动量动量定理
一、选择题(本题共10小题,1~6题为单选题,7~10题为多选题)
1.如果一物体在任意相等的时间内受到的冲量相等,则此物体的运动不可能是( )
A.匀速圆周运动 B.自由落体运动
C.平抛运动 D.竖直上抛运动
解析:A 如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,由I=Ft可知,物体受到的力是恒力,则物体可以做自由落体运动、平抛运动或竖直上抛运动;物体做匀速圆周运动,所受合外力方向不断变化,合力为变力,在任何相等时间内,合外力的冲量不相等,故不可能为匀速圆周运动,因此B、C、D均可能,A不可能,故A符合题意.
2.(2018·佛山模拟)如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,到达斜面底端的过程中,两个物体具有的物理量相同的是( )
A.重力的冲量 B.合力的冲量
C.刚到达底端时的动量 D.刚到达底端时的动能
解析:D 设斜面的高度为h,倾角为θ,则物体沿斜面下滑的位移s=,下滑的加速度a=gsin θ.由s=at2得,物体沿斜面下滑的时间t=.重力的冲量IG=mgt=,方向竖直向下,因为两斜面的倾角θ不同,所以两物体重力的冲量大小不相等,但方向相同,A错误.物体所受合力的冲量I合=mgsin θ·t=m,方向沿斜面向下.两物体所受合力的冲量大小相等,但由于斜面倾角不同,所以冲量的方向不同,B错误.由机械能守恒定律可知,两物体沿斜面滑到底端时的速度大小v=相等,但方向不同,故两物体在斜面底端的动量不相同,动能相同,C错误,D正确.
3.用豆粒模拟气体分子,可以模拟气体压强产生的原理.如图所示,从距秤盘80 cm高度把1 000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续作用时间为1 s,豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半.若每个豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知1 000粒的豆粒的总质量为100 g,则在碰撞过程中秤盘受到压力大小约为( )
A.0.2 N B.0.6 N
C.1.0 N D.1.6 N
解析:B 本题考查了动量定理的应用,意在考查考生的分析和解决能力,豆粒下落过程做自由落体运动,落到秤盘上的速度为:v==4 m/s,根据题意反弹速度为2 m/s,对1 000粒豆粒受力分析,对豆粒碰撞秤盘的过程应用动量定理有Ft=-(-mv),则F= N=0.6 N,选项B正确,选项A、C、D错误.
4.如图所示,竖直面内有一半圆槽,A、C等高,B为半圆槽最低点,小球从A点正上方O点由静止释放,从A点沿切向进入半圆槽,刚好能运动至C点.设球在AB段和BC段运动过程中,运动时间分别为t1、t2,合外力的冲量大小为I1,I2,则( )
A.t1>t2 B.t1=t2
C.I1>I2 D.I1=I2
解析:C 小球从A点正上方O点由静止释放,刚好能运动至C点,说明在半圆槽内要克服摩擦力做功,因此在AB段任意点的速率,都大于BC段对应点的速率,则t1<t2,A、B错误.在AB段动量的变化用矢量三角形表示,如图所示,而在BC段动量的变化量为mvB,由图可知AB段动量的变化量大于BC段动量的变化量,由动量定理得I1>I2,C正确,D错误.