题目内容

3.将质量为m=1kg的小球从地面沿竖直方向抛出,抛出时的速度大小为v0=10m/s,小球落地的速度大小为5m/s,设小球上升下降过程中受到的空气阻力大小恒定且相等,则对于小球上升下落的整个过程,下列说法正确的是(  )
A.小球的动能变化为-37.5J,动量变化向下,大小为15Kg•m/s
B.重力对小球做的功为0,重力对小球的冲量也为0
C.合外力对小球做的共为-37.5J,合外力的冲量向下,大小为15N•s
D.小球克服空气阻力做的功为50J,空气阻力的总冲量方向向上

分析 分析物体的运动过程,根据动能变化量和动量变化量的定义求小球的动能变化量和动量变化量.明确物体的运动时间,求重力的冲量.由动量定理可求得合外力的冲量大小,根据动能定理求合外力做功.

解答 解:A、小球的动能变化为△Ek=$\frac{1}{2}m({v}^{2}-{v}_{0}^{2})$=$\frac{1}{2}×1×({5}^{2}-1{0}^{2})$=-37.5J.选初速度方向为正方向,动量变化量为△p=mv-m0=1×(-5)-1×10=-15Kgm/s,大小15Kgm/s,动量变化向下,故A正确;
B、重力做功只与始末位置的高度差有关,整个过程中,重力对小球做的功为0,重力对小球的冲量 I=mgt总≠0,故B错误;
C、根据动能定理知,合外力对小球做功 W合=△Ek=-37.5J.选初速度方向为正方向,合外力的冲量 I合=△p=-15N•s,大小15N•s,方向向下,故C正确;
D、对全过程运用动能定理得-W阻=△Ek=-37.5J,则小球克服空气阻力做的功为37.5J.上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度,则上升过程的时间小于下降过程的时间,上升过程空气阻力的冲量向下;下降过程空气阻力的冲量向上,上升过程的空气阻力冲量大,所以空气阻力的总冲量方向向下,故D错误;
故选:AC

点评 该题考查冲量与动量定理,要注意分析物体的运动过程,并明确上升的时间小于下降的时间是解题的关键,也是容易出现错误的地方.

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