一、选择题
1.一质量为m的铁锤,以速度v竖直打在木桩上,经过时间后停止,则在打击时间内,铁锤对木桩的平均冲力的大小是( )
A. B. C. D. C
解析:C
解得
由牛顿第三定律,铁锤对木桩的平均冲力大小为
故选C。
2.人从高处跳到较硬的水平地面时,为了安全,一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,这是为了( )
A.减小地面对人的冲量 B.减小人的动量的变化
C.增加地面对人的冲击时间 D.增大人对地面的压强C
解析:C
设人的质量为m,着地前速度大小为v,着地时间为t,地面对人冲量大小为I,作用力大小为F,取竖直向下方向为正方向;
AB.人着地过程,人的动量从一定值减到零,动量的变化量不变,根据动量定理得
得到地面对人的冲量
m、v一定,t延长,则I增大,故AB错误;
C.让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿,增加地面对人的冲击时间,故C正确;
D.根据动量定理得
得到
t增大,则F减小,人对地面的压强减小,故D错误;
故选C。
3.如图所示,将一光滑的质量为4m半径为R的半圆槽置于光滑水平面上,在槽的左侧紧挨有一个质量为m的物块,今让一质量也为m的小球自左侧槽口A的正上方高R处从静止开始落下,与半圆槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )
B.小球第一次运动到半圆槽的最低点B时,小球与槽的速度大小之比为4:1
C.小球第一次从C点滑出后将做竖直上抛运动
D.物块最终的动能为D
解析:D
A.小球从A到B的过程中,小球对半圆槽的压力方向向左下方,所以半圆槽要向左推动物块一起运动,因而小球参与了两个运动,一个是沿半圆槽的圆周运动,另一个是与半圆槽一起向左运动,小球所受支持力方向与速度方向并不垂直,而是大于,故槽的支持力对小球做负功,故A错误;
B.由于小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向不受外力,故球、半圆槽和物块在水平方向动量守恒,取向右为正,则有
解得,故B错误;
CD.小球从A到B的过程,根据系统机械能守恒得
联立C选选项中式子解得
,
当小球从B到C的过程中,小球对半圆槽有向右下方的压力,半圆槽开始减速,与物块分离,则物块最终以的速度向左匀速运动,则物块的动能为
由于小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向不受外力,故球、半圆槽和物块在水平方向动量守恒,小球第一次到达C点时,因为小物块速度不为0,则小球和半圆槽的水平速度也不可能为0,故小球第一次从C点滑出后不可能做竖直上抛运动,故C错误,D正确。
故选D。
4.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B
解析:B
由于三球竖直方向的运动情况相同,一定可以发生碰撞,可假设高度无穷大,可看作三球碰撞完成后才落地,A、B第一碰撞后水平速度互换,B、C发生第二碰撞后,由于B的质量小于C的质量,则B反向;B、A发生第三次碰撞后,B、 A水平速度互换,A向左,B竖直下落,三球不再发生碰撞,所以最多能够发生3次碰撞,故B正确,ACD错误。
故选B。
【点睛】
关键是A球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,与B、C竖直方向的运动情况相同,所以一定可以发生碰撞。
5.第一汽车如图所示,虚线是一个带电粒子从点运动到点的运动轨迹,若粒子只受电场力作用,粒子从点运动到点的过程中( )
A.该粒子带负电荷
B.粒子的动量逐渐减小
C.粒子运动的加速度逐渐增大
D.粒子在点的速度方向沿着电场线在该点的切线方向C
解析:C
AB.带电粒子在电场中运动时,受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧,由此可知,此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上,所以此粒子为正电荷,粒子带正电,从a到d的过程中,电场力对粒子做正功,所以粒子由a点向d点运动的过程中电势能
逐渐减小,动能逐渐增加,动量逐渐增大,故AB错误;
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