学教科版选修35 1.2 动量 作业（4）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-5 1.2 动量 作业（4）1将质量为m的物块b放在光滑的水平面上，质量为m的物块a叠放在物块b上，物块a与物块b间的动摩擦因素为，最初a、b静止在光滑的水平面上。从t=0时刻开始计时，并在物块b上施加一水平向右的推力，且推力随时间的变化规律为f=6t（n）。已知m=1kg、m=2kg、=0.2，重力加速度取g=10m/s2,假设a、b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）a. 物块a、b将要发生相对滑动时物块b的速度大小为1m/sb. t=s时刻物块a、b将要发生相对滑动c. t=0时刻到物块a、b将要发生相对滑动时物块b在水平面上滑动的距离为0.5md. t=0时刻到物块a、b将要发生相对滑动时推力对物块b的冲量大小为3ns2如图所示，圆弧轨道abc被竖直固定，其左端点a的切线沿竖直方向，圆心o与右端点c的连线与竖直方向夹角为=37。现将可视为质点的质量为m=0.5kg的小球从a点由静止释放，小球从c点冲出后，最终垂直打在右方的竖直墙上的d点（未画出），c端与墙壁的水平距离为l=4.8m，不计一切摩擦和阻力，g=10m/s2，则下列说法正确的是：a. 圆弧轨道的半径为6.25mb. 小球在轨道最低点b对轨道的压力大小为10nc. 从a到d的整个过程中，重力的功率先增加后减小d. 从c到d重力的冲量为3ns3关于动量的概念，下列说法中正确的是()a. 动量大的物体惯性一定大b. 动量大的物体运动得一定快c. 动量相同的物体运动方向一定相同d. 动量相同的物体速度小的惯性大4如图甲所示为一固定光滑足够长的斜面，倾角为30。质量为0.2kg的物块静止在斜面底端，t=0时刻，受到沿斜面方向拉力f的作用，取沿斜面向上为正方向，拉力f随时间t变化的图象如图乙所示，g=10ms2，则下列说法正确的是a. 6s末物块的速度为零b. 物块一直沿斜面向上运动c. 04s内拉力对物块做的功为20jd. 06s内拉力对物块的冲量为零5物体在运动过程中加速度不 为零，则下列说法正确的是( )a. 物体速度的大小一定随时间变化b. 物体速度的方向一定随时间变化c. 物体动能一定随时间变化d. 物体动量一定随时间变化6物体受到的冲量越大，则( )a. 它的动量一定越大b. 它的动量变化一定越快c. 它的动量的变化量一定越大d. 它所受到的作用力一定越大7放在水平面上质量为m的物体，用一水平力f推它，作 用时间t但物体始终没有移动，则这段时间内f对物体的冲量为( )a. 0 b. ft c. mgt d. 无法判断8如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条，发现杯子会出现滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落。对于这个实验，下列说法正确的是a. 缓慢拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较小b. 快速拉动纸条时，摩擦力对杯子的冲量较大c. 为使杯子不滑落，杯子与纸条的动摩擦因数尽量大一些d. 为使杯子不滑落，杯子与桌面的动摩擦因数尽量大一些9一质量为2kg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2m/sb. t=2s时物块的动量大小为4kgm/sc. 前3s内物块所受合外力的冲量大小为5nsd. t=4s时物块的速度为零10蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，一质量为50kg的运动员从1.8m高处自由下落到蹦床上，若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内蹦床对运动员的冲量大小为（取g=10m/s2，不计空气阻力）（ ）a. 400ns b. 300ns c. 200ns d. 100ns11如图所示，质量为1 kg的钢球从5 m 高处自由下落，又反弹到离地面3.2 m高处，若钢球和地面之间的作用时间为0.1 s，求钢球对地面的平均作用力大小(g取10 m/s2)12乒乓球是速度较快的球类运动项目，假设在某次比赛时，乒乓球飞来的速度大小为v，运动员将球以大小为4v的速度反向击回，乒乓球的质量为rn，乒乓球与球拍作用的时间为t，在运动员击球的过程中，求：（1）乒乓球动量的变化量.（2）乒乓球动能的变化量.（3）乒乓球所受的平均作用力13质量是50kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上后立即停下，与水泥桩的撞击时间是0.05s，撞击时铁锤对桩的平均冲击力有多大？（g=10m/s2）14如图所示，在光滑水平地面上，有一质量m1 = 4.0kg的平板小车，小车的右面有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧。位于小车上a点处的质量m2 = 1.0kg的木块（可视为质点）与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与a点左侧的车面之间的动摩擦因数=0.40，木块与a点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计。现小车与木块一起以v0 = 2.0m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1 = 1.0m/s的速度水平向左运动，取g=10m/s2。（1）求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；（2）若弹簧始终处于弹性限度内，求弹簧的最大弹性势能；（3）当m2第一次回到小车上a点时，求m1和m2的速度各是多大；（4）要使木块最终不从小车上滑落，则车面a点左侧粗糙部分的长度应满足什么条件？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1ad【解析】当ab保持相对静止时的最大加速度满足： ，解得am=2m/s2，此时对ab的整体：f=(m+m) am=6n，则根据f=6t可得t=1s；此过程中f的冲量为if=61ns=3 ns；对整体由动量定理：if=(m+m)v，解得v=1m/s，选项ad正确；由上述分析可知，当t=1s后物块a、b将要发生相对滑动，选项b错误；若两物体做匀加速运动，则当t=1s时速度为1m/s，此过程中的位移为0.5m，但是因为两物体做加速度增加的加速运动，则1s内的位移小于0.5m，选项c错误；故选ad.点睛：此题关键是知道两物体分离的条件，即当ab之间的摩擦力达到最大时，将要分离；同时要结合动量定理来求解速度大小.2ad【解析】设小球在c点的速度为v，令速度与水平方向夹角为，水平方向速度为vcos，竖直速度为vsin，到d点的时间为：t=vsing，则从c到d的过程中，有：vcosvsing=l，解得：v=10m/s，从a到c由机械能守恒定律得：mgrcos=12mv2，解得：r=6.25m，故a正确；从a到b由动能定理得：mgr=12mvb2，根据牛顿第二定律：fnbmg=mvb2r，解得：fnb=15n，由牛顿第三定律得小球对轨道的压力f nb =15n，故b错误；从a到b，重力功率先从0增加，再减小到0；从b到d，重力功率从0先增加，再减小到0，所以整个过程重力的功率比较复杂，故c错误；从c到d，运动的时间为t=vsing=0.6s，重力是恒力，所以重力的冲量为ig=mgt=3ns，故d正确。所以ad正确，bc错误。3cd【解析】惯性的大小只和物体的质量有关，根据可知动量大，质量不一定大，所以惯性不一定大，同理，动量大，速度不一定大，所以运动的不一定块，ab错误；动量是矢量，动量相同，即运动方向一定相同，c正确；动量相同的情况下，质量越大，速度越小，故动量相同的物体速度小的惯性大，d正确4ac【解析】在02s内，由牛顿第二定律可得f1mgsin30=ma1，解得a1=5m/s2，在24s内，由牛顿第二定律可得f2+mgsin30=ma2，解得a2=10m/s2，则物块在02s内向上匀加速直线运动，23s内向上匀减速直线运动，3s时减少为零，34s内向下匀加速直线运动，46s内向下匀减速直线运动，6s时速度减为零，a正确b错误；在t=4s时和t=2s时物块在同一位置，速度等大反向，所以04s内拉力对物块做的功等于02s内拉力对物块做的功s=12a1t2=10m，w=f1s=20j，c正确；06s内拉力对物块的冲量i=f1t1+f2t2=2412ns=6ns，d错误5d【解析】若加速度与速度方向恒垂直，则加速度只改变速度方向，不改变速度大小，即速度大小不变，该情况下，动能不变；若加速度与速度方向同向，则速度增大，方向恒定不变，abc错误；加速度不为零，速度一定发生变化，动量一定变化，d正确6c【解析】根据冲量定理可得，冲量越大，动量变化量一定越大，但动量、动量变化率不一定大，ab错误c正确；冲量大，有可能是作用时间比较长，所以受到的作用力不一定大，d错误7b【解析】由冲量的算式可知这段时间内f对物体的冲量为： ，b正确8d【解析】在快速抽动时，纸条与杯子作用时间短，则摩擦力产生的冲量要小，由i=p可知，杯子增加的动量较小，故笔帽几乎不动；缓慢拉动纸条时，杯子受到的冲量较大，故产生了较大的动量，则杯子随纸条移动；故ab错误；为使杯子不滑落，纸条对杯子的冲量尽量小一些，杯子与纸条的动摩擦因数尽量小一些，选项c错误；杯子与桌面的动摩擦因数较大时，杯子在桌面上做减速运动的加速度较大，则滑动的距离较小，则杯子不容易滑落，选项d正确；故选d.点睛：此题是用定量定理解释生活中的有关问题，杯子能否滑落桌面，主要是看动量的变化，即摩擦力的冲量以及脱离纸条后在桌面上滑行的距离.9b【解析】前2s，根据牛顿第二定律，得，则0-2s的速度规律为： ，当t=1s时，速率为1m/s，当t=2s时，速率为2m/s，则动量为，故a错误，b正确；前3s的冲量为，2-4s力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，得： ，则当t=4s时速度为1m/s，故cd错误；故选b。【点睛】从图象中得出力与时间之间的关系，再根据首先根据牛顿第二定律得出加速度，进而计算速度和动量根据求出冲量。10a【解析】设运动员自由下落到蹦床的速度为v，由机械能守恒得：mgh=12mv2，解得v=6m/s；运动员接触蹦床过程中，由动量定理得：mgt+in=0mv0，解得in=mvmgt=506ns50100.2ns=400ns，此过程中蹦床对运动员的冲量大小为400ns，方向竖直向上，故a正确，bcd错误；故选a。【点睛】由机械能守恒可求得运动员落到蹦床瞬间的速度；运动员落到最低点动量为零，则可求出动量的变化，再由动量定理可求得蹦床对运动员的冲量。11190n【解析】试题分析：由动能定理可以求出小球落地与反弹时的速度，然后由动量定理求出小球对地面的冲击力。钢球落到地面时的速度大小为v0=2gh1=10ms 反弹时向上运动的速度大小为vt=2gh2=8ms 分析钢球和地面的作用过程，取向上为正方向，因此有v0的方向为负方向，vt的方向为正方向，再根据动量定理得(fnmg)tmvt(mv0)， 代入数据解得fn190 n， 由牛顿第三定律知钢球对地面的平均作用力大小为190 n。点晴：熟练应用动能定理与动量定理可以正确解题，应用动量定理解题时，要注意正方向的选取。12（1）5mv（2）152mv2 （3）-5mvt 【解析】（1）选取初动量方向为正方向，则乒乓球的初动量：p=mv末动量：p=-m4v运动员击球过程中乒乓球动量的变化量：p=p-p=-4mv-mv=-5mv；负号表示动量变化的方向与初动量的方向相反（2）乒乓球的初动能ek=12mv2末动能ek=12m（4v）2乒乓球的动能的变化量ek=12mv（4v）2-12mv2=152mv2（3）由动量定理可知：ft=p乒乓球所受的作用力f=-5mvt 负号表示乒乓球所受的作用力的方向与初动量的方向相反点睛：本题考查动量定理的应用，要注意明确动量为矢量，在求解动量的变化时要注意明确正方向，同时注意动量的变化量一定为末动量减去初动量1310500n【解析】根据运动学公式得：铁锤碰前的速度为v=2gh=10m/s 取向下为正，对铁锤由动量定理得：mgft=0mv代入数据解得：f=10500n由牛顿第三定律可得，铁锤对桩的作用力：f=f=10500n14（1）12kgm/s（2）3.6j（3）-0.2m/s；2.8m/s ；1m/s（4）0.90m【解析】（1）以v1的方向为正方向，则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为p=m1v1-m1（-v0）=12kgm/s （2）小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度相等，此时弹簧的弹性势能最大，此过程中，二者组成的系统动量守恒，设弹簧压缩至最短时，小车和木块的速度大小为v，根据动量守恒定律有：m1v1-m2v0=（m1+m2）v解得v=0.40m/s设最大的弹性势能为ep，根据机械能守恒定律可得ep=12m1v12+12m2v02-12（m1+m2）v2解得ep=3.6j（3）由动量守恒：m1v1-m2v0=m1v3+m2v2 12m1v12+12m2v02=12m1v32+12m2v22得v3=-0.2m/s v2=2.8m/s v3=1m/s v2=-2m/s （舍去）