7. 一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到 $5 \nu _ { \mathfrak { c } }$ 。前后两段时间内,合外力对质点做功分别为 $W _ { 1 }$ 和 $W _ { 2 }$ ,合外力的冲量大小分别为 $I _ { 1 }$ 和 $I _ { 2 }$ 。下列关系式一定成立的是( )
参考答案
D
2022_省自主命题(湖北)
7. 一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到 $5 \nu _ { \mathfrak { c } }$ 。前后两段时间内,合外力对质点做功分别为 $W _ { 1 }$ 和 $W _ { 2 }$ ,合外力的冲量大小分别为 $I _ { 1 }$ 和 $I _ { 2 }$ 。下列关系式一定成立的是( )
D
【答案】D
【解析】
【详解】根据动能定理可知
$$ W _ {1} = \frac {1}{2} m (2 v) ^ {2} - \frac {1}{2} m v ^ {2} = \frac {3}{2} m v ^ {2} $$
$$ W _ {2} = \frac {1}{2} m (5 v) ^ {2} - \frac {1}{2} m (2 v) ^ {2} = \frac {2 1}{2} m v ^ {2} $$
可得
$$ W _ {2} = 7 W _ {1} $$
由于速度是矢量,具有方向,当初、末速度方向相同时,动量变化量最小,方向相反时,动量变化量最大,因此冲量的大小范围是
$$ m v \leq I _ {1} \leq 3 m v $$
$$ 3 m v \leq I _ {2} \leq 7 m v $$
比较可得
$$ I _ {2} \geq I _ {1} $$
一定成立。
故选 D。