金版教程学年高中物理人教版选修35练习162 Word版含答案文档格式.docx
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C.不是匀变速直线运动
D.可能是匀速圆周运动
根据冲量I=Ft,在相等时间t内冲量I相同,说明作用在物体上的力F是恒力,因此物体做匀变速运动,其中包括匀变速直线运动和匀变速曲线运动,可见选项B正确,选项A和C是错误的。
物体做匀速圆周运动时,所受向心力大小恒定,但方向指向圆心,是变力,所以选项D也是错误的。
明确各类运动产生的条件是处理本题的基础。
B
3.某物体受到-2N·
s的冲量作用,则( )
A.物体原来的动量方向一定与这个冲量的方向相反
B.物体的末动量一定是负值
C.物体的动量一定减小
D.物体的动量增量一定与规定的正方向相反
由动量定理知合力的冲量等于物体动量的增量,负号表示与规定的正方向相反,故只有D正确。
D
4.如图所示,一个质量为2kg的物体放在水平地面上,在F=10N的拉力作用下保持静止状态,则在5s内以下各力冲量正确的是( )
A.拉力F的冲量为25
N·
s
B.摩擦力的冲量为25
C.重力的冲量为50N·
D.合力的冲量为50N·
拉力的冲量IF=Ft=50N·
s,重力的冲量IG=mgt=100N·
s,A、C错误;
因物体静止,合力为零,其冲量为零,D错误;
摩擦力Ff=Fcos30°
,其冲量IFf=Fcos30°
·
t=25
s,B正确。
5.在空中相同高度处以相同速率分别抛出质量相同的三个小球。
一个竖直上抛,一个竖直下抛,一个平抛,若不计空气阻力,从三个小球抛出到落地的过程中( )
A.三个球动量的变化量相同
B.下抛球和平抛球动量变化量相同
C.上抛球动量变化量最大
D.三个球落地时的动量相同
竖直上抛的物体飞行时间最长。
由动量定理有mgt=Δp,可知上抛球的动量变化量最大,C项正确。
C
6.古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。
若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为0.2s,则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )
A.1m/s B.1.5m/s
C.2m/sD.2.5m/s
根据题意建立模型,设兔子与树桩的撞击力为F,兔子撞击后速度为零,根据动量定理有Ft=mv,所以v=
≥
=gt=10×
0.2m/s=2m/s。
CD
7.如图所示,铁块压着一纸片放在水平桌面上,当以速度v抽出纸片后,铁块掉在地上的P点,其他条件不变,若以2v的速度抽出纸片,则铁块落地点( )
A.仍在P点
B.在P点左边
C.在P点右边不远处
D.在P点右边原水平位移两倍处
在这两种情况下,纸片运动的距离相同,所以抽出纸片的速度越大,需要的时间越短。
在抽出纸片的过程中,铁块所受的摩擦力均为滑动摩擦力,大小相等,根据动量定理得Ft=mv-0,时间越短,铁块获得的平抛初速度越小,平抛的水平距离越短,所以B正确。
8.一辆轿车强行超车时,与另一辆迎面驶来的轿车相撞,两车相撞后,两车车身因相互挤压,皆缩短了0.5m,据测算两车相撞前速度约为30m/s。
则:
(1)试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大?
(2)若此人系有安全带,安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s,求这时人体受到的平均冲力为多大?
(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止,位移为0.5m。
设运动的时间为t,根据x=
t,得t=
=
s。
根据动量定理Ft=Δp=mv0,
得F=
N=5.4×
104N。
(2)若人系有安全带,则F′=
N
=1.8×
103N。
(1)5.4×
104N
(2)1.8×
103N
9.A、B两物体分别在FA、FB作用下沿同一直线运动,如图所示表示它们的动量p随时间的变化规律。
设A、B两物体所受冲量大小分别为IA、IB,那么( )
A.FA>FB,方向相反B.FA>FB,方向相同
C.IA>IB,方向相同D.IA<IB,方向相反
由动量定理I=Ft=Δp,即F=
,再由题图可得:
FA>FB,且方向相反。
A
10.水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的a、b两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体的v-t图象分别如右图中OAB、OCD所示,图中AB∥CD,则( )
A.F1的冲量大于F2的冲量
B.F1的冲量等于F2的冲量
C.两物体受到的摩擦力大小相等
D.两物体受到的摩擦力大小不等
设F1、F2的作用时间分别为t1、t2,则由图知t1<
t2,当只有摩擦力Ff作用时,由AB∥CD知图线斜率相同,则加速度相同,由牛顿第二定律知,摩擦力Ff相同,故C选项正确,D选项错误;
对a,由动量定理得:
F1t1-Fft1=mvA;
对b同理可得:
F2t2-Fft2=mvC。
由图象知:
vA=vC,t1<
t2,mvA=mvC,所以F1t1-Fft1=F2t2-Fft2,因此,F2t2>
F1t1,即A、B选项均错。
11.如图所示,在倾角为30°
的足够长的光滑斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用。
力F可按图中(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正)。
已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3s末的速度,则这四个速度中最大的是( )
A.v1B.v2
C.v3D.v4
对物体应用动量定理:
(a)(-0.5mg-mgsin30°
)×
2+(0.5mg-mgsin30°
1=-mv1;
(b)(0.5mg-mgsin30°
1+(-mgsin30°
1+
(-0.5mg-mgsin30°
1=-mv2;
(c)(-mgsin30°
1+(-0.5mg-mgsin30°
2
=-mv3;
(d)(-0.5mg-mgsin30°
2+(mg-mgsin30°
1
=-mv4;
由以上式子得:
v1=2g,v2=1.5g,v3=2.5g,v4=1.5g,故选项C正确。
12.为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水面上升了45mm。
查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。
据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×
103kg/m3)( )
A.0.15PaB.0.54Pa
C.1.5PaD.5.4Pa
设圆柱形水杯的横截面积为S,则水杯中水的质量为
m=ρV=103×
45×
10-3S=45S,
由动量定理可得:
Ft=mv,而p=
,
所以p=
Pa=0.15Pa。
13.质量为0.5kg的弹性小球,从1.25m高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为0.8m,设碰撞时间为0.1s,g取10m/s2,求小球对地板的平均冲力。
解法一:
(分段法):
取小球为研究对象。
根据小球做自由落体和竖直上抛运动,可知
碰撞前的速度:
v1=
=5m/s,方向向下。
碰撞后的速度:
v2=
=4m/s,方向向上。
碰撞时小球受力情况如图所示,取竖直向上为正方向,根据动量定理:
(FN-mg)Δt=mv2-mv1
FN=
+mg
N+0.5×
10N=50N
由牛顿第三定律可知,小球对地板的平均冲力大小为50N,方向竖直向下。
解法二:
(全程法):
设支持力为FN,球下落、触地、上升时间分别为Δt1、Δt2、Δt3
小球下落时间Δt1=
=0.5s
小球与地板接触时间Δt2=0.1s
小球上升时间Δt3=
=0.4s
全程应用动量定理
FNΔt2-mg(Δt1+Δt2+Δt3)=0
解得FN=50N
由牛顿第三定律得,小球对地板的平均冲力大小为50N,方向竖直向下。
50N,方向竖直向下