2019-2020學(xué)年高考物理 主題1 動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律 2 動(dòng)量和動(dòng)量定理學(xué)案(必修1)
《2019-2020學(xué)年高考物理 主題1 動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律 2 動(dòng)量和動(dòng)量定理學(xué)案(必修1)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高考物理 主題1 動(dòng)量與動(dòng)量守恒定律 2 動(dòng)量和動(dòng)量定理學(xué)案(必修1)(13頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2 動(dòng)量和動(dòng)量定理 [學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求] 物理觀念:1.理解動(dòng)量的概念及其矢量性,會(huì)計(jì)算一維情況下的動(dòng)量變化量.2.理解沖量的概念,知道沖量是矢量;理解動(dòng)量定理及其表達(dá)式. 科學(xué)思維:1.通過自主和合作探究,推導(dǎo)動(dòng)量定理的表達(dá)式.2.能夠利用動(dòng)量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象和進(jìn)行有關(guān)計(jì)算. 一、動(dòng)量 1.動(dòng)量 (1)定義:物體的質(zhì)量和速度的乘積. (2)公式:p=mv,單位:kg·m/s. (3)動(dòng)量的矢量性:動(dòng)量是矢(填“矢”或“標(biāo)”)量,方向與速度的方向相同,運(yùn)算遵循平行四邊形定則. 2.動(dòng)量的變化量 (1)物體在某段時(shí)間內(nèi)末動(dòng)量與初動(dòng)量的矢量差,Δp=p′-p(矢量式
2、). (2)動(dòng)量始終保持在一條直線上時(shí)的運(yùn)算:選定一個(gè)正方向,動(dòng)量、動(dòng)量的變化量用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示,從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算,此時(shí)的正、負(fù)號(hào)僅表示方向,不表示大小. 二、動(dòng)量定理 1.沖量 (1)定義:力和力的作用時(shí)間的乘積. (2)公式:I=Ft. (3)沖量是過程(填“過程”或“狀態(tài)”)量,求沖量時(shí)一定要明確是哪一個(gè)力在哪一段時(shí)間內(nèi)的沖量. (4)沖量是矢(填“矢”或“標(biāo)”)量,若是恒力的沖量,則沖量的方向與該恒力的方向相同. (5)沖量的作用效果:使物體的動(dòng)量發(fā)生變化. 2.動(dòng)量定理 (1)內(nèi)容:物體在一個(gè)過程始末的動(dòng)量變化量等于它在這個(gè)過程中所受力的沖量.
3、 (2)表達(dá)式:mv′-mv=Ft或p′-p=I. 1.判斷下列說法的正誤. (1)動(dòng)量相同的物體,運(yùn)動(dòng)方向一定相同.( √ ) (2)一個(gè)物體的動(dòng)量改變,它的動(dòng)能一定改變.( × ) (3)一個(gè)物體的動(dòng)能改變,它的動(dòng)量一定改變.( √ ) (4)若物體在一段時(shí)間內(nèi),其動(dòng)量發(fā)生了變化,則物體在這段時(shí)間內(nèi)受到的合外力一定不為零.( √ ) (5)物體受到的合力的沖量越大,它的動(dòng)量變化量一定越大.( √ ) 2.(2018·甘肅會(huì)寧四中高二第二學(xué)期期中)在一條直線上運(yùn)動(dòng)的物體,其初動(dòng)量為8kg·m/s,它在第一秒內(nèi)受到的沖量為-3N·s,第二秒內(nèi)受到的沖量為5N·s,它在第二秒末
4、的動(dòng)量為( ) A.10 kg·m/s B.11 kg·m/s C.13 kg·m/s D.16 kg·m/s 答案 A 解析 根據(jù)動(dòng)量定理得:p-mv0=Ft,則p=Ft+mv0=(-3+5+8) kg·m/s=10 kg·m/s,故選A. 一、對動(dòng)量及其變化量的理解 在激烈的橄欖球賽場上,一個(gè)較瘦弱的運(yùn)動(dòng)員攜球奔跑時(shí)迎面碰上了高大結(jié)實(shí)的對方運(yùn)動(dòng)員,自己卻被碰倒在地,而對方卻幾乎不受影響……,這說明運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的效果不僅與速度有關(guān),而且與質(zhì)量有關(guān). (1)若質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員(包括球)以5m/s的速度向東奔跑,他的動(dòng)量是多大?方向如何?當(dāng)他以恒定的速率做曲線運(yùn)動(dòng)
5、時(shí),他的動(dòng)量是否變化? (2)若這名運(yùn)動(dòng)員與對方運(yùn)動(dòng)員相撞后速度變?yōu)榱悖膭?dòng)量的變化量多大?動(dòng)量的變化量的方向如何? 答案 (1)動(dòng)量是300kg·m/s 方向向東 做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)他的動(dòng)量變化了,因?yàn)樗俣确较蜃兞? (2)300kg·m/s 方向向西 1.動(dòng)量p=mv,是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量恒定的速率,是矢量,其方向與運(yùn)動(dòng)物體的速度方向相同. 2.物體動(dòng)量的變化Δp=p′-p是矢量,其方向與速度變化的方向相同,在合力為恒力的情況下,物體動(dòng)量的變化的方向也與物體加速度的方向相同,即與物體所受合外力的方向相同. 3.關(guān)于動(dòng)量變化量的求解 (1)若初、末動(dòng)量在同一直線上,則在選定
6、正方向的前提下,可化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算. (2)若初、末動(dòng)量不在同一直線上,運(yùn)算時(shí)應(yīng)遵循平行四邊形定則. 例1 一小孩把一質(zhì)量為0.5kg的籃球由靜止釋放,釋放后籃球的重心下降高度為0.8m時(shí)與地面相撞,反彈后籃球的重心上升的最大高度為0.2m,不計(jì)空氣阻力,取重力加速度為g=10m/s2,求地面與籃球相互作用的過程中: (1)籃球的動(dòng)量變化量; (2)籃球的動(dòng)能變化量. 答案 (1)3kg·m/s,方向豎直向上 (2)減少了3J 解析 籃球與地面相撞前瞬間的速度為v1==m/s=4 m/s,方向向下,籃球反彈時(shí)的初速度v2==m/s=2 m/s,方向向上.規(guī)定豎直向下為正方向,籃
7、球的動(dòng)量變化量為Δp=(-mv2)-mv1=-0.5×2kg·m/s-0.5×4 kg·m/s=-3 kg·m/s. 即籃球的動(dòng)量變化量大小為3kg·m/s,方向豎直向上. 籃球的動(dòng)能變化量為ΔEk=mv22-mv12=×0.5×22J-×0.5×42J=-3J 即動(dòng)能減少了3J. 動(dòng)量與動(dòng)能的區(qū)別與聯(lián)系 1.區(qū)別:動(dòng)量是矢量,動(dòng)能是標(biāo)量,質(zhì)量相同的兩物體,動(dòng)量相同時(shí)動(dòng)能一定相同,但動(dòng)能相同時(shí),動(dòng)量不一定相同. 2.聯(lián)系:動(dòng)量和動(dòng)能都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量,大小關(guān)系為Ek=或p=. 二、動(dòng)量定理 1.動(dòng)量定理的推導(dǎo) 如圖1所示,一個(gè)質(zhì)量為m的物體(與水平面無摩擦)在水
8、平恒力F作用下,經(jīng)過時(shí)間t,速度從v變?yōu)関′. 圖1 物體在這個(gè)過程中的加速度a= 根據(jù)牛頓第二定律F=ma 可得F=m 整理得:Ft=m(v′-v)=mv′-mv 即Ft=mv′-mv=Δp. 2.對動(dòng)量定理的理解 (1)動(dòng)量定理反映了合外力的沖量是動(dòng)量變化的原因. (2)動(dòng)量定理的表達(dá)式Ft=mv′-mv是矢量式,運(yùn)用動(dòng)量定理解題時(shí),要注意規(guī)定正方向. (3)公式中的F是物體所受的合外力,若合外力是均勻變化的力,則F應(yīng)是合外力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值. 3.動(dòng)量定理的應(yīng)用 (1)定性分析有關(guān)現(xiàn)象. ①物體的動(dòng)量變化量一定時(shí),力的作用時(shí)間越短,力就越大,反之力就越小
9、. ②作用力一定時(shí),力的作用時(shí)間越長,動(dòng)量變化量越大,反之動(dòng)量變化量就越小. (2)應(yīng)用動(dòng)量定理定量計(jì)算的一般步驟. →→ 例2 如圖2所示,用0.5kg的鐵錘豎直把釘子釘進(jìn)木頭里,打擊時(shí)鐵錘的速度為4.0m/s.如果打擊后鐵錘的速度變?yōu)?,打擊的作用時(shí)間是0.01s,那么: 圖2 (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10m/s2) 答案 (1)200N,方向豎直向下 (2)205N,方向豎直向下 解析 (1)以鐵錘為研究對象,不計(jì)鐵錘重力時(shí),只受釘子的作用力,方
10、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=-N=200N,方向豎直向上. 由牛頓第三定律知,釘子受到的平均作用力為200N,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,對鐵錘應(yīng)用動(dòng)量定理,取豎直向上為正. (F2-mg)t=0-mv F2=-N+0.5×10N=205N,方向豎直向上. 由牛頓第三定律知,釘子受到的平均作用力為205N,方向豎直向下. 在用動(dòng)量定理進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)注意: (1)列方程前首先選取正方向; (2)分析速度時(shí)一定要選取同一參考系,一般選地面為參考系; (3)公式中的沖量應(yīng)是合外力的沖
11、量,求動(dòng)量的變化量時(shí)要嚴(yán)格按公式,且要注意動(dòng)量的變化量是末動(dòng)量減去初動(dòng)量. 針對訓(xùn)練1 (2018·沂南高二下學(xué)期期中)質(zhì)量為55kg的建筑工人,不慎從高空靜止落下,由于彈性安全帶的保護(hù),他最終靜止懸掛在空中.已知彈性安全帶的緩沖時(shí)間為1.1s,安全帶長為5m,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2,則安全帶所受的平均沖力的大小為( ) A.1100NB.1050N C.550ND.200N 答案 B 解析 工人下落過程為自由落體運(yùn)動(dòng),安全帶被拉直瞬間工人的速度為: v0==m/s=10 m/s; 取人為研究對象,在人和安全帶相互作用的過程中,人受到重力mg和安全帶的拉力F,取豎直向上為
12、正方向,由動(dòng)量定理得:Ft-mgt=0-(-mv0),所以F=mg+=550 N+ N=1050N 根據(jù)牛頓第三定律知,安全帶所受的平均沖力大小為1050N,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤. 例3 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 人落地前的速度是一定的,初動(dòng)量是一定的,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;落地后靜止,末動(dòng)量一定,人的動(dòng)量變化是一定的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由動(dòng)量定理可知人
13、受到的沖量等于人的動(dòng)量變化,所以兩種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,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)量變化一定的情況下,時(shí)間t越長,則受到的沖力F越小,故選項(xiàng)D正確. 利用動(dòng)量定理解釋現(xiàn)象的問題主要有三類: (1)Δp一定,t短則F大,t長則F小. (2)F一定,t短則Δp小,t長則Δp大. (3)t一定,F(xiàn)大則Δp大,F(xiàn)小則Δp小. 針對訓(xùn)練2 (多選)對下列幾種物理現(xiàn)象的解釋,正確的是( ) A.擊釘時(shí),不用橡皮錘僅僅是因?yàn)橄鹌ゅN太輕 B.用手接籃球時(shí),手往往向后縮一下,是為了減小沖量 C.易碎品運(yùn)輸時(shí),要用柔軟材料包裝,船
14、舷常常懸掛舊輪胎,都是為了延長作用時(shí)間以減小作用力 D.在車內(nèi)推車推不動(dòng),是因?yàn)檐?包括人)所受合外力的沖量為零 答案 CD 解析 擊釘時(shí),不用橡皮錘是因?yàn)橄鹌ゅN與釘子的作用時(shí)間長,作用力??;用手接籃球時(shí),手往后縮一下,是為了延長作用時(shí)間以減小作用力,所以A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)動(dòng)量定理F·t=Δp知,當(dāng)Δp相同時(shí),t越長,作用力越小,故C項(xiàng)正確;車能否移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能否改變?nèi)Q于所受的合外力,與內(nèi)部作用無關(guān),所以D項(xiàng)正確. 1.(動(dòng)量與動(dòng)量的變化)(2018·北京東城區(qū)期末)如圖3所示,質(zhì)量為m的足球在離地高h(yuǎn)處時(shí)速度剛好水平向左,大小為v1,守門員此時(shí)用手握拳擊球,使球以大小為v2的速
15、度水平向右飛出,手和球作用的時(shí)間極短,重力加速度為g,則( ) 圖3 A.擊球前后球動(dòng)量改變量的方向水平向左 B.擊球前后球動(dòng)量改變量的大小是mv2-mv1 C.擊球前后球動(dòng)量改變量的大小是mv2+mv1 D.球離開手時(shí)的機(jī)械能不可能是mgh+mv12 答案 C 解析 規(guī)定水平向右為正方向,擊球前球的動(dòng)量p1=-mv1,擊球后球的動(dòng)量p2=mv2,擊球前后球動(dòng)量改變量的大小是Δp=p2-p1=mv2+mv1,動(dòng)量改變量的方向水平向右,故A、B錯(cuò)誤,C正確;球離開手時(shí)的機(jī)械能為mgh+mv22,因v1與v2可能相等,則球離開手時(shí)的機(jī)械能可能是mgh+mv12,故D錯(cuò)誤. 2
16、.(利用動(dòng)量定理定性分析問題)(2018·三明市高二下學(xué)期期末)如圖4,從高處跳到低處時(shí),為了安全,一般都要屈腿,這樣做是為了( ) 圖4 A.減小沖量 B.減小動(dòng)量的變化量 C.增大與地面的沖擊時(shí)間,從而減小沖力 D.增大人對地面的壓強(qiáng),起到安全作用 答案 C 解析 人在和地面接觸時(shí),人的速度減為零,由動(dòng)量定理可知(F-mg)t=Δp,而屈腿可以增加人著地的時(shí)間,從而減小受到地面的沖擊力,故選C. 3.(動(dòng)量定理的應(yīng)用)(2018·深圳耀華中學(xué)期中)如圖5所示,一質(zhì)量為0.5kg的小球沿光滑水平面以大小為5 m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng),與豎直墻壁碰撞后以大小為3 m/s的
17、速度反向彈回,已知小球跟墻壁作用的時(shí)間為0.05s,則該過程中小球受到墻壁的平均作用力( ) 圖5 A.大小為80N,方向水平向左 B.大小為80N,方向水平向右 C.大小為20N,方向水平向左 D.大小為20N,方向水平向右 答案 A 解析 設(shè)小球受到的平均作用力為F,以初速度方向?yàn)檎较?,對小球撞墻的過程,由動(dòng)量定理有:Ft=mv2-mv1,代入數(shù)據(jù),得平均作用力為:F=-80N,負(fù)號(hào)表示方向向左,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 4.(動(dòng)量定理的應(yīng)用)質(zhì)量m=70kg的撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員從h=5.0m高處靜止下落到薄海綿墊上,經(jīng)Δt1=1 s后停下,則該運(yùn)動(dòng)員受到的海綿墊的平
18、均沖力約為多大?如果是落到普通沙坑中,經(jīng)Δt2=0.1 s停下,則沙坑對運(yùn)動(dòng)員的平均沖力約為多大?(g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力) 答案 1400N 7700N 解析 以全過程為研究對象,初、末動(dòng)量的數(shù)值都是0,所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量變化量為零,根據(jù)動(dòng)量定理,合力的沖量為零,根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的知識(shí),運(yùn)動(dòng)員下落到地面上所需要的時(shí)間是t==1s 從開始下落到在海綿墊上停止時(shí),mg(t+Δt1)-FΔt1=0 代入數(shù)據(jù),解得F=1400N 下落到沙坑中時(shí),mg(t+Δt2)-F′Δt2=0 代入數(shù)據(jù),解得F′=7700N. 一、選擇題 考點(diǎn)一 動(dòng)量、動(dòng)量的變化 1.關(guān)于動(dòng)量,以下
19、說法正確的是( ) A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),其動(dòng)量不隨時(shí)間發(fā)生變化 B.懸線拉著的擺球在豎直面內(nèi)擺動(dòng)時(shí),每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)量均相同 C.勻速直線飛行的巡航導(dǎo)彈巡航時(shí)動(dòng)量始終不變 D.平拋運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上的動(dòng)量與運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比 答案 D 解析 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)速度方向時(shí)刻變化,故動(dòng)量時(shí)刻變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;擺球相鄰兩次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)量方向相反,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;巡航導(dǎo)彈巡航時(shí)雖速度不變,但由于燃料不斷燃燒(導(dǎo)彈中燃料占其總質(zhì)量的一部分,不可忽略),從而使導(dǎo)彈總質(zhì)量不斷減小,導(dǎo)彈動(dòng)量減小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;平拋運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng),在豎直方向的分動(dòng)量p豎=mvy
20、=mgt,故D項(xiàng)正確. 2.(多選)(2018·深圳耀華中學(xué)期中)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)量變化量的方向不變 C.相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化相同 D.相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化越來越大 答案 BC 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)量變化等于重力的沖量,故動(dòng)量變化量的方向不變,選項(xiàng)B正確;根據(jù)動(dòng)量定理,相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化等于mgt,故相等時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化相同,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤. 考點(diǎn)二 沖量 3.(2018·甘肅會(huì)寧四中期中)下面關(guān)于沖量的說法中正確的是( ) A.物體受到很大
21、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,其相同時(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;當(dāng)力與位移垂直時(shí),該力的沖量不為零,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1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)過時(shí)間t1速度變?yōu)榱闳缓笥窒禄?,?jīng)過時(shí)間t2回到斜面底端,滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中受到的摩擦力大小始終為Ff.在整個(gè)過程中,重力對滑塊的總沖量
22、為( ) 圖1 A.mgsinθ(t1+t2) B.mgsinθ(t1-t2) C.mg(t1+t2) D.0 答案 C 解析 根據(jù)沖量的定義式I=Ft,因此重力對滑塊的沖量應(yīng)為重力乘作用時(shí)間,所以IG=mg(t1+t2),C正確. 5.(多選)(2018·深圳耀華中學(xué)期中)自P點(diǎn)以某一速度豎直向上拋出的小球,上升到最高點(diǎn)Q后又回到P的過程中,空氣阻力大小不變,下列說法正確的是( ) A.上升過程中重力的沖量大于下降過程中重力的沖量 B.上升過程中動(dòng)量的變化量小于下降過程中動(dòng)量的變化量 C.上升過程中空氣阻力的沖量小于下降過程中空氣阻力的沖量 D.上升過程中
23、合外力的沖量大于下降過程中合外力的沖量
答案 CD
解析 由于上升過程的合力大于下降過程的合力,所以上升過程加速度大于下降過程加速度,a上>a下,而上升與下降過程位移大小相等,故vP上>vP下,t上 24、運(yùn)動(dòng),其速度-時(shí)間圖象如圖2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( )
圖2
A.10N·s,10N·s B.10N·s,-10N·s
C.0,10N·s D.0,-10N·s
答案 D
解析 由題圖可知,在前10s內(nèi)初、末狀態(tài)的動(dòng)量相同,p1=p2=5kg·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=-10N·s,故D正確.
7.(多選)(2018·甘肅會(huì)寧四中高二第二學(xué)期期中)物體在恒定合外力F的作用下運(yùn)動(dòng),則以下說法正確的是( )
A.物體所受合外力沖量的大小與時(shí)間成正比
25、
B.物體動(dòng)量的變化率不恒定
C.物體動(dòng)量的變化恒定
D.物體動(dòng)量的變化與時(shí)間成正比
答案 AD
解析 根據(jù)I=Ft可知,合力恒定時(shí),沖量大小與時(shí)間成正比,故A正確;根據(jù)Ft=Δp可知,F(xiàn)=,故動(dòng)量的變化率為恒定的,故B錯(cuò)誤;動(dòng)量的變化量等于Ft,故與時(shí)間成正比,故C錯(cuò)誤,D正確.
8.(多選)(2018·鶴壁市質(zhì)檢)如圖3所示,質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開始釋放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)速度減為零.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g.關(guān)于小球下落的整個(gè)過程,下列說法中正確的是( )
圖3
A.小球的機(jī)械能減少了mg(H+h 26、)
B.小球克服阻力做的功為mgh
C.小球所受阻力的沖量大于m
D.小球動(dòng)量的變化量等于所受阻力的沖量
答案 AC
解析 小球在整個(gè)過程中,動(dòng)能變化量為零,重力勢能減小mg(H+h),則小球的機(jī)械能減小了mg(H+h),所以A正確;對全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得,mg(H+h)-Wf=0,則小球克服阻力做功Wf=mg(H+h),故B錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,落到地面的速度v=,對進(jìn)入泥潭的過程運(yùn)用動(dòng)量定理得:IG-IF=0-m,可知阻力的沖量為:IF=IG+m,即大于m,故C正確;對全過程分析,運(yùn)用動(dòng)量定理知,動(dòng)量的變化等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和,故D錯(cuò)誤.
9.(多選)一個(gè)質(zhì)量為0. 27、18kg的壘球,以25 m/s的水平速度飛向球棒,被球棒打擊后反向水平飛回,速度大小變?yōu)?5 m/s,設(shè)球棒與壘球的作用時(shí)間為0.01s.下列說法正確的是( )
A.球棒對壘球的平均作用力大小為1260N
B.球棒對壘球的平均作用力大小為360N
C.球棒對壘球做的功為126J
D.球棒對壘球做的功為36J
答案 AC
解析 設(shè)球棒對壘球的平均作用力為,由動(dòng)量定理得·t=m(v1-v0),取末速度方向?yàn)檎较?,則v1=45 m/s,v0=-25 m/s,代入得=1260N.由動(dòng)能定理得W=mv12-mv02=126J,故A、C正確.
10.物體在恒定的合力F作用下做直線運(yùn)動(dòng),在 28、時(shí)間Δt1內(nèi)速度由0增大到v,在時(shí)間Δt2內(nèi)速度由v增大到2v.設(shè)F在Δt1內(nèi)做的功是W1,沖量是I1;在Δt2內(nèi)做的功是W2,沖量是I2.那么( )
A.I1 29、員從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處.已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2s.若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)成恒力處理,求此力的大小.(g取10m/s2)
答案 1.5×103N
解析 將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),從h1高處下落,則接觸網(wǎng)時(shí)的速度大小v1=,方向向下;
彈跳后到達(dá)的高度為h2,則剛離開網(wǎng)時(shí)的速度大小v2=,方向向上
速度的改變量Δv=v1+v2,方向向上
以向上為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理得(F-mg)Δt=mΔv
聯(lián)立解得F=mg+m·=1.5×103N.
12.如圖4所示,質(zhì)量m=2kg的物體,在水平力F=8N的作用下由 30、靜止開始沿水平面向右運(yùn)動(dòng),已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,若F作用了t1=6s后撤去,撤去F后又經(jīng)t2=2s物體與豎直墻相碰,若物體與墻壁作用時(shí)間t3=0.1s,碰墻后反向彈回的速度大小v′=6m/s,求墻壁對物體的平均作用力大小.(g取10 m/s2)
圖4
答案 280N
解析 選物體為研究對象,在t1時(shí)間內(nèi)其受力情況如圖甲所示,
選F的方向?yàn)檎较?,根?jù)動(dòng)量定理得:(F-μmg)t1=mv1-0
解得:v1=12m/s
撤去F后,物體受力如圖乙所示,
由動(dòng)量定理得:-μmgt2=mv2-mv1
解得v2=8m/s
物體與墻壁作用后速度變?yōu)橄蜃螅鶕?jù)動(dòng)量定理得t3=-mv′-mv2
解得=-280N
故墻壁對物體的平均作用力大小為280N.
13
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