一、选择题
1.木块放在光滑水平面上,一颗子弹水平射入木块中,子弹受到的平均阻力为f,射入深度为d,此过程中木块位移为s,则( )
A.子弹损失的动能为fs
C.子弹动能的减少等于木块动能的增加
B.木块增加的动能为fs
D.子弹、木块系统产生的热量为f(s+d)
2.如图所示,一块质量为0.5kg的橡皮泥从距小车上表面1.25m高处由静止下落,恰好落入质量为2kg、速度为2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上,并与小车一起沿水平地面运动,取g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.橡皮泥下落的时间为0.4s
B.橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为2m/s C.橡皮泥落入小车的过程中,橡皮泥与小车组成的系统动量守恒 D.整个过程中,橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为1.25J
3.静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.0~4s内物体的位移为零 C.4s末物体的动量为零
B.0~4s内拉力对物体做功不为零 D.0~4s内拉力对物体的冲量不为零
4.假设将来某宇航员登月后,在月球表面完成下面的实验:在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点),如图所示,当给小球一瞬时冲量I时,小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆轨道半径为r,月球的半径为R,则月球的第一宇宙速度为( )
A.IR m5rB.ImR rC.Imr RD.Ir
m5R5.随着科幻电影《流浪地球》的热映,“引力弹弓效应”进入了公众的视野。 “引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器,借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程,可以提出以下两种模式:探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星,分别因相互作用改变了速度。如图所示,以太阳为参考系,设行星运动的速度为u,探测器的初速度大小为v0,在图示的两种情况下,探测器在远离行星后速度大小分别为v1和v2。探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞,但是在行星的运动方向上,其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是( )
A.v1 > v0
B.v1= v0
C.v2 > v0
D.v2 =v0
6.如图所示,竖直平面内有水平向左的匀强电场E,M点与N点在同一电场线上,两个质量相等的带正电荷的粒子,以相同的速度v0分别从M点和N点同时垂直进入电场,不计两粒子的重力和粒子间的库仑力。已知两粒子都能经过P点,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.从M点进入的粒子先到达P点 B.从M点进入的粒子电荷量较小 C.从M点进入的粒子动量变化较大 D.从M点进入的粒子电势能变化较大
7.如图所示,A、B、C三球的质量分别为m、m、2m,三个小球从同一高度同时出发,其中A球有水平向右的初速度v0, B、C由静止释放。三个小球在同一竖直平面内运动,小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞,则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为( )
A.2次 B.3次 C.4次 D.5次
8.质量相等的A、B两个物体放在同一水平面上,分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始做匀加速直线运动,经过时间t0和4t0,A、B的速度分别达到2v0和v0时,分别撤去拉力,以后物体继续做匀减速直线运动直至停止,两个物体速度随时间变化的图像如图所示,设F1和F2的冲量分别为I1和I2,F1和F2做的功分别为W1和W2,则下列结论正确的是( )
A.I1>I2,W1>W2 B.I1<I2,W1>W2 C.I1<I2,W1<W2 D.I1>I2,W1<W2
9.如图所示,质量为m的小车静止于光滑水平面上,车上有一光滑的弧形轨道,另一质量为m的小球以水平初速v0沿轨道的右端的切线方向进入轨道,则当小球再次从轨道的右端离开轨道的过程( )
mv02A.小球对小车的做功为
8B.小球将离开小车向右做平抛运动 C.小球将离开小车做自由落体运动
v02D.小球上升的最大高度为
2g10.在如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在其中,将弹簧压缩到最短.若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统,则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中( )
A.动量守恒,机械能守恒 C.动量不守恒,机械能不守恒
B.动量守恒,机械能不守恒 D.动量不守恒,机械能守恒
11.小明沿竖直方向跳离地面,从开始下蹲到离开地面用时为t,离地后小明重心升起的最大高度为h。设小明的质量为m,忽略空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.整个运动过程中,小明始终处于超重状态 B.t时间内小明的机械能增加了mgh C.t时间内地面对小明的冲量为m2gh D.t时间内地面对小明的平均支持力为m2ghmg t12.如图所示,质量为m的小球从距离地面高为H的A点由静止开始释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用,到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力,重力加速度为g。关于小球下落的整个过程,下列说法正确的有( )
A.小球的机械能减少了mg(H+h) B.小球克服阻力做的功为mgh C.小球所受阻力的冲量等于m2gH D.小球动量的改变量等于其所受阻力的冲量
13.两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动,A球的动量是7kg·m/s,B球的动量是5kg·m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是( )
A.pA=6kg·m/s,pB=6kg·m/s C.pA=-2kg·m/s,pB=14kg·m/s
B.pA=3kg·m/s,pB=9kg·m/s D.pA=-5kg·m/s,pB=15kg·m/s
14.如图所示,两个大小相同的小球A、B用等长的细线悬挂于O点,线长为L,mA=2mB,若将A由图示位置静止释放,在最低点与B球相碰,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.A下落到最低点的速度是2gL 3B.若A与B发生完全非弹性碰撞,则第一次碰时损失的机械能为C.若A与B发生弹性碰撞,则第一次碰后A上升的最大高度是
2mBgL 31L 9D.若A与B发生完全非弹性碰撞,则第一次碰后A上升的最大高度是
2L 915.如图所示,质量为M的车静止在光滑水平面上,车右侧内壁固定有发射装置。车左侧内壁固定有沙袋。把质量为m的弹丸最终射入沙袋中,这一过程中车移动的距离是S,则小球初位置到沙袋的距离d为( )
A.
(Mm)S mB.
(Mm)S MC.
mS MmD.
MSMm
二、填空题
16.恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间t,拉力F对物体的冲量大小是______;摩擦力对物体的冲量大小是______。
17.如图所示是一门旧式大炮,炮车和炮弹的质量分别是M和m,炮筒与地面的夹角为α,炮弹射出出口时相对于地面的速度为v0.不计炮车与地面的摩擦,则炮身向后反冲的速度大小为___________。
18.如图所示,游乐场上,两位同学各驾驶一辆碰碰车迎面相撞,此后,两车以共同的速
度运动。设甲同学和他的车的总质量为120 kg,碰撞前水平向右运动,速度的大小为5 m/s;乙同学和他的车的总质量为180 kg,碰撞前水平向左运动,速度的大小为4 m/s。则碰撞后两车共同的运动速度大小为______,方向______。
19.一人做“蹦极”运动,用原长20 m的橡皮绳拴住身体往下跃,若此人质量为50kg,从45m高处无初速下落,运动开始至运动停止瞬间所用时间4s,则橡皮绳对人的平均作用力约为___________N(不计空气阻力,g=10m/s2)
20.如图所示为A、B两球正碰前后的位移一时间图象,其中a、b分别为A、B碰前的图线,c为A、B碰后共同运动的图线,若A球质量mA=2kg,那么由图线可知mB=____________kg。
21.在光滑水平桌面上停放着A、B小车,其质量mA=2mB,两车中间有一根用细线缚住的被压缩弹簧,当烧断细线弹簧弹开时,A车的动量变化量和B车的动量变化量大小之比为______。
22.质量为5kg的物体运动速度为2m/s,则其动量为____________;如果一个物体所受合力为4N,则5s的动量变化为___________。
23.质量为1.0kg的小球,以20m/s的速度落到一软垫上,被弹离软垫时的速度大小为10m/s,小球与软垫接触的时间为0.5s,则软垫对小球平均作用力的大小为____________N。
24.光滑水平面上有A、B两物块,A物块质量为2kg,以4m/s速度向右运动,B物块质量1kg,以2m/s速度向左运动。两物块碰撞后粘在一起共同运动。若规定向右为正方向,则碰撞前B物块的动量为________kgm/s,碰撞后两物块共同速度为_________m/s。 25.某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩了的弹簧,如图所示,将这一系统置于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察木块的运动情况,进行必要的测量,验证木块间相互作用时动量守恒.
(1)该同学还必须有的器材是___________.
(2)需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)______. (3)用所得数据验证动量守恒的关系式是___________.
(4)桌面左右两端间的距离,对实验结果的准确性_________(选填“有”或“无”)影响. 26.在橄榄球比赛中,一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时,迎面撞上了对
方两名均为75kg的队员,一个速度为2m/s,另一个为4m/s,然后他们就扭在了一起.①他们碰撞后的共同速率是________;
②在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向,并说明这名前锋能否得分:________(能或不能)
三、解答题
27.如图所示,质量分别为3m、m两个弹性小球A、B,分别与两球相连的两根轻绳悬挂在同一点O处,两球之间用轻杆撑开,轻绳和轻杆的长度均为L,现对A施加一个水平向左的拉力,使OB处于竖直状态。 (1)求A所受水平向左的拉力大小F;
(2)若撤去拉力F,求A到达最低点时的速度大小v;
(3)若移去AB间轻杆,A球在O点正下方处于静止状态,对B球施加一个向右的拉力使OB与竖直方向夹角为60°,撤去拉力后球B能否再次回到与竖直方向夹角为60°的位置,通过计算加以说明。
28.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g,从离人眼为20cm的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机反弹的高度为5cm,眼睛受到手机的冲击时间约为0.1s,(不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2)。求:
(1)手机掉落到接触眼睛,重力对手机的冲量; (2)手机与眼睛作用过程中手机动量变化大小; (3)手机对眼睛的平均作用力为多大。
29.如图所示,半径为R的
1光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地4面上,左端紧靠轨道下端B点,上表面与圆弧轨道末端相平。离滑板右端L0R处有一2竖直固定的挡板P。一质量为m的物块(可视为质点)从圆弧轨道顶端A点由静止开始沿轨道滑下,经B点滑上滑板。已知滑板质量M2m,物块与滑板间的动摩擦因数
0.5,重力加速度为g。滑板与挡板碰撞时立刻反弹且没有机械能损失,滑板返回B
点时即被锁定而保持静止。滑板足够长使物块总不能滑至滑板右端。 (1)求物块滑到B点的速度大小;
(2)求滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小;
(3)站在地面的观察者看到物块有一段时间内在做加速运动,求这段时间内滑板的速度范围。
30.从地面竖直向上发射一颗礼花弹,当它上升到距地面500m时竖直上升速度为30m/s,此时礼花弹炸裂成质量相等的两部分(火药质量不计),其中一部分经10s竖直落回发射点,求炸裂时另一部分的速度大小及方向。(g=10m/s2)
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