
1.質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上,如圖所示,經(jīng)時(shí)間t,下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)( )
A.重力對(duì)物體的沖量大小為mgtcs θ
B.支持力對(duì)物體的沖量大小為零
C.摩擦力對(duì)物體的沖量大小為mgtcs θ
D.合力對(duì)物體的沖量大小為零
【答案】D
【解析】根據(jù)沖量的定義知,重力對(duì)物體的沖量大小為mgt,A錯(cuò)誤;對(duì)物體進(jìn)行受力分析可知支持力大小FN=mgcs θ,則支持力對(duì)物體的沖量大小為mgcs θ·t,B錯(cuò)誤;摩擦力Ff=mgsin θ,所以摩擦力對(duì)物體的沖量大小為mgtsin θ,C錯(cuò)誤;因物體靜止,合力為零,則合力對(duì)物體的沖量大小為零,D正確.
2.物體受到如圖所示的恒力F的作用,在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t內(nèi)()
A.重力的沖量大小一定為為
B.拉力沖量的大小為Ftcsθ
C.支持力沖量的大小為mgt
D.合力的沖量水平向右
【答案】D
【解析】根據(jù)沖量的定義可得,重力的沖量是mgt,故A錯(cuò)誤;根據(jù)沖量的定義可得,拉力的沖量為Ft,故B錯(cuò)誤;同理支持力的沖量FNt,而重力大于支持力,所以大小不等于mgt,故C正確;物體的合力水平向右,故合力的沖量水平向右,D正確。故選D。
3.下列關(guān)于沖量的說(shuō)法中正確的是( )
A.物體受到很大的沖力時(shí),其沖量一定很大
B.當(dāng)力與位移垂直時(shí),該力的沖量為零
C.不管物體做什么運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)重力的沖量相同
D.只要力的大小恒定,在相同時(shí)間內(nèi)的沖量就恒定
【答案】C
【解析】沖量是力與時(shí)間的乘積,是矢量,力大,沖量不一定大,A錯(cuò)誤;沖量是力對(duì)時(shí)間的累積,和力與位移是否垂直無(wú)關(guān),B錯(cuò)誤;不管物體做什么運(yùn)動(dòng),在相同時(shí)間內(nèi)重力的沖量相同,C正確;力的大小恒定,其相同時(shí)間內(nèi)沖量方向不一定相同,D錯(cuò)誤。
4.如圖所示,質(zhì)量為m的小滑塊沿傾角為θ的斜面向上滑動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t1速度變?yōu)榱闳缓笥窒禄?,?jīng)過(guò)時(shí)間t2回到斜面底端,滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小始終為Ff,重力加速度為g。在整個(gè)過(guò)程中,重力對(duì)滑塊的總沖量為( )
A.mgsin θ(t1+t2) B.mgsin θ(t1-t2)
C.mg(t1+t2) D.0
【答案】C
【解析】根據(jù)沖量的定義式I=Ft,可知重力對(duì)滑塊的沖量應(yīng)為重力乘作用時(shí)間,所以IG=mg(t1+t2),C正確。
考點(diǎn)二 動(dòng)量定理
5.將物體水平拋出,在物體落地前(不計(jì)空氣阻力)( )
A.動(dòng)量的方向不變
B.動(dòng)量變化量的方向時(shí)刻在改變
C.相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量相同
D.相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量越來(lái)越大
【答案】C
【解析】做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在落地前速度的方向不斷變化,故動(dòng)量的方向變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;動(dòng)量變化量等于重力的沖量,故動(dòng)量變化量的方向不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)量定理,相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量等于mgt,故相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量相同,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
6.同一人以相同的力量跳遠(yuǎn)時(shí),跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,這是由于( )
A.人跳在沙坑的動(dòng)量比跳在水泥地上的小
B.人跳在沙坑的動(dòng)量變化量比跳在水泥地上的小
C.人跳在沙坑受到的沖量比跳在水泥地上的小
D.人跳在沙坑受到的沖力比跳在水泥地上的小
【答案】D
【解析】人落地瞬間的速度是一定的,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;初動(dòng)量是一定的,最后靜止,末動(dòng)量一定,人的動(dòng)量變化量是一定的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由動(dòng)量定理可知人受到的沖量等于人的動(dòng)量變化量,所以?xún)煞N情況下人受到的沖量相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;落在沙坑里力作用的時(shí)間長(zhǎng),落在水泥地上力作用的時(shí)間短,根據(jù)動(dòng)量定理,在動(dòng)量變化量一定的情況下,時(shí)間t越長(zhǎng),則受到的沖力F越小,故選項(xiàng)D正確。
7.(2020·重慶市萬(wàn)州第一中學(xué)高一期末)交通管理法規(guī)規(guī)定:騎摩托車(chē)必須戴好頭盔,這樣做的目的是保護(hù)交通事故中的車(chē)手,理由是( )
A.減小頭部的沖量,起到安全作用
B.延長(zhǎng)頭部與硬物接觸時(shí)間,從而減小沖力,起到保護(hù)作用
C.減小頭部的速度變化使人安全
D.減小頭部的動(dòng)量變化量,起到安全作用
【答案】B
【解析】戴和不戴頭盔,頭部的速度變化相同,則動(dòng)量變化量相同,根據(jù)動(dòng)量定理可知受到的沖量也相同,而戴頭盔能夠延長(zhǎng)頭部與硬物接觸時(shí)間,根據(jù)FΔt=Δp可知,可以減小沖力,從而起到保護(hù)作用,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
8.(2020·如皋市高二上調(diào)研)運(yùn)動(dòng)員揮拍將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出。如果網(wǎng)球被球拍擊打前、后瞬間速度的大小分別為v1、v2,v1與v2方向相反,且v2>v1。重力影響可忽略,則此過(guò)程中球拍對(duì)網(wǎng)球作用力的沖量( )
A.大小為m(v2+v1),方向與v1方向相同
B.大小為m(v2+v1),方向與v2方向相同
C.大小為m(v2-v1),方向與v1方向相同
D.大小為m(v2-v1),方向與v2方向相同
【答案】B
【解析】以v1的方向?yàn)檎较?,則球拍對(duì)網(wǎng)球作用力的沖量為I=-mv2-mv1=-m(v1+v2),則沖量的大小為m(v1+v2),方向與v1方向相反,與v2方向相同,選項(xiàng)B正確。
9.質(zhì)量為1 kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其速度-時(shí)間圖像如圖所示,則物體在前10 s內(nèi)和后10 s內(nèi)所受合外力的沖量分別是( )
A.10 N·s,10 N·s B.10 N·s,-10 N·s
C.0,10 N·s D.0,-10 N·s
【答案】D
【解析】由題圖可知,在前10 s內(nèi)初、末狀態(tài)的動(dòng)量相同,p1=p2=5 kg·m/s,由動(dòng)量定理知I1=0;在后10 s內(nèi)末狀態(tài)的動(dòng)量p3=-5 kg·m/s,由動(dòng)量定理得I2=p3-p2=-10 N·s,故D正確。
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10.(2020·全國(guó)卷Ⅰ)行駛中的汽車(chē)如果發(fā)生劇烈碰撞,車(chē)內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿(mǎn)氣體。若碰撞后汽車(chē)的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零,關(guān)于安全氣囊在此過(guò)程中的作用,下列說(shuō)法正確的是( )
A.增加了司機(jī)單位面積的受力大小
B.減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量
C.將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車(chē)的動(dòng)能
D.延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積
【答案】D
【解析】汽車(chē)劇烈碰撞瞬間,安全氣囊彈出,立即跟司機(jī)身體接觸.司機(jī)在很短時(shí)間內(nèi)由運(yùn)動(dòng)到靜止,動(dòng)量的變化量是一定的,由于安全氣囊的存在,作用時(shí)間變長(zhǎng),據(jù)動(dòng)量定理Δp=FΔt知,司機(jī)所受作用力減??;又知安全氣囊打開(kāi)后,司機(jī)受力面積變大,因此減小了司機(jī)單位面積的受力大??;碰撞過(guò)程中,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.綜上可知,選項(xiàng)D正確。
11.(2020·河北石家莊二中高二上月考)質(zhì)量為m的物體以初速度v0開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t,下降的高度為h,速度變化為v,在這段時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量變化量的大小不可能是(重力加速度為g)( )
A.m(v-v0) B.mgt
C.meq \r(v2-v02) D.meq \r(2gh)
【答案】A
【解析】根據(jù)動(dòng)量定理,物體動(dòng)量的變化量應(yīng)該等于末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差,而不是代數(shù)差,A不可能;由動(dòng)量定理I合=Δp知Δp=mgt,B可能;Δp=mΔv=mvy=meq \r(v2-v02)=meq \r(2gh),C、D可能,故選A。
12.質(zhì)量為0.2 kg的球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向,在小球與地面接觸的時(shí)間內(nèi),關(guān)于球所受合外力的沖量I和合外力對(duì)小球做的功W,下列說(shuō)法正確的是( )
A.I=2 kg·m/s W=-2 J
B.I=-2 kg·m/s W=2 J
C.I=0.4 kg·m/s W=-2 J
D.I=-0.4 kg·m/s W=2 J
【答案】A
【解析】取豎直向上為正方向,則小球與地面碰撞過(guò)程中合外力的沖量等于動(dòng)量的變化量,I=Δp=mv2-mv1=0.2×4 kg·m/s-0.2×(-6) kg·m/s=2 kg·m/s,方向豎直向上;由動(dòng)能定理知,合外力對(duì)小球做的功W=eq \f(1,2)mv22-eq \f(1,2)mv12=-2 J,故A正確。
13.如圖所示,一鐵塊壓著一紙條放在水平桌面上,當(dāng)以速度v抽出紙條后,鐵塊掉到地面上的P點(diǎn),若以速度2v抽出紙條,則鐵塊落地點(diǎn)( )
A.仍在P點(diǎn)B.在P點(diǎn)左側(cè)
C.在P點(diǎn)右側(cè)不遠(yuǎn)處D.在P點(diǎn)右側(cè)原水平位移的兩倍處
【答案】B
【解析】以速度2v抽出紙條時(shí),紙條對(duì)鐵塊的作用時(shí)間變短,而紙條對(duì)鐵塊的作用力相同,故與以速度v抽出相比,紙條對(duì)鐵塊的沖量I減小,鐵塊獲得的動(dòng)量減小,平拋的初速度減小,水平射程減小,故落在P點(diǎn)左側(cè),選項(xiàng)B正確。
14.一質(zhì)量為0.5 kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5 m的位置B處是一面豎直墻,如圖所示。物塊以v0=9 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng),在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止。g取10 m/s2.
(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)若碰撞時(shí)間為0.05 s,求碰撞過(guò)程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F;
(3)碰撞后物塊克服摩擦力做的功。
【答案】(1)0.32 (2)130 N (3)9 J
【解析】(1)由動(dòng)能定理,有-μmgs=eq \f(1,2)mv2-eq \f(1,2)mv02
可得μ=0.32。
(2)選碰后物塊運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?,由?dòng)量定理,有FΔt=mv′-mv,可得F=130 N。
(3)由動(dòng)能定理得,碰撞后物塊克服摩擦力做的功W=eq \f(1,2)mv′2=9 J。
15.如圖所示,用0.5 kg的鐵錘豎直把釘子釘進(jìn)木頭里,打擊時(shí)鐵錘的速度大小為4.0 m/s。如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?,打擊的作用時(shí)間是0.01 s,那么:
(1)不計(jì)鐵錘受的重力,鐵錘釘釘子時(shí),釘子受到的平均作用力是多少?
(2)考慮鐵錘受的重力,鐵錘釘釘子時(shí),釘子受到的平均作用力又是多少?(g取10 m/s2)
【答案】(1)200 N,方向豎直向下 (2)205 N,方向豎直向下
【解析】(1)以鐵錘為研究對(duì)象,不計(jì)鐵錘重力時(shí),只受釘子的作用力,方向豎直向上,設(shè)為F1,取豎直向上為正,由動(dòng)量定理可得F1t=0-mv
所以F1=eq \f(-0.5×?-4.0?,0.01) N=200 N,方向豎直向上。
由牛頓第三定律知,釘子受到的平均作用力大小為200 N,方向豎直向下。
(2)若考慮鐵錘重力,設(shè)此時(shí)鐵錘受釘子的作用力為F2,取豎直向上為正,對(duì)鐵錘應(yīng)用動(dòng)量定理得
(F2-mg)t=0-mv
F2=eq \f(-0.5×?-4.0?,0.01) N+0.5×10 N=205 N,方向豎直向上。
由牛頓第三定律知,釘子受到的平均作用力大小為205 N,方向豎直向下。
16.(2020·防城港市防城中學(xué)期中)一輛轎車(chē)以30 m/s的速度行駛時(shí),與另一輛迎面駛來(lái)的貨車(chē)相撞,相撞后兩車(chē)均停下來(lái),已知作用時(shí)間為0.025 s。求:
(1)車(chē)禍中轎車(chē)內(nèi)質(zhì)量m=60 kg的人受到的平均沖力的大?。?br>(2)若此人系有安全帶,安全帶在車(chē)禍過(guò)程中與人體的作用時(shí)間是1 s,則這種情況下人受到的平均沖力與不系安全帶時(shí)人受到的平均沖力之比。
【答案】(1)7.2×104 N (2)1∶40
【解析】(1)設(shè)人受到的平均沖力大小為F,以轎車(chē)原來(lái)速度的方向?yàn)檎较?br>根據(jù)動(dòng)量定理有-Ft=0-mv0
解得F=7.2×104 N
(2)若人系有安全帶,同理可得
F′=eq \f(mv0,t′)=1.8×103 N
則F′∶F=1∶40
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