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专题四 动量中的图像问题
知识点一、动量中的图像问题
(1)首先看清楚所给图像的种类(如F-t 图像、P-t 图像等)。
(2)挖掘图像的隐含条件一一求出所需要的物理量,如由F-t 图像所包围的“面积”求冲量,由P-t
图像的斜率求冲量等
知识点二、其他图像问题
1.基本思路
(1)解读图象的坐标轴,理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义.
(2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息.
2.解题技巧
(1)应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图象类题型的解题准确率和速度.
(2)分析转折点、两图线的交点、与坐标轴交点等特殊点和该点前后两段图线.
(3)分析图象的形状变化、斜率变化、相关性等.
类型1 动量中的F-t 图
1.(2023 秋•浦东新区校级期中)在水平力F 的作用下,物块由静止开始在光滑水平地面上做直线
运动,水平力F 随时间t 变化的关系如图所示,则( )
1
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A.3s 时物块的速度方向发生变化
B.3s 时物块离初始位置的距离最远
C.0~6s 时间内水平力F 的冲量为24N•s
D.0~6s 时间内水平力F 对物块所做的功为0J
【解答】解:A、3s 时物块受合外力反向,即加速度反向,只是要减速,而速度方向不发生变化,
故A 错误;
B、3s 之前物体沿正方向加速,3s 之后物体沿正方向减速,由对称性可知,在6s 时物块速度减
为零,此时离初始位置的距离最远,故B 错误;
C、因F﹣t 图像的面积等于力F 的冲量,横轴上方冲量为正,下方冲量为负,可知0~6s 时间内
水平力F 的冲量为零,故C 错误;
D、由选项B 中知道,6s 末物块速度减小为零,所以0~6s 时间内动能变化为零,即水平力F 对
物块所做的功为0J,故D 正确。
故选:D。
2.(2022 春•邳州市月考)如图甲,足够长的光滑斜面倾角为30°,t=0 时质量为0.2kg 的物块在
沿斜面方向的力F 作用下由静止开始运动,设沿斜面向上为力F 的正方向,力F 随时间t 的变化
关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置,重力加速度g 取10m/s2,则物块( )
A.在0~1s 时间内合外力的功率为5W
B.在t=2s 时动能为零
C.在0~2s 时机械能增加了2.5J
D.在t=3s 时速度大小为10m/s
【解答】解;A 、0﹣1s 内由动量定理得:Ft﹣mgsin30°• t =mv ,代入得:2N• s﹣
0.2×10×0.5×1N• s =0.2v ,解得v =5m/s ,由动能定理得0﹣1s 内合外力的功为W
= 1
2 m v
2= 1
2 ×0.2×25 J =2.5 J
所以在0﹣1s 内合外力的功率为2.5W,故A 错误;
B、0﹣2s 内由动量定理得:Ft﹣mgsin30°•t=mv,代入得:2N•s﹣0.2×10×0.5×2N•s=0.2v,解
2
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得v=0,所以t=2s 时动能为零。故B 正确;
C、由A 项分析可知0﹣1s 时间内物块的位移为x=2.5m,WF=Fx=2×2.5J=5J,所以在0﹣2s
内物块机械能增加了5J,故C 错误;
D、0﹣3s 内由动量定理得:Ft﹣mgsin30°•t=mv,代入得:2N•s﹣0.2×10×0.5×3N•s﹣3×1N•s=
0.2v 解得v=﹣20m/s,故D 错误。
故选:B。
3.(2023•皇姑区校级模拟)如图甲所示,一小物块在水平向右的推力F 作用下从A 点由静止开始
向右做直线运动,力F 的大小随时间变化的规律如图乙所示,小物块块的质量m=1kg,与台面
间的动摩擦因数μ=0.1,g=10m/s2。则小物块在t=1.5s 时刻的速度( )
A.7
10 m/ s
B.9
10 m/ s
C.5
12 m/ s
D.11
12 m/ s
【解答】解:小物块与台面间的最大静摩擦力为:fm=μmg=0.1×1×10=1N
可知当F 大于1N 之后物块开始运动,由F﹣t 图像可知F=1N 对应时刻为t1= 1
6
s
根据F﹣t 图像与坐标轴围成的面积表示力F 的冲量,可得1
6
s~1.5s 时间内F 的冲量为:
IF= 1+2
2
×(1- 1
6 )N•s+2×(1.5﹣1)N•s=2.25N•s
取向右为正方向,根据动量定理可得:IF﹣μmgΔt=mv﹣0,其中Δt=1.5s- 1
6
s= 4
3
s
解得:v= 11
12
m/s,故D 正确、ABC 错误。
故选:D。
4.(2023•鞍山三模)质量m=2kg 的物体在合外力F 的作用下从静止开始做直线运动。物体所受
的合外力F 随时间t 变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
3
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A.物体先做匀加速直线运动,再做加速度减小的减速运动
B.4s 末物体的速度为零
C.6s 内合外力的冲量为4N•s
D.6s 内合外力做功为8J
【解答】解:A.由图可知,0~4s 合力方向不变,则物体先做匀加速直线运动,再做加速度减
小的加速度运动,最后做加速度增大的减速运动,故A 错误;
B.由动量定理可知,合外力冲量等于物体动量的变化量,物体从静止开始运动,0~4s 内有Ft
=mΔv
在F﹣t 图像中,合外力的冲量即为图线与时间轴所围成图形的面积,有
2×2N•s+ 1
2 ×(4﹣2)×2N•s=2kg×v4
解得v4=3m/s,故B 错误;
C.0~2s 合力冲量为I2=2×2N•s=4N•s,2~6s 合力的冲量为0,设6s 内合外力的冲量为I,则
I=I2=4N•s,故C 正确;
D.0~6s 的过程中,由动量定理得I=mv6﹣0
代入数据解得v6=2m/s
由动能定理得W= 1
2
mv6
2-0
代入数据解得6s 内合外力做功为W=4J,故D 错误。
故选:C。
5.(2022 春•麒麟区校级期中)原来静止的物体受合外力作用时间为2t0,作用力随时间的变化情
况如图所示,则( )
4
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A.0~t0时间内物体的动量变化与t0~2t0时间内的动量变化相同
B.0~t0时间内物体的平均速率与t0~2t0时间内的平均速率不等
C.t=2t0时物体的速度为零,外力在2t0时间内对物体的冲量为零
D.0~2t0时间内物体的位移为零,外力对物体做功为零
【解答】解:A、合外力的冲量等于物体动量的改变量,故图线与时间轴围成的面积等于物体动
量的改变量。面积在时间轴上方表示动量增加,面积在时间轴下方表示动量减少,由于面积相
同,动量变化大小相同,但方向相反,动量的变化是矢量,所以动量变化不相同,故A 错误;
BC、物体在0~t0时间内动量变化与t0~2t0时间内动量变化大小相同,方向相反,所以在0~2t0
时间内动量变化为零,已知物体初速度为零,则在2t0时刻的速度也为零,由动量定理合力的冲
量等于物体动量的变化,可知外力在2t0时间内对物体的冲量为零,在0~t0时间内物体做匀加速
运动,设物体在t0 时刻的速度为v,则物体速度从0 增加到v,平均速度v1= 0+ v
2
= v
2
,在t0~
2t0时间内物体做匀减速运动,速度从v 减为0,平均速度v2= v +0
2
= v
2
,所以两段时间内平均速
率相同,故B 错误,C 正确;
D、在t0~2t0时间内物体的外力反向,但是速度方向没有变化,与0~t0时间内物体运动方向相
同,故物体的位移不为零,物体初速度为零,2t0时刻的速度也为零,则物体动能变化为零,由
动能定理可知外力对物体做的功为零,故D 错误。
故选:C。
6.(2022 秋•渝中区校级期末)一质量为1kg 的物块,在水平力F 的作用下由静止开始在水平地面
上做直线运动,F 与时间t 的关系如图所示,已知物块与地间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g
取10m/s2,下列选项正确的是( )
5
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A.物体在3s 末的动量大小12kg•m/s
B.水平力F 在前4s 内的冲量大小为16N•s
C.物体在5s 末的速度大小为2m/s
D.6s 末动量大小为12kg•m/s
【解答】解:物体运动过程中受到的滑动摩擦力的大小为:f=μmg=0.2×1×10N=2N,根据图
像可知拉力大小为F=4N。
A、在t1=3s 内由动量定理可得:p1=Ft1﹣ft1,解得物体在3s 末的动量大小为:p1=6kg•m/s,
故A 错误;
B、水平力F 在前4s 内的冲量大小为I=Ft1﹣Ft2=4×3N•s﹣4×1N•s=8N•s,故B 错误;
C、物体速度为零时,由动量定理可得:Ft1﹣Ft3﹣f(t1+t3)=0,代入数据解得:t3=1s,所以
在4s 末物体的速度为零。
从4s 末到5s 末由动量定理得:(F﹣f)Δt=mv,解得物体在5s 末的速度大小为:v=2m/s,故
C 正确;
D、从4s 末到6s 末由动量定理得:p2=(F﹣f)Δt′=(4﹣2)×2kg•m/s=4kg•m/s,故D 错误。
故选:C。
类型2 动量中的v-t 图像
7.(2023 春•哈尔滨期末)如图甲所示,质量m=2kg 的物块A 以初速度v0=2m/s 滑上放在光滑水
平面上的长木板B 的左端,A、B 的速度随时间变化的图像如图乙所示,重力加速度g 取
10m/s2,由此可求出( )
A.长木板B 的质量为1.2kg
6
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B.物块A 与长木板B 之间动摩擦因数为0.2
C.长木板B 长度至少为1m
D.物块A 与长木板B 组成系统损失机械能为5J
【解答】解:A、取向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(m+mB)v,由图知v=1m/s,
解得mB=2kg,故A 错误;
B、由图象可知,木板B 加速运动时的加速度为a= Δv
Δt = 1
1
m/s2=1m/s2,对B 根据牛顿第二定律
μmg=mBa,得出动摩擦因数为:μ=0.1,故B 错误;
C、木板B 的最小长度等于0~1s 内A 与B 间相对位移的大小,即图象中三角形的面积,即为:
L= 1
2 ×2×1 m=1m,故C 正确;
D、0~2s 内,A、B 系统机械能的损失为:ΔE=μmgL=0.1×2×10×1J=2J,故D 错误。
故选:C。
8.(2023•沙河口区校级开学)如图甲所示,物块A、B 静止在光滑水平地面上,中间用一轻质弹
簧连接,初始时弹簧处于原长,给A 一水平向右的瞬时速度v0,之后两物块的速度随时间变化
的图像如图乙所示,已知弹簧始终处于弹性限度内,t1、t3 时刻弹簧的弹性势能分别为Ep0、
15
64 E p0,则下列说法正确的是( )
A.A、B 的质量之比为1:3
B.t2时刻B 的速度为v0
3
C.t2时刻弹簧的弹性势能为3
4 E p0
D.t3时刻A、B 的速率之比为3:5
【解答】解:设A 的质量为m1,B 质量为m2。
A、根据图乙可知在t1时刻两物块速度相等,取向右为正方向,根据动量守恒定律有:
7
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m1v0=(m1+m2)v0
3
,解得:m1:m2=1:2,故A 错误;
B、根据图乙可知t2时刻A 的速度为零,取向右为正方向,根据动量守恒定律有:
m1v0=m2v1,解得t2时刻B 的速度为:v1=0.5v0,故B 错误;
C、从0~t1时间内,根据能量守恒可得:1
2m1v0
2= 1
2(m1+m2)(v0
3
)2+EP0
从0~t2时间内,根据能量守恒可得:1
2
m1v0
2= 1
2
m2(0.5v0)2+EP2
联立解得:EP2= 3
4 E p0,故C 正确;
D、t3时刻,取向右为正方向,根据动量守恒定律有:m1v0=m1v3+m2v4
根据能量守恒定律有:1
2
m1v0
2= 1
2
m1v3
2+ 1
2
m2v4
2+ 15
64 E p0
联立解得:解一:v3=- 1
4
v0,v4= 5
8 v0,解二:v3= 11
12 v0,v4= 1
24 v0
结合图乙可知解二不符合题意,则t3时刻A、B 的速率之比为:v3
v4
=
1
4 v0
5
8 v0
= 2
5
,故D 错误。
故选:C。
9.(2023•鼓楼区校级一模)如图甲所示,物块A、B 的质量均为2kg,用轻弹簧拴接,放在光滑
的水平地面上,物块B 右侧与竖直墙壁接触但不黏连。物块C 从t=0 时以一定速度向右运动,
在t=4s 时与物块A 相碰,并立即与物块A 粘在一起不再分开,物块C 的v﹣t 图像如图乙所示。
下列说法正确的是( )
A.物块C 的质量为2kg
B.物块B 离开墙壁前,弹簧的最大弹性势能为40.5J
C.4s 到12s 的时间内,墙壁对物块B 的冲量大小为0
D.物块B 离开墙壁后,物块B 的最大速度大小为3.6m/s
8
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【解答】解:A.由图可知,C 与A 碰前速度v1=9m/s,碰后速度v2=3m/s,C 与A 碰撞过程满
足动量守恒定律,以C 初速度方向为正方向,由动量守恒定律有mCv1=(mA+mC)v2
得mC=1kg
故A 错误;
B.AC 粘在一起速度变为0,弹簧弹性势能最大,根据能量转化和守恒,最大弹性势能
E p= 1
2 (mA+mC)v2
2=13.5 J
故B 错误;
C.由图可知,12s 末A 和C 速度v3=﹣3m/s,4s 到12s 过程中墙壁对物体B 的冲量大小等于弹
簧对物体B 的冲量大小,也等于弹簧对A 和C 整体的冲量大小,墙对B 冲量I=(mA+mC)v3﹣
(mA+mC)v2
得I=﹣18N⋅s
方向向左,故C 错误;
D.物块B 刚离开墙壁时,由机械能守恒定律,AC 向左运动速度大小3m/s,物块B 离开墙壁后,
系统动量守恒、机械能守恒,以速度v3方向为正方向,当弹簧再次恢复原长时,物体B 速度最
大,则有
(mA+mC)v3=(mA+mC)v4+mBvB
1
2 (mA+mC)v3
2= 1
2 (mA+mC)v4
2 + 1
2 mB vB
2
得vB=3.6m/s
物块B 最大速度3.6m/s,故D 正确。
故选:D。
10.(2023•衡水模拟)在光滑水平面上沿一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ发生正碰,碰后立即粘在一
起运动,碰撞前滑块Ⅰ、Ⅱ及粘在一起后的速度—时间图像分别如图中的线段a、b、c 所示。由
图像可知( )
A.碰前滑块Ⅰ的动量比滑块Ⅱ的动量小
B.滑块Ⅰ的质量与滑块Ⅱ的质量之比为3:5
C.滑块Ⅰ的质量与滑块Ⅱ的质量之比为5:3
9
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D.碰撞过程中,滑块Ⅰ受到的冲量比滑块Ⅱ受到的冲量大
【解答】解:A、碰撞后的总动量为正,根据动量守恒定律,碰撞前的总动量也为正,故碰撞前
滑块Ⅰ的动量较大,故A 错误;
BC、观察图象可知,碰前滑块Ⅰ的速度大小为v1=5m/s,方向沿正方向,滑块Ⅱ的速度大小为
v2=3m/s,方向沿负方向,碰撞后共同速度大小为v=2m/s,方向为正,取滑块Ⅰ的初速度方向
为正方向,根据动量守恒定律,有:m1v1﹣m2v2=(m1+m2)v,解得3m1=5m2,即滑块 I 的质
量与滑块Ⅱ的质量之比为5:3,故B 错误;
D、碰撞过程中,二者之间的弹力大小相等、方向相同,且作用时间相等,所以滑块Ⅰ受到的冲
量与滑块Ⅱ受到的冲量等大、反向,故D 错误。
故选:C。
(多选)11.(2023 春•香坊区校级期末)质量分别为2m 和m 的A、B 两个物体,分别在水平恒
力F1和F2的作用下沿水平面运动,运动一段时间后,撤去F1、F2,物体只在摩擦力作用下减速
到停止,其v﹣t 图像如图所示。则在两物体运动的整个过程中,下列说法正确的是( )
A.物体A、B 所受摩擦力大小之比为1:3
B.物体A、B 所受摩擦力大小之比为1:1
C.F1和F2对物体A、B 的冲量大小之比为1:3
D.F1和F2对物体A、B 的冲量大小之比为1:1
【解答】解:A、对图像进行分析,可以得知外力F1与外力F2持续的时间不相等,因为再撤去
外力后,物体A 、B 就只受摩擦力,所以可以得出A 、B 的摩擦力分别为
f A =2maA 1= 2m v0
2t0
= m v0
t0
、f B=maB1= m v0
t0
,所以fA:fB=1:1。故A 错误,B 正确。C、由
于冲量I =Ft ,所以由图可知IA =F1t0 、IB =2F2t0 ,由牛顿第二定律可以得知:
F1= f A+2maA 2= f A+ 2m v0
t0
= 3m v0
t0
、F2= f B+maB2= f B+ m v0
2t0
= 3m v0
2t0
,所以IA:IB=1:
1。故C 错误,D 正确。
10
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故选:BD。
类型3 动量中的x-t 图像
(多选)12.(2023 秋•光明区校级期中)在光滑水平面上有两小球沿同一条直线运动,发生碰撞
且碰撞时间极短。碰撞前后两球在同一直线运动的位置随时间变化的x﹣t 图像如图。下列说法
正确的是( )
A.m1、m2球的质量比为1:3
B.碰撞前后m1的动量变化量大于m2
C.两球发生的碰撞为弹性碰撞
D.两球发生的碰撞为非弹性碰撞
【解答】解:AB、根据x﹣t 图像可知碰撞前m1做匀速运动,m2静止;
碰撞前m1的速度为:v0= Δx
Δt = 8
2
m/s=4m/s
碰撞后m1的速度为:v1= Δ x1
Δt1
= 0-8
6-2
m/s=﹣2m/s
碰撞后m2的速度为:v2= Δ x2
Δt2
= 16-8
6-2
m/s=2m/s
碰撞过程中满足动量守恒定律,所以碰撞前后m1的动量变化量等于m2的动量变化量;
取m1初速度方向为正方向,根据动量守恒定律可得:m1v0=m1v1+m2v2
解得:m1:m2=1:3,故A 正确、B 错误;
CD、碰撞前系统的动能为:Ek0= 1
2 m1v0
2= 1
2 m1×4
2=8m1
碰撞后系统的动能为:Ek= 1
2 m1v1
2+ 1
2 m2v2
2
解得:Ek=8m1,说明碰撞前后系统机械能不变,则为弹性碰撞,故C 正确、D 错误。
故选:AC。
11
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(多选)13.(2023 春•信阳期末)A、B 两球沿一直线发生正碰,图中的s﹣t 图记录了两球碰撞
前后的运动情况,图中的a、b 分别是A、B 两球碰前的s﹣t 图线,c 是碰撞后的s﹣t 图线(图线
a 与纵轴的交点坐标为9),若B 球的质量为mB=1kg。则由图可知( )
A.球A 的质量mA=2kg
B.碰撞前球A 的动量大小为5kg•m/s
C.碰撞过程中,球A 受到的冲量大小为3N•s
D.碰撞过程中,球B 动量变化的大小为1kg•m/s
【解答】解:A.位移—时间图像斜率表示速度,根据s﹣t 图像可知,A 碰前速度为:vA= 4 -9
2
m/s=﹣2.5m/s
B 碰前速度为:vB= 4 -0
2
m/s=2m/s
A、B 碰后共速,共同速度为:vAB= 2- 4
4 -2
m/s=﹣1m/s
A、B 两球碰撞时满足动量守恒,取b 的初速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:
mAvA+mBvB=(mA+mB)vAB
解得mA=2kg,故A 正确;
B.根据动量定义,碰撞后球A 的动量为:pA=mAvAB=2kg×(﹣2.5m/s)=﹣5kg•m/s(负号表
示负方向),所以碰撞前球A 的动量大小为5kg•m/s,故B 正确;
C.碰撞过程中,根据动量定理,球A 受到的冲量为:I=mAvAB﹣mAvA=[2×(﹣1)﹣2×(﹣
2.5)]N•s=3N•s,故C 正确;
D.碰撞过程中,球B 动量变化为ΔPB=mBvAB﹣mBvB=[1×(﹣1)﹣1×2]kg•m/s=﹣3kg•m/s
(负号表示负方向),故D 错误。
故选:ABC。
(多选)14.(2022 秋•慈溪市期末)如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球A、B 发生正碰,
小球的质量分别为m1和m2,图乙为它们碰撞前后的x﹣t 图像。已知m1=0.1kg,由此可以判断
12
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( )
A.碰前B 静止,A 向右运动
B.碰后A 和B 都向右运动
C.由动量守恒可以算出m2=0.3kg
D.碰撞过程中系统损失了0.4J 的机械能
【解答】解:A、由s﹣t(位移—时间)图象的斜率得到,碰前B 的位移不随时间而变化,处于
静止。A 向右速度大小为v1= Δs
Δt
,代入数据得:v1=4m/s,方向只有向右才能与B 相撞。故A
正确;
B、由图读出,碰后B 的速度为正方向,说明向右运动,A 的速度为负方向,说明向左运动。故
B 错误;
C、由图求出碰后B 和A 的速度分别为v2′=2m/s,v1′=﹣2m/s,根据动量守恒定律得,m1v1
=m2v2′+m1v1′,代入解得,m2=0.3kg。故C 正确。
D、碰撞过程中系统损失的机械能为ΔE= 1
2 m1v1
2- 1
2 m1v '1
2- 1
2 m2v '2
2,代入解得,ΔE=0,故D
错误。
故选:AC。
15.(2022 春•南阳期末)质量分别为2kg、3kg 的小球a、b 在光滑的水平地面上发生碰撞,碰撞
前后两球的x﹣t 图像如图所示,可知( )
13
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A.碰后小球a 的动量为8kg•m/s
B.碰后小球b 的动量为﹣3kg•m/s
C.碰撞前后小球a 的动量变化量为﹣8kg•m/s
D.碰撞过程中无能量损失
【解答】解:AB.由图像可知,碰撞后小球a 的速度为﹣1m/s,b 的速度为4m/s,那么a 的动量
分别为Pa=﹣1×2kg•m/s,b 的动量为pb=3×4kg•m/s=12kg•m/s
故AB 错误;
C.碰撞前小球a 的动量为pa=2× 5-0
1-0 kg⋅m/ s=10kg⋅m/ s
碰撞前后小球a 的动量变化量为Δpa=p'a﹣pa=﹣12kg⋅m/s
故C 错误;
D .由Ek = p
2
2m
碰撞前后系统总动能分别为Ek 1= pa
2
2ma
= 10
2
2×2 J =25 J,
Ek 2= p'a
2
2ma
+ p'b
2
2mb
= (-2)
2
2×2 J + (12)
2
2×3 J =25 J
即Ek1=Ek2
碰撞过程中无能量损失,故D 正确。
故选D。
(多选)16.(2022 秋•让胡路区校级月考)机器人大赛中,A、B 两相同机器人在同一直线上运
动的位移—时间(x−t)图像如图所示,A 的图像为直线,B 的图像为过原点的抛物线,C、D 为
两图像的交点,机器人可看成质点,所受阻力相等,则( )
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A.t1时刻B 追上A,运动过程共相遇两次
B.0~t1时间段内B 的平均速度小于A 的平均速度
C.0~t1时间段内牵引力对B 做功小于对A 做的功
D.t1~t2时间段内B 所受牵引力的冲量大于A 所受牵引力的冲量
【解答】解:A.x﹣t 图像中交点表示同一时刻到达同一位置,由图像可知,t1时刻A 追上B,t2
时刻B 追上A,故A 错误;
B.由图可知,0~t1时间段内,A 和B 的位移相等,则平均速度相等,故B 错误;
C.x﹣t 图像中图像的斜率表示物体的速度,由图可知,在t1时刻,A 物体的速度大于B 物体的速
度,A 和B 的位移相等,由动能定理有
WA﹣fx= 1
2 m v A
2
WB﹣fx= 1
2 m vB
2
可得:WA>WB,故C 正确;
D.x﹣t 图像中图像的斜率表示物体的速度,由图可知,物体A 做匀速直线运动,物体B 做加速
运动,由牛顿第二定律有
FA﹣f=0,FB﹣f=maB
可得FB>FA
由公式I=Ft 可知,t1~t2时间段内B 所受牵引的冲量大于A 所受牵引力的冲量,故D 正确。
故选:CD。
类型4 动量中的P-t 图象
(多选)17.(2022•株洲一模)甲、乙两物体以相同的初动量在水平面上做匀减速直线运动,直
到停止,其动量随时间变化的p﹣t 图像如图所示,已知甲、乙两物体与地面间的动摩擦因数相
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同,则在此过程中( )
A.甲、乙两物体的质量之比为2:1
B.甲、乙两物体的质量之比为1:2
C.甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为2:1
D.甲、乙两物体受到的摩擦力做功之比为1:2
【解答】解:AB、根据牛顿第二定律得:a= μmg
m = μg,由此可知,两个物体在水平面上的加
速度相同;
根据p﹣t 图像可知,t 甲:t 乙=1:2,根据速度—时间公式0﹣v0=at 可知,v 甲:v 乙=1:2,而
因为p=mv 相等,则甲、乙两物体的质量之比为2:1,故A 正确,B 错误;
CD、根据动能定理可知,合外力做的功等于动能的变化量,在本题中合外力为物体受到的摩擦
力,则摩擦力做功的多少等于物体的动能,即W f = Ek = p
2
2m
,则甲、乙两物体受到的摩擦力做
功之比为1:2,故C 错误,D 正确;
故选:AD。
18.(2011 春•黄州区校级期中)沿同一直线甲、乙两物体分别在合外力F1、F2作用下做直线运动,
甲在t1时间内,乙在t2时间内动量P 随时间t 变化的P﹣t 图象如图所示,设甲物体在t1时间内所
受冲量大小为I1,乙物体在t2时间内所受冲量大小为I2,则两物体所受外力F 及其冲量I 的大小
关系是( )
A.F1>F2 I1=I2
B.F1<F2 I1<I2
C.F1>F2 I1>I2
D.F1=F2 I1=I2
【解答】解:由动量定理得:I=ΔP,所以:I1=0﹣P0=﹣P0,I2=P0﹣0=P0=﹣I1;所以两次
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的冲量大小相等;
根据量的定义:I=Ft,由图可得t1<t2,所以F1>F2。
故选:A。
(多选)19.(2018 秋•莲湖区校级月考)沿同一直线甲、乙两物体分别在合外力F1、F2作用下做
直线运动,甲在t1时间内,乙在t2时间内动量P 随时间t 变化的P﹣t 图象如图所示,设甲物体在
t1时间内所受冲量大小为I1,乙物体在t2时间内所受冲量大小为I2,则两物体所受外力F 及其冲
量I 的大小关系是( )
A.F1>F2
B.F1<F2
C.I1>I2
D.I1=I2
【解答】解:CD、由动量定理得:I=ΔP,所以:I1=0﹣P0=﹣P0,I2=P0﹣0=P0=﹣I1;所以
两次的冲量大小相等;则C 错误,D 正确
AB、根据量的定义:I=Ft,由图可得t1<t2,所以F1>F2.则A 正确,B 错误
故选:AD。
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