第二节 动量和动量定理
基础夯实
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.关于动量的概念,下列说法正确的是( A )
A.运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的速度方向
B.物体的加速度不变,其动量也一定不变
C.物体的动能不变,其动量也一定不变
D.物体的动量越大,其惯性也越大
解析:动量具有瞬时性,任一时刻物体的动量方向,即为该时刻的速度方向,选项A正确。加速度不变,则物体速度的变化率恒定,而运动的速度均匀变化,故其动量也均匀变化,选项B错误。物体的动能不变,则物体速度的大小不变,方向不确定,故其动量也一定不变是错误的,选项C错误。惯性由物体质量决定,物体的动量越大,其质量并不一定越大,惯性也不一定越大,选项D错误。故选A。
2.运动员向球踢了一脚(如图),踢球时的力F=100 N,球在地面上滚动了t=10 s停下来,则运动员对球的冲量为( D )
A.1 000 N·s B.500 N·s
C.零 D.无法确定
解析:滚动了t=10 s是地面摩擦力对足球的作用时间。不是踢球的力的作用时间,由于不能确定人作用在球上的时间,所以无法确定运动员对球的冲量。
3.(2020·广西省来宾市高二年级调研) 如图所示,足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动,一质量为m的物块以大小为v2的初速度冲上传送带,最后又滑回,已知v1<v2,则物块在传送带上运动过程中合力对物块的冲量大小为 ( D )
A.2mv1 B.2mv2
C.m(v2-v1) D.m(v1+v2)
解析:由于v2>v1,则物块返回到P点的速度大小为v1,根据动量定理可知,合力的冲量I合=mv1+mv2,故D项正确。
4.(2020·河南省洛阳市高二下学期期中)一个笔帽竖立于放在水平桌面的纸条上,将纸条从笔帽下抽出时,如果缓慢拉动纸条笔帽必倒;若快速拉纸条,笔帽可能不倒,以下说法中正确的是( BC )
A.缓慢拉动纸条时,笔帽受到的冲量小
B.缓慢拉动纸条时,笔帽的动量变化大
C.快速拉动纸条时,笔帽受到的冲量小
D.快速拉动纸条时,纸条对笔帽水平作用力大
解析:抽动纸条时,笔帽受到的是滑动摩擦力,故不论快抽还是慢抽,笔帽受到的摩擦力均相等;故D错误;在快速抽动时,纸条与笔帽作用时间短,则摩擦力产生的冲量要小,动量变化小,故B、C正确A错误。
5.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0.2 s,则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( CD )
A.1 m/s B.1.5 m/s
C.2 m/s D.2.5 m/s
解析: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=10×0.2 m/s=2 m/s。故选CD。
二、非选择题
6.在水平力F=30 N的作用下,质量m=5 kg的物体由静止开始沿水平面运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,若F作用6 s后撤去,撤去F后物体还能向前运动多长时间才停止?(g取10 m/s2)
答案:12 s
解析:用动量定理求解,研究全过程。选物体作为研究对象,研究整个运动过程,这个过程的始、终状态的物体速度都等于零。
取水平力F的方向为正方向,根据动量定理得
(F-μmg)t1+(-μmg)t2=0
解得t2=t1=×6 s=12 s。