2019年
s。设IN为软垫对小球的冲量,并令竖直向下的方向为正方向,则对小球整个运动过
程运用动量定理得mg(t1+t2)+IN=0,解得IN=-0.6 N·s。
负号表示软垫对小球的冲量方向和重力的方向相反。故选项C正确。
★8.[多选]质量为m的物体以初速度v0开始做平抛运动,经过时间t,下降的
高度为h,速度变为v,在这段时间内物体动量变化量的大小为( )
B.mgt
2gh
A.m(v-v0)
C.m
D.m
解析:选BCD 由动量定理可得,物体在时间t内动量变化量的大小为mgt,B正确;物体在平抛运动过程中速度变化量Δv沿竖直方向,其大小Δv=,由机械能守恒定律可得:mv02+mgh=mv2,所以=,故物体动量变化量Δp=mΔv=m=m,选项
C、D均正确,只有选项A错误。
★9.将质量为500 g的杯子放在台秤上,一个水龙头以每秒700 g水的流量注
入杯中。注至10 s末时,台秤的读数为78.5 N,则注入杯中水流的速度是多大?
解析:以在很短时间Δt内,落在杯中的水柱Δm为研究对象,水柱受向下的重
力Δmg和向上的作用力F。
设向上的方向为正,由动量定理得:
(F-Δmg)Δt=0-(-Δmv)
因Δm很小,Δmg可忽略不计,并且=0.7 kg/s
F= v=0.7v(N)台秤的读数G读=(m杯+m水)g+F78.5=(0.5+0.7×10)×10+0.7v
解得v=5 m/s。
答案:5 m/s10.如图所上,它与桌面
示,质量0.5 kg,长1.2 m的金属盒AB,放在水平桌面间动摩擦因数μ=,在盒内右端B放着质量也为0.5 kg,
半径为0.1 m的弹性球,球与盒接触面光滑。若在A端给盒以水平向右的冲量1.5
N·s,设盒在运动中与球碰撞时间极短,且无能量损失,求:
2019年
(1)盒从开始运动到完全停止所通过的路程是多少;(2)盒从开始运动到完全停止所经过的时间是多少。
解析:(1)研究对象是金属盒,盒受冲量I后获得速度v,
由动量定理,有I=mv-0,v== m/s=3 m/s
盒以此速度向右运动,运动中受到桌面对盒的摩擦力
f=μFN=μ·2mg-μ·2mg=ma即a=-2μg
盒运动了x1=(1.2-0.1×2)m=1 m后速度减少为v′。
v′2-v2=2ax1
v′== m/s
=2 m/s,
盒左壁A以v′速度与球相碰,因碰撞中无能量损失,盒停止,球以v′=2 m/s的速度向右做匀速直线运动,运动1 m后又与盒的右壁相碰,盒又以v′=2 m/s的
速度向右运动,直到停止。
0-v′2=2ax2
即x2=== m=0.8 m
因x2只有0.8 m,此时静止小球不会再与盒的左壁相碰,所以盒通过的总路程为
s=x1+x2=1 m+0.8 m=1.8 m。(2)盒从开始运动到与球相碰所用时间为t1根据动量定理,有-μ·2mgt1=mv′-mv
t1== s=0.4 s;小球匀速运动时间t2== s=0.5 s ;
盒第二次与球相碰后到停止运动的时间为t3,根据动量定理,有-μ·2mgt3=
0-mv′
t3== s=0.8 s;总时间t=t1+t2+t3=(0.4+0.5+0.8)s=1.7 s。
答案:(1)1.8 m (2)1.7 s
2019年
[C级——难度题目自主选做]
11.[多地面高H的A点阻力作用,到达力加速度为g。
选](2018·常德模拟)如图所示,质量为m的小球从距离由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力,重
关于小球下落的整个过程,下列说法正确的有( )
A.小球的机械能减小了mg(H+h)
B.小球克服阻力做的功为mgh
2gH
C.小球所受阻力的冲量大于m
D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
解析:选AC 小球在整个过程中,动能变化量为零,重力势能减小了mg(H+h),则小球的机械能减小了mg(H+h),故A正确;对小球下落的全过程运用动能定理得,mg(H+h)-Wf=0,则小球克服阻力做功Wf=mg(H+h),故B错误;小球落到地面的速度v=,对进入泥潭的过程运用动量定理得:IG-IF=0-m,得:IF=IG+m,知阻力的冲量大于m,故C正确;对全过程分析,运用动量定理知,动量的变化量等于重
力的冲量和阻力冲量的矢量和,故D错误。
12.[多选](2018·天津质量调查)几个水球可以挡住一颗子弹?《国家地理频道》的实验结果是:四个水球足够!完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水
球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第4个水球,则可以判断的是( )
A.子弹在每个水球中的速度变化相同B.子弹在每个水球中运动的时间不同
C.每个水球对子弹的冲量不同
D.子弹在每个水球中的动能变化相同
解析:选BCD 恰好能穿出第4个水球,即末速度v=0,逆向看子弹由右向左做初速度为零的匀加速直线运动,则自左向右子弹通过四个水球的时间比为(2-)∶(-)∶(-1)∶1,则B正确。由于加速度a恒定,由at=Δv,可知子弹在每个水球中的速度变化不同,A项错误。因加速度恒定,则每个水球对子弹的阻力恒定,则由I=ft可知每个水球对子弹的冲量不同,C项正确。由动能定理有ΔEk=fx,f
2019年
相同,x相同,则ΔEk相同,D项正确。
(二)重点高中适用作业
[A级——保分题目巧做快做]
1.(2017·天津高考)“天津之眼”是一座跨河一的摩天轮,是××市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的
建设、桥轮合座舱,乘客随
是( )
A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力
C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
解析:选B 摩天轮转动过程中乘客的动能不变,重力势能一直变化,故机械能一直变化,A错误;在最高点乘客具有竖直向下的向心加速度,重力大于座椅对他的支持力,B正确;摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量等于重力与周期的乘积,C错误;重力瞬时功率等于重力与速度在重力方向上的分量的乘积,而转动过程中速
度在重力方向上的分量是变化的,所以重力的瞬时功率也是变化的,D错误。
2.[多选](2017·全国卷Ⅲ)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开
动。F随时间t变化的图线如图所示,则( )
始沿直线运A.t=1 sB.t=2 s
时物块的速率为1 m/s
时物块的动量大小为4 kg·m/s
C.t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D.t=4 s时物块的速度为零
解析:选AB 法一:根据F-t图线与时间轴围成的面积的物理意义为合外力F的冲量,可知在0~1 s、0~2 s、0~3 s、0~4 s内合外力冲量分别为2 N·s、4 N·s、3 N·s、2 N·s,应用动量定理I=mΔv可知物块在1 s、2 s、3 s、4 s末的速率分别为1 m/s、2 m/s、1.5 m/s、1 m/s,物块在这些时刻的动量大小分别为2 kg·m/s、
4 kg·m/s、3 kg·m/s、2 kg·m/s,则A、B项正确,C、D项错误。