高中物理动量定理试题

2014年8月3日我国云南鲁甸发生里氏6.5级地震，为救援灾区人民，要从悬停在空中的直升机上投放救灾物资，每箱救灾物资的质量为20 kg，设箱子承受的地面冲击力大小为1 000 N，箱子与地面的作用时间为0.5 s，已知当地的重力加速度g＝10 m/s²，不计空气阻力，试求：
(1)与地面作用时，箱子的加速度是多少？
(2)为保证救灾物资安全落地，飞机投放物资时的高度不应超过多少米？

一个质量m=64kg的人从墙上跳下，以v₀=7m/s的速度着地，他着地时弯曲双腿，用了1s停下来，求地面对他的作用力是多大？（g=10m/s²）

以初速度v水平抛出一质量为m的石块，不计空气阻力，则对石块在空中运动过程中的下列各物理量的判断正确的是(　　)

A．在两个相等的时间间隔内，石块受到的冲量相同

B．在两个相等的时间间隔内，石块动量的增量相同

C．在两个下落高度相同的过程中，石块动能的增量相同

D．在两个下落高度相同的过程中，石块的动量增量相同

卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：。已知氮核质量为m_N=14.00753u，氧核的质量为m_O=17.00454u，氦核质量m_He=4.00387u，质子(氢核)质量为m_p=1.00815u。(已知：1uc²=931MeV，结果保留2位有效数字)
求：（1）这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？
（2）若入射氦核以v₀=3×10⁷m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1:50。求氧核的速度大小。

一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中

A．地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为

B．地面对他的冲量为为，地面对他做的功为零

C．地面对他的冲量为，地面对他做的功为

D．地面对他的冲量为为，地面对他做的功为零

质量为m的物体以初速率v₀做平抛运动，经历时间t，下落的高度为h，速率为，在这段时间内物体动量增量的大小不正确的是（    ）

A．mv-mv0

B．mgt

C．m

D．m

如图所示，甲车质量为2kg，静止在光滑水平面上，其顶部上表面光滑，右端放一个质量为1kg的小物体，乙车质量为4kg，以5m/s的速度向左运动，与甲车碰撞后甲车获得6m/s的速度，物体滑到乙车上，若乙车足够长，其顶部上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则（g取10m/s²）

（1）物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止；
（2）物块最终距离乙车左端多大距离．

如图所示，长＝0.2 m的细线上端固定在O点，下端连接一个质量为m＝0.5kg的小球，悬点O距地面的高度H＝0.35m，开始时将小球提到O点而静止，然后让它自由下落，当小球到达使细线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，落到地面时的速度v=2m/s，如果不考虑细线的形变，g＝10 m/s²，试求：

（1）细线拉断前后的速度大小和方向；
（2）假设细线由拉直到断裂所经历的时间为，细线的平均张力大小；
（3）若小球触地前后速度大小相同、方向相反，求触地过程小球受到的合力冲量。

如图所示，甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某时刻乙以大小为v0=2m/s的速度远离空间站向乙“飘”去，甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点。甲和他的装备总质量共为M1=90kg，乙和他的装备总质量共为M2=135kg，为了避免直接相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m=45kg的物体A推向甲，甲迅速接住后即不再松开，此后甲乙两宇航员在空间站外做相对距离不变通向运动，一线以后安全“飘”入太空舱。（设甲乙距离太空站足够远，本题中的速度均指相对空间站的速度）

①求乙要以多大的速度（相对空间站）将物体A推出
②设甲与物体A作用时间为，求甲与A的相互作用力F的大小

如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上且弹簧处于原长状态，质量为m的子弹以初速度v₀快速击中木块而未穿出，则：

（1）击中木块瞬间二者的共同速度为多大？
（2）弹簧储存的最大弹性势能为多大？
（3）从子弹接触木块到弹簧压缩最短的过程中墙壁给弹簧的冲量是多少？

能的转化与守恒是自然界普遍存在的规律，如：电源给电容器的充电过程可以等效为将电荷逐个从原本电中性的两极板中的一个极板移到另一个极板的过程. 在移动过程中克服电场力做功，电源的电能转化为电容器的电场能．实验表明:电容器两极间的电压与电容器所带电量如图所示．
（1）对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，根据图示的Q-U图像，若电容器电容为C，两极板间电压为U，证明：电容器所储存的电场能为．
（2）如图所示，平行金属框架竖直放置在绝缘地面上．框架上端接有一电容为C的电容器．框架上一质量为m、长为L的金属棒平行于地面放置，离地面的高度为h．磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直．现将金属棒由静止开始释放，金属棒下滑过程中与框架接触良好且无摩擦．开始时电容器不带电，不计各处电阻．

求：a. 金属棒落地时的速度大小    b. 金属棒从静止释放到落到地面的时间

正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为V，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。

冬奥会短道速滑接力项目是我国在冬奥会上的优势项目．仔细观察优秀运动员的接力过程，我们可以发现，“接棒”的运动员提前站在“交棒”运动员的前面，并且开始向前滑行，等到“交棒”运动员追上“接棒”运动员时，“交棒”运动员猛推“接棒”运动员一把，使其获得更大速度向前冲出．若运动员与冰面间的摩擦可忽略不计，在两人相互作用的过程中（　）

A．两位运动员的动量变化量一定等大反向

B．“交棒”运动员比“接棒”运动员的动量变化大

C．“交棒”运动员比“接棒”运动员的速度变化大

D．“交棒”运动员对“接棒”运动员的冲量大于“接棒”运动员对“交棒”运动员的冲量

如图所示，质量为1 kg的铜球从5 m高处自由下落,又反弹到离地面3.2 m高处,若铜球和地面之间的作用时间为0.1 s,求铜球对地面的平均作用力?（g="10" m/s²）

如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛。它们从开始到到达地面，下列说法正确的有（   ）

A．它们同时到达地面	B．重力对它们的冲量相同
C．它们的末动能相同	D．它们动量变化的大小相同