2013沪科版选修（3－5）第1章《碰撞与动能守恒》word能力提高

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1、BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具(时间：90 分钟；满分：100 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分在每小题给出的四个选项中，有的小 题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分， 有选错或不答的得 0 分) 1下列说法中正确的是( ) A物体做匀速直线运动时，物体受到的合外力的冲量为零 B当物体受到的合外力为零时，物体的动量一定为零 C作用在物体上的合外力越小，物体的动量变化量越小 D发生相互作用的物体，如果不受合外力作用，每个物体的动量保持不变 解析：选 A.由动量

2、定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化，动量的变化与物体的受 力有关合外力等于零时，动量不变，动量的变化除了与力有关外，还与时间有关 2.图 13 如图 13 所示，固定在水平地面上的斜面倾角为 ，质量为 m 的小物块静止在斜面上在 t 时间内，斜面对小物块的冲量大小和方向是( ) Amgtcos，垂直于斜面向上 B0 Cmgt，竖直向上 Dmgt，竖直向下 解析：选 C.物体受重力、支持力和斜面对物体的摩擦力，由共点力平衡知，斜面对物体的 支持力和摩擦力的合力与重力平衡，大小为 mg，方向竖直向上，由冲量的概念，斜面对物 体冲量大小为 mgt，方向竖直向上，故选 C. 3.图 14 如图

3、14 所示，质量相同的两木块 M、N，中间固定一轻弹簧，M 放在粗糙的水平面上， N 放在光滑的水平面上，用力将两物体靠近使弹簧压缩，此时弹簧的弹力大于 M 所受到的 最大静摩擦力，当松手后两物体被弹开的过程中，不计空气阻力，则对两木块，有( ) A动量守恒、机械能守恒 B动量守恒、机械能不守恒 C动量、机械能都不守恒 D加速度大小时刻相等 解析：选 C.机械能守恒的条件是除了重力、弹力以外，其他力不做功动量守恒的条件是 系统的合外力为零两木块在弹开的过程中，合外力不为零，摩擦力做负功动量不守恒， 机械能也不守恒，C 正确A、B 错误M 的合外力与 N 的合外力大小不等，根据牛顿第 二定律，D

4、 错误 4.图 15 小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图 15 所示，桶的前、后、底及侧面各装BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具有一个阀门，分别为 S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是( ) A打开阀门 S1 B打开阀门 S2 C打开阀门 S3 D打开阀门 S4 解析：选 B.根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由 0m水v水m车v车 知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，选项 B 正确 5两球 A、B 在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA1 kg，mB2 kg，

5、vA6 m/s，vB2 m/s.当 A 追上 B 并发生碰撞后，两球 A、B 速度的可能值是( ) AvA5 m/s，vB2.5 m/s BvA2 m/s，vB4 m/s CvA4 m/s，vB7 m/s DvA7 m/s，vB1.5 m/s 解析：选 B.虽然题中四个选项均满足动量守恒定律，但 A、D 两项中，碰后 A 的速度 vA 大于 B 的速度 vB，必然要发生第二次碰撞，不符合实际，即 A、D 项均错误；C 项中，两球碰后的总动能 Ek 后 mAvA2 mBvB257 J，大于碰前的总动能 Ek 前22 J，违背1212了能量守恒，所以 C 项错；而 B 项既符合实际情况，也不违背能

6、量守恒，所以 B 项对 6(2011 年大连高二检测)质量为 M 的木块放在光滑的水平面上，质量为 m 的子弹以水平 速度 v0射入木块并留在其中在此过程中木块所受的冲量应是( ) Amv0 Bmv0mv0/(Mm) CMmv0/(Mm) DMv0mv0/(Mm) 解析：选 C.由动量守恒得mv0(Mm)v 得 vmv0Mm 由动量定理得木块所受的冲量IMvMmv0Mm 故选项 C 正确 7一个人在地面上立定跳远的最好成绩是 x，假设他站立在船头要跳上距离在 L 远的平台 上，水对船的阻力不计，如图 16，则( )图 16 A只要 L0 时，气球可匀速上升；当 v20 时气球静止；当Mmv0m

7、v1Mv20 时气球下降所以，选项 A、B、C 均正确要使气球运动速度不变，则人的速度仍 为 v0，即人不上爬，显然不对，D 选项错图 18 10(2010 年高考福建卷)如图 18 所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙 的底板上放着一个小木块，木箱和小木块都具有一定的质量现使木箱获得一个向右的初 速度 v0，则下列说法正确的是( ) A小木块和木箱最终都将静止 B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 答案：B 二、填空题(本题共 2 小题，每小题 8

8、分，共 16 分把答案填在题中的横线上) 11.图 19 用如图 19 所示装置进行以下实验：先测出滑块 A、B 的质量 M、m 及滑块与桌面的动 摩擦因数 ，查出当地重力加速度 g；用细线将 A、B 连接，使 A、B 间弹簧压缩，滑块 B 紧靠桌边；剪断细线，B 做平抛运动，测出水平位移 s1、A 在桌面滑行距离 s2，为验证 动量守恒，写出还需测量的物理量及表示它的字母_，如果动量 守恒，需满足的关系式是_ 解析：为验证剪断细线后，A、B 被弹簧弹出的过程动量是守恒的，需测出 B 做平抛运动 的初速度和 A 做减速运动的初速度由于 B 做平抛运动，由题意可知还需知道桌面距地面的高度 h，则

9、可求得 B 的初速度 vBs1；A 做减速运动的初速度 vA，只需验证g2h2gs2BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具mvBMvA，即 ms1M.g2h2gs2答案：桌面距地面的高度 h ms1Mg2h2gs212某同学用图 110 甲所示装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定 律图中 EQ 是斜槽，QR 为水平槽实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止开 始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹重复上述操作 10 次，得到 10 个落点 痕迹，再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G

10、由静止开始滚下，和 B 球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作 10 次图甲中 O 点是水平槽末端 R 在记录纸上的垂直投影点B 球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平 放置，且平行于 G、R、O 所在的平面，米尺的零点与 O 点对齐图 110 (1)碰撞后 B 球的水平射程应取为_cm. (2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量_ A水平槽上未放 B 球时，测量 A 球落点位置到 O 点的距离 BA 球与 B 球碰撞后，测量 A 球落点位置到 O 点的距离 C测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比) D测量小球 A 和 B 的直径 解析：(1)B 球被碰

11、撞后将从水平槽末端飞出在空中做平抛运动，然后落在铺在地面上的白 纸上由于 B 球离开水平槽末端时的速度是水平的，所以水平槽末端就是 B 球做平抛运动 的起点这样 B 球的水平射程就是 B 球在地面上的落点到水平槽末端在地面上的垂点之间 的距离从题中知水平槽末端在地面白纸上的垂点恰好位于刻度尺的零点，图中还给出 10 次实验中 B 球在白纸上的 10 个落点用尽可能小的圆把这 10 个 B 球落点圈在里面，并使 这 10 个落点尽可能均匀分布在圆内，这个圆的圆心就是 B 球落点的平均位置利用图中 给出的刻度尺就可估读出 B 球的水平射程应为 64.7 cm. (2)由于 B 球是放在水平槽上，所

12、以 A、B 两球的水平射程的起点都是 O 点，应选 A、B 两 项设未放 B 球时，A 球的落点为 P，放 B 球后，A、B 两球碰后的落点分别为 M 和 N， 由于两球平抛运动的高度相同，空中飞行的时间 t 相同，所以验证关系式：mAO mAOPmBO ，即验证动量守恒：mAvAmAvAmBvB 成立，这样需要测量 A 和 B 两球的MN质量(或其比值)、O 、O和 O ，而不需要测量小球 A 和 B 的直径正确答案为 ABC.PMN答案：(1)64.7 (2)ABC 三、计算题(本题共 4 小题，共 44 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤只写出最后答案的不能得分有数值计

13、算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.图 111 (10 分)如图 111 所示，质量为 2 kg 的物体沿倾角为 30，高为 5 m 的光滑斜面由静止开 始从顶端下滑到底端的过程中，求： (1)重力的冲量； (2)支持力的冲量；BatchDoc-Word 文档批量处理工具BatchDoc-Word 文档批量处理工具(3)合外力的冲量 解析：由于物体下滑过程中各力均为恒力，所以只要求出下滑时间便可以用公式 IFt 逐 个求出，由牛顿第二定律 Fma 得： 下滑的加速度为：agsin5 m/s2由 s at2得下滑时间为：ts2 s，122sa2 105所以重力的冲量为：IGmgt210

14、2 Ns40 Ns； 支持力的冲量为：INNtmgcos30t20Ns；3合外力的冲量为：I合F合tmgsint20 Ns. 答案：(1)40 Ns (2)20 Ns (3)20 Ns314(10 分)空中飞行的炸弹在速度沿水平方向的时刻发生爆炸，炸成质量相等的两块，其 中一块自由下落，另一块飞出，落在离爆炸点水平距离为 s 处已知炸弹爆炸前瞬间速度 大小为 v0，试求爆炸点离地面的高度 解析：爆炸后自由下落的一块的速度为零，设另一块爆炸后的速度为 v，由动量守恒定律，得 mv0 mv，则 v2v0.这一块做平抛运动的时间为 t ，则爆炸点离地面的高度为12svs2v0h gt2.12gs28

15、v2 0答案：gs28v2 0 15(12 分)图 112 质量分别为 m1、m2的小球在一直线上做弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移时间图像如图 112 所示，若 m11 kg，m2的质量等于多少？ 解析：从位移时间图像上可看出 m1和 m2于 t2 s 时在位移等于 8 m 处碰撞，碰前 m2的 速度为 0，m1的速度 v0s/t4 m/s 碰撞后，m1的速度 v12 m/s， m2的速度 v22 m/s， 由动量守恒定律得 m1v0m1v1m2v2， m23 kg. 答案：3 kg 16(12 分)图 113 如图 113，A、B、C 三个木块的质量均为 m，置于光滑的水平桌面上，B、C 之间有一轻 质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把 B 和 C 紧 连，使弹簧不能伸展，以至于 B、C 可视为一个整体现 A 以初速 v0沿 B、C 的连线方向 朝 B 运动，与 B 相碰并粘合在一起此后细线突然断开，弹簧伸展，从而使 C 与 A、B 分 离已知 C 离开弹簧后的速度恰为 v0.求弹簧释放的势能 解析：设碰后 A、B 和 C 的共同速度的大小为 v，由动量