1、计算题 人们常说“水滴石穿”,请你根据下面提供的信息,估算出水对石头的冲击力的大小.一瀑布落差为h=20m,水流量为Q=0.10m3/s,水的密度
kg/m3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零.(落在石头上的水立即流走,在讨论石头对水的作用时可以不考虑水的重力,g取10m/s2)?(13分)
参考答案:
本题解析:水从h高处落下可认为是自由落体运动,速度为v,则
(2分)
m/s①(2分)
设在很短时间t内有质量为m的水落到石头上,以它为研究对象,设石头对水的平均作
用力为F,取竖直向下为正方向,由动量定理得,
②,而
③
(5分)
由①②③式代入数据解得,
N(2分)
根据牛顿第三定律可知,水对石头的反作用力
=
N.(2分)
本题难度:简单
2、选择题 古有“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,并设兔子与树桩作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能为(g=10m/s2)( )
A.1m/s
B.1.5m/s
C.2m/s
D.2.5m/s
参考答案:取兔子奔跑的速度方向为正方向.
根据动量定理得-Ft=0-mv
v=Ftm
由F=mg
得到v=mgtm=gt=2m/s
故选:C
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 一个300 g的垒球,以20 m/s的速度飞来,运动员以棒击之,球以30 m/s的速度反方向飞回.设击球时间为0.02 s,求棒对球的平均作用力.
参考答案:750 N,方向与原球运动方向相反
本题解析:设球飞来的方向为正方向,则
v0="20" m/s,v1="-30" m/s
因为Ft=mv1-mv0,所以F合=
?="-750" N
即棒对球的平均作用力为750 N,方向与原球运动方向相反.
本题难度:简单
4、选择题 2005年7月26日,美国“发现号”航天飞机从肯尼迪航天中心发射升空,飞行中一只飞鸟撞上了航天飞机的外挂油箱,幸好当时速度不大,航天飞机有惊无险.假设某航天器的总质量为10t,以8km/s的速度高速运行时迎面撞上一只速度为10m/s、质量为5kg的大鸟,碰撞时间为1.0×10-5s,则撞击过程中的平均作用力约为( )
A.4×l09N
B.8×109?N
C.8×l012N
D.5×106?N
参考答案:飞鸟在极短时间内加速,以飞机运动方向为正方向,根据动量定理,有:
F?△t=m?△v-0
解得F=m△v△t=5×(8000-10)1.0×10-5≈4×109N
故选A.
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 在一对很大的平行正对金属板间可形成匀强电场,通过改变两金属板间的电压,可使其间的电场强度E随时间t按如图所示的规律变化.在这个电场中间,有一个带电粒子在t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,且运动过程中不接触金属板,则下列说法中正确的是( )
A.带电粒子一定只向一个方向运动
B.0s~3.0s内,电场力的冲量等于0,电场力的功小于0
C.4.0s未带电粒子回到原出发点
D.2.5s~4s内,电场力的冲量等于0