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…——2022 高考物理第 7 题答案解析

2022_省自主命题(湖北)

2022 湖北 第 7 题 单选题 区分题
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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(  )

A. $\begin{array} { l r } { W _ { 2 } = 3 W _ { 1 } , } & { I _ { 2 } \le 3 I _ { 1 } } \end{array}$
B. $W _ { 2 } = 3 W _ { 1 } , I _ { 2 } \geq I _ { 1 }$
C. $W _ { 2 } = 7 W _ { 1 } , I _ { 2 } \leq 3 I _ { 1 }$
D. $W _ { 2 } = 7 W _ { 1 } , I _ { 2 } \geq I _ { 1 }$
参考答案

D

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力学
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区分题

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【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。

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