高中物理选择性必修一第1章 6

第一章6A组·基础达标1．(多选)从某时刻开始人从船头走向船尾．设水的阻力不计，那么在这段时间内关于人和船的运动情况，下列判断正确的是()A．人匀速行走，船匀速后退，两者速度的大小与它们的质量成反比B．人加速行走，船加速后退，而且加速度的大小与它们的质量成反比C．人走走停停，船退退停停，两者的动量总和总是为零D．当人从船头走到船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离【答案】ABC【解析】由动量守恒定律和牛顿第三定律知A、B、C正确．2．(多选)一只青蛙，蹲在置于水平地面上的长木板一端，并沿板的方向朝另一端跳，在下列情况下，青蛙一定不能跳过长木板的是()A．木板上表面光滑而下表面粗糙B．木板上表面粗糙而底面光滑C．木板上、下表面都粗糙D．木板上、下表面都光滑【答案】AD【解析】只要上表面光滑，则青蛙一定不能跳过长木板，故A、D正确．3．下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是() A．码头边轮胎的保护作用 B．章鱼在水中前行和转向 C．运载火箭发射过程 D．草地上的喷灌装置的自动旋转【答案】A【解析】码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，A正确；章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，B错误；火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动，C错误；喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，D错误，故选A．4．质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧(不拴接)，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上，如图所示．若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边水平距离为()A．eq\f(s,2) B．eq\r(2)sC．s D．eq\f(\r(2),2)s【答案】D【解析】挡板挡住A球时，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，有Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，挡板撤走后，弹性势能两球平分，则有Ep＝2×eq\f(1,2)mvB′2，由以上两式解得vB′＝eq\f(\r(2),2)vB，又因为B球落地时间不变，D正确．5．一艘小船静止在平静的湖面上，船前舱有一抽水机，抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱，不计水的阻力．在船的前后舱隔开和不隔开两种情况下，船的运动情况分别为()A．向前匀速，不动 B．向后匀速，不动C．不动，向后匀速 D．不动，向前匀速【答案】A【解析】不计水的阻力，则系统动量守恒，系统总动量为零，用一水泵把前舱的水抽往后舱，水的速度向后，水的动量向后，前后舱隔开时，由于系统总动量为零，则船的动量向前，在抽水过程中，船的速度向前，船向前匀速运动；前后舱不隔开的时候，系统初状态动量为零，由动量守恒定律可知，抽水过程船的速度为零，船静止不动，故A正确，B、C、D错误．6．一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器通过喷气而获得动力，下列关于喷气方向的说法正确的是()A．探测器加速运动时，向后喷射B．探测器加速运动时，竖直向下喷射C．探测器匀速运动时，竖直向下喷射D．探测器匀速运动时，不需要喷射【答案】C【解析】探测器在加速运动时，因为受月球引力的作用，喷气所产生的推力一方面要平衡月球的引力，另一方面还要提供加速的动力，则应沿着后下方某一个方向喷气，故A、B错误；探测器在匀速运动时，因为受月球引力的作用，喷气产生的推力只需要平衡月球的引力即可(竖直向下喷气)，故C正确，D错误．7．假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是()A．向后踢腿B．手臂向后甩C．在冰面上滚动D．脱下外衣水平抛出【答案】D【解析】以人作为整体为研究对象，向后踢腿或手臂向前甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故A、B错误；因为是完全光滑的水平冰面，没有摩擦力，人是滚不了的，故C错误；把人和外衣视为一整体，这个整体动量为0，人给外衣一个速度，动量总量不变，所以人也可以有一个反向的速度，可以离开冰面，故D正确．8．质量为m、半径为R的小球，放在半径为3R、质量为3m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上．当小球从如图所示的位置(两球心在同一水平面上)无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是()A．eq\f(R,2) B．eq\f(12R,5)C．eq\f(R,4) D．eq\f(3R,4)【答案】A【解析】由于水平面光滑，系统水平方向上动量守恒，则任意时刻小球的水平速度大小为v1，大球的水平速度大小为v2，由水平方向动量守恒有mv1＝3mv2，若小球达到最低点时，小球的水平位移为x1，大球的水平位移为x2，则eq\f(x1,x2)＝eq\f(v1,v2)＝eq\f(3m,m)＝3，由题意知x1＋x2＝3R－R＝2R，上式联立解得大球移动的距离是x2＝eq\f(R,2)，故A正确，B、C、D错误．9．质量M＝200kg，长b＝10m的平板车静止在光滑的水平面上，车上有一个质量为50kg的人，人由静止开始从平板车左端走到右端，求此过程中，车相对地面的位移大小为()A．2m B．3mC．4m D．6m【答案】A【解析】设车相对地面向左的位移大小为x，则由动量守恒定律可得m(b－x)－Mx＝0，解得x＝2m，A正确．B组·能力提升10．(多选)如图所示，可视为质点且质量均为1kg的甲、乙两物体紧靠着放在水平地面，物体甲与左侧地面间的动摩擦因数为0.3，物体乙右侧地面光滑．两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离瞬间物体乙的速度大小为3m/s，重力加速度g取10m/s2.则()A．炸药爆炸后，两物体分离瞬间物体甲的速度大小为3m/sB．甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量为18JC．从分离到甲物体停止运动，经过的时间为4sD．甲、乙两物体分离2s时，两物体之间的距离为7.5m【答案】AD【解析】炸药爆炸后，设分离瞬间物体甲的速度大小为v1，物体乙的速度大小v2＝3m/s，对甲、乙两物体组成的系统由动量守恒定律得mv1＝mv2，解得甲、乙两物体速度大小v1＝v2＝3m/s，故A正确；由能量守恒得E＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，联立可得：甲、乙两物体分离瞬间获得的总能量E＝9J，故B错误；甲、乙两物体分离后，甲物体向左匀减速滑行，对甲受力分析，根据牛顿第二定律μmg＝ma，得a＝μg＝3m/s2，根据运动学公式，从分离到甲物体停止运动，经过的时间t1＝eq\f(v1,a)＝1s，故C错误；物体甲运动的位移x1＝eq\f(v1,2)t1＝1.5m，物体乙运动2s内的位移x2＝v2t＝6m，故甲、乙两物体分离2s时，两物体之间的距离d＝x1＋x2＝7.5m，故D正确．11．质量M＝40kg的平板车置于光滑的水平地面上，车上有一质量m＝50kg的人，车的上表面距离地面高h＝0.8m，初始时人和车都静止．现在人以v0＝2m/s的水平速度从车的右边缘向右跳出，不计空气阻力，g取10m/s2.求：(1)人跳离车后车的速度大小；(2)人跳车过程人做了多少功；(3)人刚落地时距离平板车右边缘的水平距离．【答案】(1)2.5m/s(2)225J(3)1.8m【解析】(1)人跳车的过程，水平方向系统所受的合外力为零，人和车水平方向动量守恒，mv0＝Mv1，可得车获得的速度v1＝2.5m/s.(2)人跳车的过程，人的内力做功，把生物能转化为车和人的动能，由能量守恒可得W＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得W＝225J.(3)人跳离车后做平抛运动，竖直方向h＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝0.4s，则人落地时距离车右端的水平距离s＝(v0＋v1)t＝1.8m.课后篇巩固提升必备知识基础练1.(多选)水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,则()A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何相等时间内,动量变化的方向都是竖直向下C.在任何相等时间内,动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率为零解析做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得Δp=mg·Δt,因为在相等的时间内动量的变化量Δp相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的变化率恒定,故选项A、B、C正确,D错误。答案ABC2.(湖南边城高级中学高二开学考试)研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40m/s,假设打一次喷嚏大约喷出5×10-5m3的空气,用时约0.02s。已知空气的密度为1.3kg/m3,估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为()A.0.13N B.0.68N C.2.6N D.13N解析打一次喷嚏喷出的空气质量为m=ρV=1.3×5×10-5kg=6.5×10-5kg,设打一次喷嚏喷出的空气受到的平均作用力为F,根据动量定理得FΔt=mv,解得F=mvΔt=6.5×10-5×400.02N=0.13N,根据牛顿第三定律可得人受到的平均反冲力为F'=F=0答案A3.物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动,如图甲所示。A的质量为m,B的质量为M,将连接A、B的绳烧断后,物体A上升经某一位置时的速度大小为v,这时物体B的下落速度大小为u,如图乙所示,在这段时间里,弹簧弹力对物体A的冲量等于()A.mv B.mv-MuC.mv+Mu D.mv+mu解析从绳被烧断到B的速度为u,对B物体,由动量定理得,Mgt=Mu,对A物体,有IF-mgt=mv,得IF=mgt+mv=mu+mv。选项D正确。答案D4.(山东诸城高二期中)在粗糙的水平面上静止一个质量为1.5kg的物体,从t=0时刻受到水平向右拉力F的作用,从静止开始做直线运动,拉力F随时间的变化如图所示,物体与地面的动摩擦因数为0.4,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:(1)在0~6s时间内拉力F的冲量;(2)物体在t=6s时的速度大小。解析(1)F-t图像的面积表示F的冲量,0~6s内IF=12×(3+9)×4N·s+12×(6+9)×2N·s=39方向水平向右。(2)物体受到的最大静摩擦力为Ff=μmg=6N由题图可得,t=2s时拉力等于最大静摩擦力,物体开始滑动,在2~6s内拉力和摩擦力的冲量分别为IF'=12×(6+9)×2N·s+12×(6+9)×2N·s=30If=-Fft=-24N·s设t=6s时的速度为v,由动量定理可知I合=IF'+If=mv-0解得v=4m/s。答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s关键能力提升练5.(黑龙江哈尔滨三中高二期末)为估算雨水对伞面产生的平均撞击力,小明在大雨天将一长方体笔筒置于露台,测得1分钟内杯中水位上升了40mm,当时雨滴竖直下落,速度约为10m/s。若雨滴撞击伞面后沿着伞面流下,雨水的密度约为1×103kg/m3,伞面的面积约为0.8m2,据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力为(雨水重力可忽略)()A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N解析在一分钟时间内,撞到伞上的水的质量m=ρhS=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,根据动量定理可知撞击力F=mvt=32×1060=5N,根据牛顿第三定律可知,雨水对伞的平均冲击力为5N,D正确,A、答案D6.(多选)质量为m1、m2的两物体,分别受到不同的恒力F1、F2的作用,由静止开始运动,下列说法正确的是()A.若在相同位移内它们动量变化相同,则FB.若在相同位移内它们动量变化相同,则FC.若在相同时间内它们动能变化相同,则FD.若在相同时间内它们动能变化相同,则F解析物体从静止开始运动,则其初动量、初动能都为0;动量、动能变化相同,则其末动量、末动能相同。若在相同位移内它们动量变化相同,由动能定理Fs=12mv2-0=p22m,得F∝1m,即F1F2=m2m1,选项A错、B对;若在相同时间内它们动能变化相同,由动量定理Ft=mv-0=2m答案BD7.质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4,有一大小为5N的水平恒力F作用于