考點規(guī)范練19動量動量定理動量守恒定律的理解一、單項選擇題1.質(zhì)量為0.2kg的球豎直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向,在小球與地面接觸的時間內(nèi),關(guān)于球動量變化量Δp和合外力對小球做的功W,下列說法正確的是(A.Δp=2kg·m/sW=2J B.Δp=-2kg·m/sW=C.Δp=0.4kg·m/sD.Δp=-0.4kg·2.質(zhì)量為m的木箱放置在光滑的水平地面上,在與水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由靜止開始運動,經(jīng)過時間t速度變?yōu)関,則在這段時間內(nèi)拉力F與重力的沖量大小分別為()A.Ft,0 B.Ftcosθ,0C.mv,mgt D.Ft,mgt3.如圖所示,甲木塊的質(zhì)量為m1,以v的速度沿光滑水平地面向前運動,正前方有一靜止的、質(zhì)量為m2的乙木塊,乙上連有一輕質(zhì)彈簧。甲木塊與彈簧接觸后()A.甲木塊的動量守恒B.乙木塊的動量守恒C.甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)動量守恒D.甲、乙兩木塊所組成的系統(tǒng)動能守恒4.在高臺跳水中,運動員從高臺向上躍起,在空中完成動作后進(jìn)入水中,在浮力作用下做減速運動,速度減為零后返回水面。設(shè)運動員在空中運動過程為Ⅰ,進(jìn)入水中做減速運動過程為Ⅱ。不計空氣阻力和水的阻力,則下述判斷錯誤的是()A.在過程Ⅰ中,運動員受到的沖量等于動量的改變量B.在過程Ⅰ中,運動員受到重力沖量的大小與過程Ⅱ中浮力沖量的大小相等C.在過程Ⅰ中,每秒鐘運動員動量的變化量相同D.在過程Ⅰ和過程Ⅱ中運動員動量變化的大小相等5.(2017·湖北黃岡模擬)一小球從水平地面上方無初速釋放,與地面發(fā)生碰撞后反彈至速度為零,假設(shè)小球與地面碰撞沒有機(jī)械能損失,所受空氣阻力大小不變,下列說法正確的是()A.上升過程中小球動量改變量等于該過程中空氣阻力的沖量B.小球與地面碰撞過程中,地面對小球的沖量為零C.下落過程中小球動能的改變量等于該過程中重力做的功D.從釋放到反彈至速度為零過程中小球克服空氣阻力做的功等于重力做的功6.靜止在湖面的小船上有兩個人分別向相反方向拋出質(zhì)量相同的小球,甲向左拋,乙向右拋,如圖所示,甲先拋、乙后拋,拋出后兩小球相對岸的速率相等,不計水的阻力,下列說法正確的是()A.兩球拋出后,船往左以一定速度運動,乙球受到的沖量大一些B.兩球拋出后,船往右以一定速度運動,甲球受到的沖量大一些C.兩球拋出后,船的速度為零,甲球受到的沖量大一些D.兩球拋出后,船的速度為零,兩球所受到的沖量相等二、多項選擇題7.對下列物理現(xiàn)象的解釋,正確的是()A.擊釘時,不用橡皮錘僅僅是因為橡皮錘太輕B.跳遠(yuǎn)時,在沙坑里填沙,是為了減小沖量C.易碎品運輸時,要用柔軟材料包裝,船舷常常懸掛舊輪胎,都是為了延長作用時間,減小作用力D.在車內(nèi)推車推不動,是因為合外力沖量為零8.(2017·山西運城模擬)兩個物體A、B的質(zhì)量分別為m1、m2,并排靜止在水平地面上,用同向水平拉力F1、F2分別作用于物體A和B上,作用一段時間后撤去,兩物體各自滑行一段距離后停止,A、B兩物體運動的速度—時間圖象分別如圖中圖線a、b所示,已知拉力F1、F2撤去后,物體做減速運動過程的速度—時間圖線彼此平行(相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出)。由圖中信息可以得出()A.若F1=F2,則m1小于m2B.若m1=m2,則力F1對物體A所做的功較多C.若m1=m2,則力F1對物體A的沖量與F2對B的沖量之比為4∶5D.若m1=m2,則力F1的最大瞬時功率一定是力F2的最大瞬時功率的2倍9.某同學(xué)質(zhì)量為60kg,在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以大小為2m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上,然后去執(zhí)行任務(wù),小船的質(zhì)量是140kg,原來的速度大小是0.5m/s,該同學(xué)上船后又跑了幾步,最終停在船上,若以人的運動方向為正方向,則(A.人和小船最終靜止在水面上B.該過程同學(xué)的動量變化量為-105kg·C.船最終的速度是0.D.船的動量變化量是105kg·m/s三、非選擇題10.質(zhì)量為1kg的物體靜止放在足夠大的水平桌面上,物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4。有一大小為5N的水平恒力F作用于物體上,使之加速前進(jìn),經(jīng)3s后撤去F。求物體運動的總時間(g取10m/s2)。11.如圖所示,有一半徑為R的半球形凹槽P,放在光滑的水平地面上,一面緊靠在光滑墻壁上,在槽口上有一質(zhì)量為m的小球,由A點靜止釋放,沿光滑的球面滑下,經(jīng)最低點B又沿球面上升到最高點C,經(jīng)歷的時間為t,B、C兩點高度差為0.6R,求:(1)小球到達(dá)C點的速度;(2)在t這段時間里,豎墻對凹槽的沖量。12.(2017·山東臨沂模擬)香港迪士尼游樂園入口旁有一噴泉,在水泵作用下鯨魚模型背部會噴出豎直向上的水柱,將站在沖浪板上的米老鼠模型托起,穩(wěn)定地懸停在空中,伴隨著音樂旋律,米老鼠模型能夠上下運動,引人駐足,如圖所示。這一景觀可做如下簡化,假設(shè)水柱以一定的速度從噴口豎直向上噴出,水柱的流量為Q(流量定義:在單位時間內(nèi)向上通過水柱橫截面的水的體積),設(shè)同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相同,沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積,保證所有水都能噴到?jīng)_浪板的底部。水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽略不計,沖擊沖浪板后,水在豎直方向的速度立即變?yōu)榱?在水平方向朝四周均勻散開。已知米老鼠模型和沖浪板的總質(zhì)量為m0,水的密度為ρ,重力加速度大小為g,空氣阻力及水的阻力均可忽略不計。(1)求噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量。(2)由于水柱頂部的水與沖浪板相互作用的時間很短,因此在分析水對沖浪板的作用力時可忽略這部分水所受的重力。試計算米老鼠模型在空中懸停時,水到達(dá)沖浪板底部的速度大小。(3)要使米老鼠模型在空中懸停的高度發(fā)生變化,需調(diào)整水泵對水做功的功率。水泵對水做功的功率定義為單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的動能。請根據(jù)第(2)問中的計算結(jié)果,推導(dǎo)沖浪板底部距離噴口的高度h與水泵對水做功的功率P0之間的關(guān)系式。##考點規(guī)范練19動量動量定理動量守恒定律的理解1.A解析取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞過程中動量的變化量:Δp=mv2mv1=0.2×4kg·m/s0.2×(6)kg·m/s=2由動能定理,合外力做的功:W=×0.2×42J×0.2×62J=2J。2.D解析力F的沖量就是F與時間t的乘積,即IF=Ft;重力的沖量就是重力與時間t的乘積,即IG=mgt。3.C解析兩木塊在光滑水平地面上相碰,且中間有彈簧,則碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒,機(jī)械能也守恒,故A、B錯誤,C正確;甲、乙兩木塊碰撞前、后機(jī)械能總量不變,但碰撞過程中有彈性勢能,故動能不守恒,只是機(jī)械能守恒,D錯誤。4.B解析在過程Ⅰ中,運動員只受重力,故重力的沖量一定等于動量的改變量,故A正確;由于在過程Ⅱ中人也會受到重力,故由動量定理可知,整體過程中重力的沖量等于過程Ⅱ中浮力的沖量大小,故B錯誤;在過程Ⅰ中,由于重力不變,運動員的加速度相同,在相同的時間內(nèi)運動員的速度變化量相同,故每秒運動員動量的變化量相同,故C正確;由題意知,過程Ⅰ中的末速度等于過程Ⅱ的初速度,而過程Ⅱ的末速度為零,故動量的變化的大小相等,故D正確。5.D解析根據(jù)動量定理可知,上升過程中小球動量改變量等于該過程中重力和空氣阻力的合力的沖量,選項A錯誤;小球與地面碰撞過程中,由動量定理得Ftmgt=mv2(mv1),可知地面對小球的沖量Ft不為零,選項B錯誤;小球下落過程中動能的改變量等于重力和空氣阻力做功的代數(shù)和,選項C錯誤;由能量守恒關(guān)系可知,從釋放到反彈至速度為零過程中小球克服空氣阻力做的功等于重力做的功,選項D正確。6.C解析設(shè)小船的質(zhì)量為m',小球的質(zhì)量為m,甲球拋出后,根據(jù)動量守恒定律有:mv=(m'm)v',v'的方向向右。乙球拋出后,規(guī)定向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律有(m'm)v'=mv(m'-2m)v″,解得v″=0。根據(jù)動量定理得,所受合力的沖量等于動量的變化,對于甲球,動量的變化量為mv,對于乙球,動量的變化量為mvmv',知甲球的動量變化量大于乙球的動量變化量,所以拋出時,人給甲球的沖量比人給乙球的沖量大,故7.CD解析擊釘時,不用橡皮錘是因為橡皮錘與釘子的作用時間長;跳遠(yuǎn)時,在沙坑里填沙,是為了延長人與地的接觸時間,所以A、B不正確;據(jù)動量定理Ft=Δp知,當(dāng)Δp相同時,t越長,作用力越小,故C正確;車能否移動或運動狀態(tài)能否改變?nèi)Q于外力的作用,與內(nèi)部作用無關(guān),所以D正確。8.ACD解析由斜率等于加速度知,撤去拉力后兩物體的速度圖象平行,故加速度大小相等,設(shè)為a,由牛頓第二定律得μ1m1g=m1a,μ2m2g=m2a,解得μ1=μ2=0.1,令μ1=μ2=μ,若F1=F2,對于m1,有F1μm1g=m1a1,解得m1=,同理m2=,由題圖可知a1>a2,則m1<m2,故A正確;若m1=m2,則滑動摩擦力Ff1=Ff2,由題圖可知,兩物體運動位移相同,滑動摩擦力對兩物體做功相同,由動能定理WFWf=0可知,力F1對物體A所做的功與力F2對物體B所做的功一樣多,故B錯誤;令m1=m2=m,由牛頓第二定律得F1μmg=ma1,解得F1=mg,同理F2=mg,這兩個力的沖量之比,9.BD解析人與船組成的系統(tǒng),對水平方向動量守恒,則以人運動的方向為正方向得:m1v1m2v2=(m1+m2)v,所以v=m/s=0.25m/s,與人的速度方向相同,故A、C錯誤;該過程同學(xué)的動量變化量為Δp1=m1vm1v1=60×(0.252)kg·m/s=-105kg·m/s,故B正確;船的動量變化量是Δp2=m2v(mv2)=140×(0.25+0.5)kg·m/s10.解析物體由開始運動到停止運動的全過程中,F的沖量為Ft1,摩擦力的沖量為Fft。選水平恒力F的方向為正方向,根據(jù)動量定理有Ft1Fft=0①又Ff=μmg②聯(lián)立①②式解得t=,代入數(shù)據(jù)解得t=3.75s。答案3.75s11.解析(1)題中沒給m',所以不能直接由動量求出。小球從A到B的過程中,凹槽P不動,對m有mgR=①小球從B到C的過程中,凹槽和球構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒(水平方向)和機(jī)械能守恒,所以有mvB=(m'+m)vC②(m'+m)+mg×0.6R③解①②③得小球到達(dá)C點的速度vC=0.4,方向水平向右。(2)豎直墻對凹槽的沖量等于系統(tǒng)在水平方向獲得的動量,所以有I=(m'+m)vC=mvB=m,方向水平向右。答案(1)0.4,方向水平向右(2)m,方向水平向右12.解析(1)設(shè)在很短時間內(nèi),從噴口噴出的水的體積為ΔV,質(zhì)量為Δm,水柱在噴口的初速度為v0,噴口的橫截面積為S。則Δm=ρΔV,ΔV=Sv0Δt=QΔt,解得單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為=ρQ;(2)設(shè)米老鼠模型和沖浪板在空中懸停時,水柱頂部的水