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课下作业(十五 冲量 动量 动量定理
(时间:45分钟 满分:100分
一、选择题(本大题共9个小题,共63分,每小题至少有一个选项正确,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分
1. (2011年北-黄物理预测卷2010年5月23日凌晨2时许K859次旅客列车在江西境内沪昆铁路上发生脱轨事故,列车行驶安全也引起了人们的关注.如图1所示,假设某动力组列车以350 km/h的速度在平直铁轨上匀速行驶时,受到的阻力约为106N,如果撞击一块质量为0.5 kg的障碍物,会产生大约5 000 N的冲击力,撞击时间约为0.01 s,瞬间可能造成列车颠覆,后果不堪设想.在撞击过程中,下列说法正确的是(
图1 A.列车受到合外力的冲量约为50 N·s B.列车受到合外力的冲量约为104 N·s C.障碍物受到合外力的冲量约为175 N·s D.列车和障碍物组成的系统动量近似守恒
解析:选AD.列车匀速行驶时撞击障碍物,获得5 000 N的冲击力,则撞击过程中,列车的合外力即为5 000 N,列车受到的合外力的冲量为5 000×0.01 N·s=50 N·s,A对B错;撞击过程中时间极短,列车和障碍物组成的系统动量近似守恒,障碍物受到合外力的冲量与列车受到的合外力的冲量等大反向,故C错D对.
2.以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体,空气阻力不可忽略.关于物体受到的冲量,以下说法错误的是(
A.物体上升和下降两个阶段受到重力的冲量方向相反 B.物体上升和下降两个阶段受到空气阻力的冲量方向相反 C.物体在下降阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量 D.物体从抛出到返回抛出点,所受各力冲量的总和方向向下
解析:选A.无论物体是上升还是下降,物体所受重力的方向都是向下的,故重力对物体的冲量也都是向下的,因此选项A是错误的.
物体向上运动时,空气阻力方向向下,因此阻力的冲量方向也向下;而当物体下落时,空气阻力方向向上,因此阻力的冲量方向也就向上,所以上升和下落这两个阶段中阻力的冲量方向相反,因此选项B是正确的.
在有阻力的情况下,由于上升阶段的加速度比下降时的大,且两次位移相等,故上升阶
段所用时间t1比下降阶段t2短,则物体在下落阶段重力的冲量mgt2大于上升阶段重力的冲量mgt1,因此选项C是正确的.
由于物体在整个运动过程中,重力的方向都向下,阻力的方向在上升、下降两个阶段分别向下、向上,但是阻力都比重力小.所以在整个运动过程中,合力的冲量方向总是向下,因此选项D是正确的.
3.(2011年青岛模拟如图2所示,物体在粗糙的水平面上向右做直线运动.从a点开始受到一个水平向左的恒力F的作用,经过一段时间后又回到a点,则物体在这一往返运动的过程中,下列说法中正确的是(
图2 A.恒力F对物体做的功为零 C.恒力F的冲量为零
B.摩擦力对物体做的功为零 D.摩擦力的冲量为零
解析:选A.在恒力F作用的方向上,位移为零,故F做的功为零,A正确.摩擦力的方向始终与物体运动速度方向相反,故摩擦力对物体做负功,B错误.由I=Ft可知,恒力F与摩擦力均不为零,两力的冲量一定不为零,C、D均错误.
4.甲、乙两物体分别在恒力F1、F2的作用下沿同一直线运动,它们的动量随时间变化的关系如图3所示,设甲在t1时间内所受的冲量为I1,乙在t2时间内所受的冲量为I2,则F、I的大小关系是(