【物理】2020届一轮复习人教版　动量、冲量、动量定理课时作业 10页

‎2020届一轮复习人教版 　动量、冲量、动量定理 课时作业 ‎1.(冲量)(2017·广东中山西区期中)质量为m的木箱放置在光滑的水平地面上,在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始运动,经过时间t速度变为v,则在这段时间内拉力F与重力的冲量大小分别为(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.Ft,0 B.Ftcos θ,0‎ C.mv,mgt D.Ft,mgt 答案D 解析力F的冲量就是F与时间t的乘积,即IF=Ft;重力的冲量就是重力与时间t的乘积,即IG=mgt。‎ ‎2.(动量、动能的变化量)质量为0.2 kg的球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球动量变化量Δp和合外力对小球做的功W,下列说法正确的是(　　)‎ A.Δp=2 kg·m/s　W=-2 J B.Δp=-2 kg·m/s　W=2 J C.Δp=0.4 kg·m/s　W=-2 J D.Δp=-0.4 kg·m/s　W=2 J 答案A 解析取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞过程中动量的变化量Δp=mv2-mv1=0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6) kg·m/s=2 kg·m/s,‎ 方向竖直向上。由动能定理,合外力做的功W=×0.2×42 J-×0.2×62 J=-2 J。‎ ‎3.(冲量、动能变化量的比较)(2017·北京顺义区统考)如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中(　　)‎ A.两小球所受重力做功相同 B.两小球所受合外力的冲量相同 C.两小球到达斜面底端所用时间相同 D.两小球到达斜面底端时动能不同 答案A 解析小球沿光滑的斜面下滑,设斜面倾角为θ,高为h,则有加速度a=gsin θ,位移x=,根据匀变速直线运动有x=at2=gt2sin θ,运动时间t=,两个斜面高度相同而倾角不同,所以运动时间不同,选项C错误。沿斜面运动的小球所受合力为mgsin θ,所以合力的冲量I=mgtsin θ=mg,虽然冲量大小相等,但是冲量是矢量,由于倾角不同,则合力方向不同,所以合外力冲量不同,选项B错误。重力做功与路径无关,与高度有关,所以重力做功相同,选项A正确。根据动能定理,小球下滑过程只有重力做功,而且做功相等,‎ 所以到达斜面底端时动能相同,选项D错误。‎ ‎4.(多选)(动量定理的理解及应用)(2017·贵州平坝县月考)对下列物理现象的解释,正确的是(　　)‎ A.击钉时,不用橡皮锤仅仅是因为橡皮锤太轻 B.跳远时,在沙坑里填沙,是为了减小冲量 C.易碎品运输时,要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间,减小作用力 D.在车内推车推不动,是因为合外力冲量为零 答案CD 解析击钉时,不用橡皮锤是因为橡皮锤与钉子的作用时间长;跳远时,在沙坑里填沙,是为了延长人与地的接触时间,所以A、B不正确;据动量定理Ft=Δp知,当Δp相同时,t越长,作用力越小,故C正确;车能否移动或运动状态能否改变取决于外力的作用,与内部作用力无关,所以D正确。‎ ‎5.(动量定理的理解及应用)(2017·重庆九龙坡区一模)水平恒定推力F1和F2分别作用于在水平面上原来静止且质量相等的a、b两物体上,作用一段时间后撤去推力,由于惯性,物体将继续运动一段时间后才能停下,两物体的v-t图象如图所示,已知图中线段AB∥CD,则(　　)‎ A.a物体受到的摩擦力小于b物体受到的摩擦力 B.a物体受到的摩擦力大于b物体受到的摩擦力 C.F1的冲量大于F2的冲量 D.F1的冲量小于F2的冲量 答案D 解析AB与CD平行,说明推力撤去后两物体的加速度相同,而撤去推力后物体的合力等于摩擦力,根据牛顿第二定律可知,两物体受到的摩擦力大小相等,故A、B错误;根据动量定理,对整个过程研究得F1t1-FftOB=0,F2t2-FftOD=0,由题图看出,tOBM2，则v1>v2‎ B．若F1＝F2，M1v2‎ C．若F1>F2，M1＝M2，则v1>v2‎ D．若F1v2‎ 答案　BD 解析　设物块质量为m，木板质量为M，长为L，物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，在水平力F作用下，经过时间t，物块恰滑过木板，分离时物块的速度v，木板的速度v′，木板通过的位移s，物块通过的位移为s＋L。则有(F－f)t＝mv，ft＝Mv′，对物块由动能定理(F－f)(s＋L)＝mv2，v2＝2(s＋L)，对木板由动能定理fs＝Mv′2，v′2＝2s。由此可得：＝＝，s＝ ‎。因此，分离时木板的速度v′＝ ，其中F>f。可知，M增大或F增大时，速度v′都变小，B、D正确。‎ 二、非选择题(本题共2小题，共30分)‎ ‎11. [2017·湖南岳阳模拟](10分)在光滑水平面上有一质量为m＝4 kg的物体，它受到如图所示随时间变化的水平拉力作用，物体从静止开始运动，物体在10 s末的速度大小为多大？若它与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.1,10 s末物体速度的大小又为多大？(g取10 m/s2)‎ 答案　2.5 m/s　0‎ 解析　物体在光滑水平面上运动时，根据动量定理有F1t1－F2t2＝mv，代入数据得v＝2.5 m/s；若水平面粗糙，前5 s内拉力大于滑动摩擦力，根据动量定理(F1－μmg)t1＝mv1，设再经过t2时间使该速度v1减为零，则－(F2＋μmg)t2＝0－mv1，解得t2＝ s，而在速度减到零后，力F2＝3 N已经不能再拉动物体，以后的速度都为零，所以10 s末物体速度仍旧是0。‎ ‎12. [2017·山东临沂模拟](20分)香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉，在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱，将站在冲浪板上的米老鼠模型托起，稳定地悬停在空中，伴随着音乐旋律，米老鼠模型能够上下运动，引人驻足，如图所示。这一景观可做如下简化，假设水柱以一定的速度从喷口竖直向上喷出，水柱的流量为Q ‎(流量定义：在单位时间内向上通过水柱横截面的水的体积)，设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同，冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积，保证所有水都能喷到冲浪板的底部。水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计，冲击冲浪板后，水在竖直方向的速度立即变为零，在水平方向朝四周均匀散开。已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为m0，水的密度为ρ，重力加速度大小为g，空气阻力及水的阻力均可忽略不计。‎ ‎(1)求喷泉单位时间内喷出的水的质量；‎ ‎(2)由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短，因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力。试计算米老鼠模型在空中悬停时，水到达冲浪板底部的速度大小；‎ ‎(3)要使米老鼠模型在空中悬停的高度发生变化，需调整水泵对水做功的功率。水泵对水做功的功率定义为单位时间内从喷口喷出的水的动能。请根据笫(2)问中的计算结果，推导冲浪板底部距离喷口的高度h与水泵对水做功的功率P0之间的关系式。‎ 答案　(1)ρQ　(2)　(3)h＝－ 解析　(1)设在很短时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV，质量为Δm，水柱在喷口的初速度为v0，喷口的横截面积为S。‎ 则Δm＝ρΔV，ΔV＝Sv0Δt＝QΔt，解得单位时间内从喷口喷出的水的质量为＝ρQ。‎ ‎(2)设米老鼠模型和冲浪板在空中悬停时，水柱顶部的水冲击冲浪板底面速度由v变为0，对板的作用力的大小为F′‎ ‎，板对水的作用力的大小为F，以向下为正方向，不考虑水柱顶部水的重力，根据动量定理有FΔt＝0－(Δm)(－v)，根据牛顿第三定律F＝F′。‎ 由于米老鼠模型在空中悬停，有F′＝m0g，联立可解得v＝。‎ ‎(3)设米老鼠模型和冲浪板悬停时其底面距离喷口的高度为h，对于单位时间内喷出的水，根据机械能守恒定律(或运动学公式)得 (Δm)v2＋(Δm)gh＝(Δm)·v，‎ 水泵对水做功的功率为P0＝＝，‎ 联立解得h＝－。‎