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1、备课组物理 1选修 3-5 第一章 碰撞与动量守恒 一、不定项选择题:(每小题 5 分,共 12 小题,共 60 分)1把一支水枪水平地固定在处于光滑水平面上的小车上,当枪发射出一颗子弹时,下列说法中正确的是A枪和子弹组成的系统动量守恒B枪和车组成的系统动量守恒C子弹、枪、车这三者组成的系统水平方向动量守恒D子弹的动量变化量与枪和车的动量变化量相同2人从高处跳到低处时,为了安全,一般都是让脚尖先着地,这是为了A减小冲量 B减小动量的变化量C增长和地面的冲击时间,从而减小冲力 D增大人对地的压强,起到安全作用3质量相同的 A、B 两木块从同一高度自由落下,如图 1 所示,当木块落至某一位置时,被
2、水平飞来的子弹很快地击中(设子弹没射出),则 A、B 两木块在空中的运动时间 tA、t B 的关系为At A=tB Bt AtB Ct AtB D无法确定4质量为 m 的小球 A,在光滑的水平面上以速度 v0 与质量为 2m 的静止小球 B 发生正碰,碰撞后,A 球的速率变为原来的 1/3,那么碰后 B 球的可能值是A B C D031v032v034035v5假设一小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空做匀速圆周运动,如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体 A。则下列说法中正确的是AA 与飞船都可能沿原轨道运动BA 的轨道半径一定减小,飞船的轨道半径一定增加CA 可能沿地球半径的方向竖直下
3、落,而飞船的轨道半径一定增大DA 的轨道半径可能增大,而飞船的轨道半径一定增大6质量分别为 m1 和 m2 的两个物体碰撞前后的位移-时间图象如图 2 所示,由图有以下说法:碰撞前两物体动量相同;质量m1 等于质量 m2;碰撞后两物体一起作匀速直线运动; 碰撞前两物体动量大小相等、方向相反。其中正确的有A B C D7质量为 1kg 的物体在距离地面 5m 高处,由静止开始自由落下,正落在以 5m/s 速度沿光滑水平面匀速行驶的装有砂子的小车中,车与砂的总质量为 4kg,当物体与小车相对静止后,小车的速度为A4m/s B5m/s C6m/s D3m/s8汽车拉着拖车在平直公路上匀速行驶,突然拖
4、车与汽车脱钩,而汽车的牵引力不变,各自受的阻力不变,则脱钩后,在拖车停止运动前图1图2备课组物理 2A汽车和拖车的总动量不变 B汽车和拖车的总动能不变C汽车和拖车的总动量增加 D汽车和拖车的总动能增加9一颗速度较大的子弹,水平击穿原来静止在光滑水平面上的木块。设木块对子弹的阻力恒定,则子弹入射速度增大时,下列说法正确的是A木块获得的动能变大 B木块获得的动能变小C子弹穿过木块的时间变长 D子弹穿过木块的时间变短10如图 3 所示,两物体 A、B 用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上,现同时对 A、B 两物体施加等大反向的水平恒力 F1、F 2,使 A、B 同时由静止开始运动,在运动过程中,对 A、
5、B 两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)A动量始终守恒 B机械能始终守恒C当弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大D当弹簧弹力的大小与 F1、F 2的大小相等时,A、B 两物速度为零。11在光滑水平面上,两球沿球心连线以大小相等的动量相向而行,并发生碰撞,下列现象可能发生的是A若两球质量相同,碰后以某一相等速率互相分开B若两球质量相同,碰后以某一相等速率同向而行C若两球质量不同,碰后以某一相等速率互相分开D若两球质量不同,碰后以某一相等速率同向而行12如图 4 所示,质量为 m 的小车的水平底两端各装一根完全一样的弹簧,小车底板上有一质量为 m/3 的滑块,滑块与
6、小车、小车与地面的摩擦力都不计。当小车静止时,滑块与小车、小车与地面的摩擦力都不计。当小车静止时,滑块以速度 v 从中间向右运动,在滑块来回与左右弹簧碰撞的过程中A当滑块速度方向向右,大小为 v/4 时,一定是右边的弹簧压缩量最大B右边弹簧的最大压缩量大于左边弹簧的最大压缩量C左边弹簧的最大压缩量大于右边弹簧的最大压缩量D两边弹簧的最大压缩量相等二、实验题:(2 小题,每空 5 分,共 30 分)13(10 分)某同学用如图 5(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 PQ 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
7、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 l0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 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 5 乙所示,其中米尺水平放置,且平行于 G、 R、 D 所在的平面,米尺的零点与 O 对齐。(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图 3v图 4图 5备课组物理 3球落点位置到
8、 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 球或 B 球的直径D测量 A 球和 B 球的质量(或两球质量之比)E测量 G 点相对于水平槽的高度14(20 分)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板 C 和 D 的气垫导轨以及滑块 A 和 B 来验证动量守恒定律,实验装置如图 6 所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:a用天平分别测出滑块 A、B 的质量mA、 mB。b调整气垫导轨,使导轨处于水平。c在 A 和 B 间放入一个被压缩的
9、轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。d用刻度尺测出 A 的左端至 C 板的距离 L1。e按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块 A、B 运动时间的计时器开始工作。当A、B 滑块分别碰撞 C、D 挡板时停止计时,记下 A、B 分别到达 C、D 的运动时间 t1和 t2。(1)实验中还应测量的物理量是_。(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是_,上式中算得的 A、B 两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是_。(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式。三、计算、论述和证明题:(共 60 分)15一个棒球重 70.0g,以 5.0m
10、/s 的速度向人迎面飞来,接球者对棒球施加 45.0N 的力,需要多久才能使棒球停止运动?(10 分)16证明:利用动量定理和牛顿运动定律证明物体在碰撞时,如果系统所受到的合外力为零,则系统的总动量保持不变。(12 分)17总质量为 M=150kg 的载人小船,以速率 v1=2m/s 在平静的湖面上匀速前进,若船内质量 m=50kg 的人,相对于船以速率 v2=5m/s 水平向后跳入水中,水的阻力不计,求人离船后船的速度是多大?(12 分)18气球和悬挂物总质量为 M,以速度 v 匀速上升(如图7)。到某高处悬线断裂,落下质量为 M/5 的悬挂物,落地时速度大小为 3v,求悬挂物落成地时气球的
11、速度大小。图 63vvv/4M/5MM/5图 7备课组物理 4(12 分)19如图 8 所示,在光滑水平轨道上有一小车质量为 M2,它下面用长为 L 的绳系一质量为M1 的砂袋,今有一水平射来的质量为 m 的子弹,它射入砂袋后并不穿出,而与砂袋一起摆过最大角度为 。不计悬线质量,试求子弹射入砂袋时的速度 V0 多大?(14 分)选修 3-5 第一章 碰撞与动量守恒答案一、不定项选择题:(每小题 5 分,共 12 小题,共 60 分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12选项 C C B AB CD BD A AD BD AC A D二、实验题:(2 小题,每空 5 分,共
12、30 分)13(1)64.7(5 分,答数在 64.265.2 范围内的都给分。)(2)A、B、D(5 分,不是 A、B、D 的均给零分。)14(1)B 的右端至 D 板的距离 L2(2) , 测量质量、时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨120BLmt不水平等造成误差。(学生只要答对其中两点即可)(3) 能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小,其表达式为 。221)()(tLmtEBAp三、计算、论述题:(共 60 分)15解:设棒球初速度方向为正,由动量定理可知,Ft=m(v t-v0)代数据得:t0.008s16证明:设两物体的质量为 m1、m 2;碰撞前的速度为 v1、v 2;碰撞后的速
13、度为v3、v 4;碰撞过程作用力大小为 F,时间为 t。根据动量定理有:图 8备课组物理 5对 m1 物体: 131vmFt对 m2 物体: 242再根据牛顿第三定律有: 则有: ,系统的总动量保持不变423121vv17解:设船速方向为正,人离开船后的速度为 v,根据动量守恒定律有:,代数可得,v=3.67m/s)()(21vmMv18解:Mv=4 Mv/5-3Mv/5 解得 v/=2v19解:由动量守恒定律:mv 0=(M1m)v 水平方向动量守恒,由动量守恒定律有:mv 0=(M1+M2+m)v1 由机械能守恒有:解得: 1120MmvgL(1cos)2 211 1()v(m)()(Mm)v