一、单项选择题
1.(2018·黑龙江牡丹江市一中模拟)如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的木块,木块与轻弹簧水平相连,弹簧的另一端连在竖直墙上,木块处于静止状态,一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块,并嵌在其中,木块压缩弹簧后在水平面做往复运动.木块自被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中,木块受到的合外力的冲量大小为 ( )
A. B.2Mv0
C. D.2mv0
解析:选A.由于子弹射入木块的时间极短,在瞬间动量守恒,根据动量守恒定律得,mv0=(M+m)v,解得v=.根据动量定理,合外力的冲量I=Mv=.故A正确,B、C、D错误.
2.(2018·四川成都外国语学校月考)如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ.一质量为m(m<M)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中的机械能损失.如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面的顶端.如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )
A.h B.
C. D.
解析:选D.斜面固定时,由动能定理得:-mgh=0-mv,所以v0=;斜面不固定时,由水平方向动量守恒得:mv0=(M+m)v,由机械能守恒得:mv= (M+m)v2+mgh′, 解得:h′=h.故选D.
3.(2018·江苏徐州沛县中学质检)质量为m的球从高处由静止开始下落,已知球所受的空气阻力与速度大小成正比.下列图象分别描述了球下落过程中加速度a、速度v随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E随下落位移h的变化关系,其中可能正确的是( )
解析:选D.已知球所受的空气阻力与速度大小成正比,即f=kv,根据牛顿第二定律:mg-kv=ma,得a=g-①,开始时v比较小,mg>kv,球向下加速,当v逐渐增大,则a减小,即球做加速度逐渐减小的加速运动,又v=at ②,①②整理得:a= ,可见a不是均匀减小,故A错误;由前面分析知球做加速度逐渐减小的加速运动,其斜率应该逐渐减小,故B错误;由动能定理:mgh-fh=Ek,即Ek=(mg-kv)h,由于v是变化的,故Ek-h不是线性关系,C错误;机械能的变化量等于克服阻力做的功:-fh=E-E0,v逐渐增大,则f逐渐增大,即E-h图象的斜率逐渐变大,故D正确.
4.(2018·四川绵阳南山中学模拟)小球质量为2m,以速度v沿水平方向垂直撞击墙壁,球被反方向弹回速度大小是v,球与墙撞击时间为t,在撞击过程中,球对墙的平均冲力大小是( )
A. B.
C. D.
解析:选C.设初速度方向为正,则反弹后的速度为-;则由动量定理可得:Ft=-2m×-2mv,解得:F=-,负号表示力的方向与初速度方向相反;由牛顿第三定律可知,球对墙的平均冲击力为F′=F=;故选C.
5.(2018·安徽“江南十校”联考)如图所示,一个质量为m的物块A与另—个质量为2m的物块B发生正碰,碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中.假如碰撞过程中无机械能损失,已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1,与沙坑的距离为0.5 m,g取10 m/s2.物块可视为质点.则A碰撞前瞬间的速度为( )
A.0.5 m/s B.1.0 m/s
C.1.5 m/s D.2.0 m/s