2021-2022学年高二年级上册学期物理人教版选择性必修第一册第一章动量守恒定理全章质量过关分层试题【含答案】_第1页
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第一章动量守恒定理全章质量过关分层试题-2021-2022学年人教版高中物理选择性必修第一册

一、单选题

1.下列关于动量的说法中不正确的是()

A.同一物体的动量越大,则它的速度越大

B.动量相同的物体,速度方向一定相同

C.质量和速率相同的物体,其动量一定相同

D.一个物体动量改变,则其速率不一定改变

2.如图所示,轻弹簧竖直立在地面上,一个质量为0.5kg的小球从距弹簧上端正上方0.8m处由静止释放。

从小球接触弹簧到第一次脱离弹簧共用时0.5s,不计空气阻力,弹簧的形变在弹性限度内,重力加速度g

miOrn/s2,则小球与弹簧接触过程中弹簧对小球的平均作用力大小为()

A.13NB.8NC.3ND.18N

3.一枚火箭搭载着卫星以速率%进入太空预定位置,有控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质

量为犯,后部分的箭体质量为〃?2,分离后箭体以速率匕沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系

统质量的变化,则分离后卫星的速度K为()

4.距地面高〃处以速度%水平抛出质量为小的物体,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是

()

A.落地时重力的功率为“为屈

2

B.落地时物体动量大小为,瀛-%)

C.若抛出时的速度大小为2%,则落地时重力的功率变大

D.若抛出时的速度大小为2%,则从抛出到落地物体动量变化量不变

5.如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球向右拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小

车,不计一切摩擦,小球向左摆到最低点过程中()

A.小车和小球组成的系统动量守恒B.车的机械能守恒

C.细绳中的拉力对小车做正功D.小球的机械能增加

6.如图所示,A、B两个大小相同、质量不等的小球放在光滑水平地面上,A以3m/s的速率向右运动,B以

lm/s的速率向左运动,发生正碰后A、B两小球都以2m/s的速率反弹,则A、B两小球的质量之比为()

匕为

---------------><-------

A.5:3B.3:5C.1:1D.3:1

7.在某次军演时,一炮弹由地面斜向上发射,假设当炮弹刚好到最高点时爆炸,炸成两部分P、Q,其中P

的质量大于Q。已知爆炸后P的运动方向与爆炸前的运动方向相同,假设爆炸后P、Q的速度方向均沿水平

方向,忽略空气的阻力,则下列说法正确的是()

A.爆炸后Q的运动方向一定与P的运动方向相同

B.爆炸后Q比P先落地

C.Q的落地点到爆炸点的水平距离大

D.爆炸前后P、Q动量的变化量大小相等

8.如图所示,光滑水平面上有质量均为用的物块A和B,5上固定一轻质弹簧,B静止A以速度%水平向

右运动,从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中()

%

A.A、8及弹簧所构成的系统动量守恒,机械能不守恒

B.在任意一段时间内两物体所受弹力的冲量相同

c.在任意时刻系统动能均为;〃若

D.弹簧获得的最大弹性势能为皿

4

9.如图甲所示,将长L=0.5m的平板车固定在水平面上,在其上表面铺上-一种动摩擦因数逐渐增大的特殊

材料,可视为质点质量为m=lkg物块以初速度%=3m/s滑上平板车,物块在平板车上向右滑动时,所受摩

擦力/随它距平板车左端A点位移心的变化关系如图乙所示,则下列说法正确的是()

图甲图乙

A.物块在平板上做匀减速直线运动

B.物块克服摩擦力做功为3J

C.物块滑离平板车时的速度大小为&m/s

D.摩擦力对平板车的冲量大小为零

10.如图所示,质量为M的木板静止在光滑水平面上,木板左端固定一轻质挡板,一根轻弹簧左端固定在

挡板上,质量为m的小物块从木板最右端以速度vo滑上木板,压缩弹簧,然后被弹回,运动到木板最右端

时与木板相对静止。己知物块与木板之间的动摩擦因数为〃,整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内,则

()

A.木板先加速再减速,最终静止

B.整个过程中弹簧弹性势能的最大值为平甘不

C.整个过程合力对物块的冲量大小为粤殳

D.弹簧压缩到最短时,物块到木板最右端的距离为

2〃(M+tn)g

二、多选题

11.水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止

物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,

速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。

总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰

面的摩擦力,该运动员的质量可能为

A.48kgB.53kgC.58kgD.63kg

12.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则

()

2-----------I:

1:

0-1~;4*s

-1----------:-------------

A.f=ls时物块的速率为InVs

B.f=2s时物块的动量大小为4kg-m/s

C.f=3s时物块的动量大小为5kg•m/s

D.r=4s时物块的速度为零

13.如图所示,质量为M的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA段光滑,A8段粗糙且长为/,左端。

处固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F.质量为m的小

滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板

停止运动,小滑块恰未掉落.则()

O

^/////////////////////////////////////

F

A.细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为)

B.细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为:〃“2

C.弹簧恢复原长时滑块的动能为:,小2

V2

D.滑块与木板AB间的动摩擦因数为二

2gl

14.如图所示,竖直墙面和水平地面均光滑,质量分别为mA=6kg,mB=2kg的A、B两物体用质量不计的轻

弹簧相连,其中A紧靠墙壁现对B物体缓慢施加一个向左的力,该力对物体B做功W=2Si,使A、B间弹簧

被压缩,在系统静止时,突然撤去向左推力解除压缩,则()

A.解除压缩后,两物体和弹簧组成系统动量守恒

B.解除压缩后,两物体和弹簧组成系统机械能守恒

C.从撤去外力至A与墙面刚分离,A对弹簧的冲量/=10N$方向水平向右

D.A与墙面分离后至首次弹簧恢复原长时,两物体速率均是2.5m/s

15.如图所示,在光滑的水平杆上套有一个质量为m的滑环.滑环上通过一根不可伸缩的轻绳悬挂着一个

质量为M的物块(可视为质点),绳长为L.将滑环固定时;给物块一个水平冲量,物块摆起后刚好碰到水平杆;

若滑环不固定时,仍给物块以同样的水平冲量,则()

A.给物块的水平冲量为M低Z

B.物块上升的最大高度为一咚

C.物块上升最高时的速度为四回

D.物块在最低点时对细绳的拉力3Mg

三、实验题

16.某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒.在离地面高度为h的光滑水平桌面上,放置

两个小球a和b.其中,b与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固定,自由长度时离桌面右边缘足够远,

起初弹簧被压缩一定长度并锁定.a放置于桌面边缘,球心在地面上的投影点为。点.实验时,先将a球

移开,弹簧解除锁定,b沿桌面运动后水平飞出.再将a放置于桌面边缘,弹簧重新锁定.解除锁定后,

b球与a球发生碰撞后,均向前水平飞出.重复实验10次.实验中,小球落点记为48、C.

⑴若a球质量为ma,半径为ra;b球质量为mb,半径为即b球与。球发生碰撞后,均向前水平飞

出,贝U•

A.ma<mb,ra-rbB.ma<n?b,ra<rbC.ma>n?b>ra=rbD.ma>mb,ra>rb

⑵为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理量有—.

A.小球a的质量ma和小球b的质量mb

B.小球飞出的水平距离XOA、XOB、xoc

C.桌面离地面的高度h

D.小球飞行的时间

⑶关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是.

A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同

B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,说明实验操作中出现了错误

C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

D.仅调节桌面的高度,桌面越高,线段OB的长度越长

⑷在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:,即说明碰撞过程遵循动量守恒.(用

题中已测量的物理量表示)

⑸该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度h,该地的重力加速度为g,

则弹簧锁定时具有的弹性势能fP为.(用题中已测量的物理量表示)

17.某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d

的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、祛码盘和祛码等。

实验步骤如下:

遮光片光电门

\A

气垫导轨滑块

(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间时,可

认为气垫导轨水平;

(2)用天平测祛码与祛码盘的总质量mi、滑块(含遮光片)的质量m2;

(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与祛码盘连接,并让细线水平拉动滑块;

(4)令滑块在祛码和祛码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过4B

两处的光电门的遮光时间》1、位2及遮光片从4运动到B所用的时间t12;

(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将祛码和祛码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量

的大小/=,滑块动量改变量的大小Ap=;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)

22

(6)某次测量得到的一组数据为:*1.000cm,mi=1.50xWkg,m2=0.400kg,△h=3.900x10s,

At2=1.270xl0-2s,ti2=1.50s,取g=9.80m/s2。计算可得/=N-s,Ap=kgms」;(结果均保留3位

有效数字)

(7)定义S=|七产卜100%,本次实验<5=%(保留1位有效数字)。

四、解答题

18.一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空,当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将

烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动.爆炸时间极短,重力

加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量,求

(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;

(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度

19.如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道外在A点相切.BC为圆弧轨道的

3

直径.。为圆心,OA和。B之间的夹角为a,sina=-,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿

圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平

恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零.重力加速度

大小为g.求:

(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;

(2)小球到达A点时动量的大小;

(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间.

20.静止在水平地面上的两小物块4B,质量分别为a=L0kg,%=4.0kg;两者之间有一被压缩的微

型弹簧,4与其右侧的竖直墙壁距离/=如图所示.某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使A、8瞬间

分离,两物块获得的动能之和为线=100厂释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动.4B与地面之间

的动摩擦因数均为〃=0.20.重力加速度取g=10m/s2.A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞

时间极短.

(1)求弹簧释放后瞬间48速度的大小;

(2)物块A、B中的哪一个先停止?该物块刚停止时A与8之间的距离是多少?

(3)A和B都停止后,A与B之间的距离是多少?

21.如图所示,水平地面上静止放置一辆小车4质量啊=4炊,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极

小,可以忽略不计.可视为质点的物块8置于A的最右端,B的质量,%=2炊.现对A施加一个水平向右

的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板8发生碰撞,碰撞时间极短,碰后48粘合在一

起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到匕=2,〃/s.求

(1)A开始运动时加速度a的大小;

(2)48碰撞后瞬间的共同速度"的大小;

(3)A的上表面长度/;

A

参考答案

1.C

【详解】

A.由动量的定义可知,对同一物体来说,动量越大,速度越大,A正确;

B.根据动量的矢量性可知,动量的方向与速度的方向相同,所以动量相同的物体,速度方

向一定相同,B正确;

C.速率相同,速度的方向不一定相同,故动量的方向不一定相同,C错误;

D.物体的动量改变,可能是动量的方向改变,而动量的大小保持不变,如匀速圆周运动,

D正确。

故选Co

2.A

【详解】

由题意可知,小球与弹簧接触时的速度大小为

v=12gh=4m/s

离开弹簧时的速度大小也为4m/s。设小球与弹簧接触过程中弹簧对小球的平均作用力大小

为F,根据动量定理有

(F-=2mv

解得

/=^+mg=13N

A项正确。

3.D

【详解】

分离过程动量守恒,有

(町+吗)%=w2v2匕

解得

匕=%+皆(%-岭)

故选D。

4.D

【详解】

A.落地时重力的功率为

^.=mgvy=mgyflgh

选项A错误;

B.落地时物体动量大小为

p^mv-J2g/z+v;)

选项B错误;

C.若抛出时的速度大小为2%,则落地时竖直速度不变,则重力的功率仍为

2=mgvy=mgyf2gh

选项C错误;

D.若抛出时的速度大小为2%,因落地时的时间不变,则从抛出到落地物体动量变化量

△p—mgt

不变,选项D正确。

故选D。

5.C

【详解】

A.小球在摆动得过程中,小球和小车系统只受重力和支持力作用,水平方向合力为零,所

以系统水平方向动量守恒,在竖直方向上,只有小球有竖直方向的分速度,且各位值得分速

度不相等,则竖直方向动量不守恒,所以系统动量不守恒,A错误;

BCD.小球在摆动过程中,系统机械能守恒,小球拉力做正功,因小球的部分机械能转化为

小车的机械能,所以小球机械能减小,小车机械能增大,BD错误,C正确。

故选Co

6.B

【详解】

向右为正方向,则由动量守恒可知

,%x3-"%x1=-mAx2+%x2

解得

mA:mB=3:5

故选B»

7.D

【详解】

A.在爆炸过程中,由于重力远小于内力,系统的动量守恒。爆炸前炮弹在最高点的速度沿

水平方向,爆炸后P的运动方向与爆炸前的运动方向相同,根据动量守恒定律判断出Q的

速度一定沿水平方问,但爆炸后的运动方向取决于P的动量与爆炸前炮弹的动量的大小关

系,因此Q的运动方向不一定与爆炸前的运动方向相同,故A错误;

D.在爆炸过程中,P、Q受到爆炸力大小相等,作用时间相同,则爆炸力的冲量大小一定相

等,由动量定理可知,在炸裂过程中P,Q动量的改变量大小相等、方向相反,D正确;

B.爆炸后P、Q均做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由于高度相同,飞行时间一定

相同,所以P、Q一定同时落地,B错误;

C.山于爆炸后两部分速度的大小关系无法判断,因此落地点到爆炸点的水平距离无法确定,

C错误。

故选D。

8.D

【详解】

A.A、3及弹簧所构成的系统受合外力为零,则动量守恒;系统只有弹力做功,则机械能

守恒,选项A错误;

B.在任意一段时间内两物体所受弹力的冲量大小相同,但是方向不同,选项B错误;

C.随着弹簧的不断压缩,弹性势能逐渐变大,则在任意时刻系统动能逐渐减小,不是总为

1,,

-wv(),选项C错误;

D.当弹簧压缩到最短时两物体共速

mv0=2mv

则弹簧获得的最大弹性势能为

r121c2机诏

EPn,=-mV»--^mV=—

选项D正确。

故选D。

9.C

【详解】

A.物块在平板上向右滑动时,所受的摩擦力逐渐变大,可知加速度变大,则物块做非匀减

速直线运动,选项A错误;

B.物块克服摩擦力做功为

W,=^2XO.5J=2J

f2

选项B错误;

C.根据动能定理,物块滑离平板车时

1212Tir

解得速度大小为

v=石m/s

选项C正确;

D.根据

I=ft

可知,摩擦力对平板车的冲量大小不为零,选项D错误。

故选C。

10.C

【详解】

A.物块相对于木板向左运动过程木板向左做加速运动,物块相对于木板向右滑动过程,木

板向左做减速运动,整个运动过程满足动量守恒,则最后木块与木板共同做匀速运动,A错

误;

BD.弹簧压缩量最大时物块与木板速度相等,弹簧弹性势能最大,物块与木板组成的系统

动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得

mv0=(M+m)v}

物块运动到木板最右端时与木板相对静止,此时两者速度相等,整个过程系统动量守恒,以

向左为正方向,由动量守恒定律得

mv„=(M+m)v2

从物块滑上木板到弹簧压缩最短过程,由能量守恒定律得

1212

—mvi)=5(M++/jtngL+Ep

从物块滑上木板到物块到达木板最右端过程,由能量守恒定律得

2

gmv1=g(M+77Z)V2+/jmglL

解得

EMmvo

p-4(w+A/)

L一M短

4〃(M+m)g

BD错误;

C.整个过程,对物块,由动量定理得

_MmVr.

I=mv.—mva=----------—

M+m

整个过程中合力对物块的冲量大小为舞,c正确。

故选C。

11.BC

【详解】

设运动员和物块的质量分别为机、恤规定运动员运动的方向为正方向,运动员开始时静止,

第一次将物块推出后,运动员和物块的速度大小分别为匕、%,则根据动量守恒定律

O=mvt—mnv0

解得

m

物块与弹性挡板撞击后,运动方向与运动员同向,当运动员再次推出物块

mvt+/n0v0=mv2-

解得

V2=

Ain

第3次推出后

mv2+movQ=mv3-

解得

m

依次类推,第8次推出后,运动员的速度

m

根据题意可知

%_15%%>5m/s

m

解得

m<60kg

第7次运动员的速度一定小于5m/s,则

v=1加。%<5m/s

7m

解得

m>52kg

综上所述,运动员的质量满足

52kg<m<60kg

AD错误,BC正确。

故选BCo

12.AB

【详解】

A.前两秒,根据牛顿第二定律

F,「

a=—=lm/s-

rn

则0-2s的速度规律为:

v=at;

时,速率为lm/s,A正确;

B.t=2s时,速率为2m/s,则动量为

P=mv=4kg*m/s

B正确;

CD.2-4s,力开始反向,物体减速,根据牛顿第二定律,a=-0.5m/s2,所以3s时的速度为1.5m/s,

动量为3kg・m/s,4s时速度为lm/s,CD错误;

13.ABD

【详解】

A.细绳被拉断瞬间,对木板分析,由于。A段光滑,没有摩擦力,在水平方向上只受到弹

簧给的弹力,细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F,根据牛顿第二定律有:

F=Ma

解得〃=4,A正确;

B.滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,到弹簧压缩量最大时速度为0,由系统的机械

能守恒得:细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为:〃?一,B正确;

C.弹簧恢复原长时木板获得的动能,所以滑块的动能小于;c错误;

D.由于细绳被拉断瞬间,木板速度为零,小滑块速度为零,所以小滑块的动能全部转化为

弹簧的弹性势能,即纥小滑块恰未掉落时滑到木板的右端,且速度与木板相同,

设为M,取向左为正方向,由动量守恒定律和能量守恒定律得

0=(n?+A/)v/

Ep=^(/n+M)+从mgl

2

联立解得〃=「7,D正确。

2gl

故选ABD。

14.BCD

【详解】

A.解除压缩后,弹簧在恢复原长的过程中,墙壁对A物体还有弹力的作用,故解除压缩后

到弹簧恢复原长前,两物体和弹簧组成系统动量不守恒,恢复原长后,AB一起向右运动,

系统的合外力为零,动量守恒,故A错误;

B.解除压缩后,两物体和弹簧组成系统只有动能和弹性势能的相互转化,故机械能守恒,

故B正确;

C.压缩弹簧时,外力做的功全转化为弹性势能,撤去外力,弹簧恢复原长,弹性势能全转

化为B的动能,设此时B的速度为Vo,则

1,

卬=4=5%%-

v0=5m/s

此过程墙壁对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小,也等于弹簧对B的冲量大小,由动

量定理得

/-muva-ION-s

故C正确;

D.当弹簧恢复原长时,A的速度最小,则

vmin=0

A、B都运动后,B减速,A加速,当A、B速度相等时弹簧拉伸最长。此后,B继续减速,A

继续加速,当弹簧再次恢复原长时,以向右为正,由系统动量守恒、机械能守恒有

msv0=mAvA+mavB

111

57幅畤2=5,纵匕2+5mB用2

vA=2.5m/s,vB=-2.5m/s

故D正确。

故选BCD。

15.ABD

【详解】

A、设物块刚受到水平冲量后速度为Vo,滑环固定时,根据机械能守恒定律,有:MgL=^MV^,

可得%=庖,故给物块的水平冲量为/=〃或正,选项A正确.

B、C、滑环不固定时,物块初速度仍为火,在物块摆起最大高度人时,它们速度都为v,在

此过程中物块和滑环组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒,则:+

(Mu;=:("+〃)/由以上各式可得:v="[,〃=选项B正确,

22M+mM+m

选项C错误.

D、对m、M组成系统,当M第一次回到最低点时由动量守恒和能量守恒知速度仍然为由,

在最低点由牛顿第二定律可知7-图=加且,可得拉力T=3Mg;故D正确.

故选ABD.

【点睛】

本题考查动量守恒及机械能守恒定律的应用,要注意明确小球摆到最高时,两物体有共同的

速度,系统只是水平动量守恒,总动量并不守恒.

16.AABBmb*OB=mb*OA+ma*OCE»=%g

「4h

【详解】

(1)[1]为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即:应该使mb大于

ma

(2)[2]要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前

后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替,所以需要测量的量

为:小球a、b的质量ma、mb,记录纸上。点到A、8、C各点的距离。A、OB、0C,故AB

符合题意;

⑶⑶A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同,可以保证b能够获得相等的速度,故

A项与题意不相符;

B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,不是实验操作中出现了错误;可以用半径尽

量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置,故B项与题意相

符;

C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置,故c

项与题意不相符;

D.仅调节桌面的高度,桌面越高,则小球飞行的时间越长,则线段OB的长度越长,故D

项与题意不相符;

⑷⑷小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点的高度相同,小球在空中的运动时间t相等,

如果碰撞过程动量守恒,则

mbVo-mbVi+maV2

两边同时乘以时间t,得:

mbVot=mbVit+maV2t

999

mbOB-mbOA+maOC

⑸[5]桌面离地面的高度h,该地的重力加速度为g,小球b飞行的时间

b的初速度

弹簧锁定时具有的弹性势能Ep转化为小球b的动能,所以弹簧锁定时具有的弹性势能EP为

"12mg-OB2

Ep="=hFT-

17.大约相等migtug+一1)022102124

【详解】

(1)⑴当经过A,B两个光电门时间相等时,速度相等,此时由于阻力很小,可以认为导轨

是水平的。

(5)⑵由/=Ft,知

/=»11gtl2

[3]由△?=利打一机片知

“dd,dd、

Ap=------------------(-----------)

Ar2・AZj〜Ar2Aq

⑹⑷代入数值知,冲量

/=机&12=1-5x10-2x9.8X1.5N•sa0.22IN-s

⑸动量改变量

△p=w^(-.....-)=0.212kg-ms-1

~颂

(7)⑹由定义公式5=5泮卜100%可得,本次实验

§=!/a?!xl00%=。⑷/2%⑼%x4%

I0.221

18.(1)隹;(2)/!=~

g\mmg

【详解】

本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关的知识

点,意在考查考生灵活运用相关知识解决实际问题的的能力.

(1)设烟花弹上升的初速度为Vo”。,由题给条件有

E=f"v;①

设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为f,由运动学公式有

07。=_gr②

联立①②式得

(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为九,由机械能守恒定律有

E=mgh]④

火药爆炸后,烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动,设炸后瞬间其速度分别为看和

V2.由题给条件和动量守恒定律有

—+—mVy—E(5)

4142

?吗+纲2=0©

由⑥式知,烟花弹两部分的速度方向相反,向上运动部分做竖直上抛运动.设爆炸后

烟花弹上部分继续上升的高度为生,由机械能守恒定律有

121,小

=3mg%\D

联立④⑤⑥⑦式得,烟花弹上部分距地面的最大高度为

2E

h=hx+h.=—⑧

19.⑴⑵帅产⑶|后

【详解】

试题分析本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的

知识点,意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力.

解析(1)设水平恒力的大小为自,小球到达C点时所受合力的大小为F.由力的合成

法则有

—=tana①

mg

尸=(mg)2+外②

设小球到达C点时的速度大小为V,由牛顿第二定律得

F=m—(?)

R

由①②③式和题给数据得

3

4④

(2)设小球到达A点的速度大小为W,作CD_LB4,交心于。点,由几何关系得

DA=Rsina⑥

CD=/?(1+cos«)(7)

由动能定理有

2

-mg-CD—Fu-DA=^mv⑧

由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在A点的动量大小为

p=mv、=警区⑨

(3)小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为g.设

小球在竖直方向的初速度为%,从C点落至水平轨道上所用时间为t.由运动学公式有

+/=8⑩

匕=vsina(Q|

由⑤⑦⑩Q式和题给数据得

5Vg

点睛小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型,此题将小球在竖直面内的圆周运

动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合,经典创新.

20.(1)VA=4Qm/s,vs=1.0m/s;(2)B先停止;0.50m;(3)0.91m;

【分析】

首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒,再结合能量关系求解出

A、B各

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