弹力远远大于其重力，重加速度g=10m/s2 (sin37=0.6,cos37=0.8)。求：(1)小球与木板撞击时，木板运动的位移大小；(2)木板a端运动到斜面底端时，木板的速度大小。13如图所示，固定点o上系一长l=0.6m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的b点接触但对平台无压力，平台高h=0.80m，一质量m=2.0kg的物块开始静止在平台上的p点，现对m施予一水平向右的瞬时冲量，物块m沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘b处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点a时，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而m落在水平地面上的c点，其水平位移s=1.2m，不计空气阻力g=10m/s2求：（1）质量为m物块落地时速度大小？（2）若平台表面与物块间动摩擦因数=0.7，物块m与小球初始距离s1=2.0m，物块m在p处所受水平向右的瞬时冲量大小为多少？14质量为m的铅球，从高h处自由下落（忽略空气阻力），落至松软地面后经t静止试求：落地过程中地面对铅球的平均作用力大小？15质量为的钢球自高处自由落下，与地面碰撞后竖直向上弹回，碰撞时间秒，钢球反弹的最大高度为 取在碰撞过程中，求：（1）钢球将要落地时的速率多大?（2）钢球受到地面的平均冲力的大小为多少?试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】f-t图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于ft，即力的冲量，故图象与横轴围成的面积等于对应时间内力的冲量，选项a正确；f-s图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于fs，即力的功，故图象与横轴围成的面积等于对应位移内力做的功，选项b正确；由u-i（电压-电流）图线，根据公式p=ui可知，根据u与i的坐标值的乘积，求出对应电流做功的功率，故c错误；根据q=it，得由i-t（电流-时间）图线和横轴围成的面积可以求出对应时间内通过导体横截面的电量。故d正确；此题选择不正确的选项，故选c.点睛：本题关键明确在x-y坐标系中，图线和横轴围成的面积为：s=xy；将x-y换成具体的物理量分析即可得出结论例如可以根据此方法求解功、速度改变量等2c【解析】前2s内物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度，t=1s时物块的速率，a错误；t=2s时物块的速率，动量大小为，b错误；物块在24s内做匀减速直线运动，加速度，t=3s时物块的速率，动量大小为，选项c正确t=4s时物块速度，则此时f的功率为， ，选项d错误；故选c.点睛：本题考查了牛顿第二定律的简单运用，熟悉公式即可，并能运用牛顿第二定律求解加速度。另外要学会看图，从图象中得出一些物理量之间的关系。此题还可以尝试用动量定理解答，更简单快捷.3d【解析】试题分析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，能根据动量定理求得速度矢量的变化大小，由矢量合成与分解求解速度转过的角度从而由圆周运动求出运动的时间由题意知粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子速度大小不变，只改变速度方向，根据动量定理可得，粒子在时间内得到的冲量大小为，可得粒子动量变化的大小也为，即速度变化的大小为，根据矢量合成有如图所示，根据几何关系有，粒子速度转过的角度为，所以粒子在磁场中运动的时间为，d正确4d【解析】a、两次拉动中棋子的质量没变，故其惯性不变，故a错误；b、因为正压力不变，故纸带对棋子的摩擦力没变，故b错误；c、因为快拉时作用时间变短，故摩擦力对棋子的冲量变小了，第二次棋子受到纸条的冲量更小，故c错误；d、由动量定理可以知道，第二次棋子离开桌面时合外力的冲量减小，则棋子离开桌面时的动量变小，故d正确；故选d。【点睛】分析棋子质量及受力的变化，明确惯性及摩擦力是否变化，再根据冲量的定义明确冲量的变化，由动量定理可以知道其动量的变化。5c【解析】ab、小球刚开始自由落体,到达c点速度大小为零,由受力分析小球在bc阶段一直减速,则小球在ab阶段平均速率大于bc阶段,两段弧长相等,所以t1i2,所以c选项是正确的,d错误.故选c点睛：从a到c速度越来越小,ab段平均速率大于bc段平均速率,两段路程相等,从而可比较时间;根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化,从而比较合外力的冲量大小.6d【解析】达到稳定前，ab 棒加速运动，cd棒减速运动，两棒产生的感应电动势e=bl（vcd-vab）逐渐减小，回路电流逐渐减小，两棒受到的安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，故错误； 当两棒一起以相同的速度做匀速运动时达到稳定状态，设此时它们的速度大小为v，则根据动量守恒定律得mcdv0=(mab+mcd)v得，v=4m/s，根据能量守恒定律得：整个过程回路中产生的焦耳热q=12mcdv0212(mab+mcd)v2=12j，故正确；通过两棒电流相等，电量也相等，对ab棒：根据动量定理得：blit=mabv 又电量q=it，联立得q=4c，故错误；根据动量定理得：blit=mabv，根据欧姆定律i=bl(vcdvab)rab+rcd，s=l(vcdvab)t，联立得：s=12m2，故正确。 s=l(vcdvab)t 故选：d7c【解析】a. 金属棒运动到a处时,有e=blva,i=e/（r+r）,安培力：f=bil= b2l2var+r,由牛顿第二定律得加速度：a=f/m=b2l2vam(r+r)，故a错误；b. 金属棒运动到b处时，由右手定则判断知，通过电阻的电流方向由q指向n，故b错误；c. 金属棒在ab过程中,通过电阻的电荷量q1=it=er+rt=abr+r,同理,在bc的过程中,通过电阻的电荷量q2=bcr+r,由于ab=bc,可得q1=q2.故c正确；d. 在bc的过程中,对金属棒运用动量定理得：b2l2vr+rt=0mvb,而vt=lbc,同理,在ac的过程中,对金属棒运用动量定理得：b2l2vr+rt=0mva,而vt=lac ,因lac=2lbc,因此va=2vb，故d错误。故选：c.8bcd【解析】01s内，根据牛顿第二定律得：f-mg=ma1，解得：a1=2m/s2，则1s末的速度为：v1=at=2m/s，1s末物块的动量大小为：p1=mv1=0.52kgm/s=1kgm/s，故a错误；12s内，因为 f=mg=1n，所以物体做匀速运动，t=1.5s时物块的速度为v1，所以1.5s末物块的动量大小为：p2=mv1=0.52kgm/s=1kgm/s，故b正确；设t时刻物块的速度为零，由动量定理得：if-mgt=0-0，图象在2-4s内方程为：f=0.5t-2（n），根据f-t图象与t轴所围的面积表示冲量，可得：if=21+11+1+0.5t22t2，联立解得：t=623s，故c正确；因为t=623s，在2-3s内，所以在3s4s的时间内，物块静止，随着f的减小，物块受到的摩擦力逐渐减小，故d正确。所以bcd正确，a错误。9ac【解析】对子弹和木块a系统，根据动量守恒定律：116mv0=(116m+14m)v1，解得v1=15v0，选项a正确；木块滑离木板时，对木板和木块（包括子弹）系统：116mv0=(116m+14m)18v0+mv2，解得v2=3128v0，选项b错误；对木板，由动量定理：ft=mv2，解得f=3mv0128t，选项c正确；由能量守恒定律可知，木块在木板上滑动时，因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减少的动能与木板增加的动能之差，选项d错误；故选ac.点睛：此题是动量守恒定律即能量守恒定律的应用问题；关键是要把三个物体相互作用的过程分成两个过程：子弹打木块和木块在木板上滑动；搞清两个过程中能量之间的转化关系.10bd【解析】对a到b的过程，运用动能定理得：mgx12mv1212mv02，代入数据解得=0.32，故a错误。小物块与墙碰撞前后瞬间，根据动量定理得：ft=mv2-mv1；平均作用力为：f=mv2mv1t0.560.5(7)0.05n=130n，故b正确。物块向左运动过程中加速度的大小为：a=g=3.2m/s2，则物块还能向左运动的时间为：t=v2a63.2s1.875s，故c错误。根据动能定理得物块在反向运动过程中克服摩擦力为：wf12mv22120.536j=9j，故d正确。故选bd.点睛：本题考查了动能定理、动量定理和牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，当涉及力在空间上的积累，优先考虑运用动能定理，当涉及力在时间上的积累，优先考虑运用动量定理11（1） (2) 【解析】解：（1）设座椅上升的最大速度为，有运动学关系可得设发动机作用时间为，座椅的加速度，发动机的推力为n，减速过程的时间为解得(2)设发动机对座椅冲量为解得121.28；2m/s【解析】（1）由题意得vy=v0tan=8m/s t=vyg=0.8s 由牛顿第二定律可得mgsinmgcos=ma x=12at2 解得x=1.28m （2）设小球与木板ab