新教材2024年秋高中物理课时分层作业1动量新人教版选择性必修第一册

课时分层作业(一)动量题组一寻求碰撞中的不变量1．(多选)某同学利用如图所示的光电门和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验，下列说法正确的是()A．滑块的质量用天平测量B．挡光片的宽度用刻度尺测量C．挡光片通过光电门的时间用秒表测量D．挡光片通过光电门的时间用打点计时器测量2．(多选)用如图所示的装置探究碰撞中的不变量时，必需留意的事项是()A．A到达最低点时，两球的球心连线可以不水平B．A到达最低点时，两球的球心连线要水平C．多次测量减小误差时，A球必需从同一高度下落D．多次测量减小误差时，A球必需从不同高度下落3．小明做“探究碰撞中的不变量”试验的装置如图甲所示，悬挂在O点的单摆由长为l的细线和直径为d的小球A组成，小球A与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球B发生对心碰撞，碰撞后小球A接着摇摆，小球B做平抛运动。小明用游标卡尺测小球A的直径d，结果如图乙所示，则d＝________mm。又测得了小球A的质量m1，细线长度l，碰撞前小球A拉起的角度α和碰撞后小球B做平抛运动的水平位移x、竖直下落高度h。为完成试验，还须要测量的物理量有___________________________________________________________________________________。题组二动量及动量的变更量4．(2024·河北保定月考)下列说法正确的是()A．速度大的物体，它的动量肯定也大B．动量大的物体，它的速度肯定也大C．只要物体的运动速度大小不变，则物体的动量也保持不变D．物体的动量变更量越大，则该物体的速度变更量肯定越大5．如图所示，p、p′分别表示物体受到外力前、后的动量，短线表示的动量大小为15kg·m/s，长线表示的动量大小为30kg·m/s，箭头表示动量的方向。在下列所给的四种状况下，物体动量变更量相同的是()A．①④B．①③C．②④D．②③题组三动量与速度、动能的比较6．(2024·江苏海安中学期中)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。列车在启动阶段的动量()A.与它所经验的时间成反比B．与它的位移成反比C．与它的速度成正比D．与它的动能成正比7．(2024·湖南郴州月考)关于动量和动能，下列说法正确的是()A．假如物体的速度变更，物体的动能和动量肯定都变更B．假如物体的速率变更，物体的动能和动量可能都不变更C．惯性越大的物体，动量也越大D．动量大的物体，它的速度不肯定大8．(2024·北京十一学校周测)关于动量，下列说法中正确的是()A．做匀速圆周运动的物体，动量不变B．做匀变速直线运动的物体，它的动量肯定在变更C．物体的动量变更，动能也肯定变更D．甲物体动量p1＝5kg·m/s，乙物体动量p2＝－10kg·m/s，所以p1>p29．(多选)质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别是α和β(α≠β)的两个光滑的固定斜面，由静止从同一高度h2下滑到同样的另一高度h1，如图所示，则A、B两物体()A．滑到h1高度时的动量相同B．滑到h1高度时的动能相等C．由h2滑到h1的过程中物体动量变更量相同D．由h2滑到h1的过程中物体动能变更量相等10．某班物理爱好小组选用如图所示装置来“探究碰撞中的不变量”。将一段不行伸长的轻质绳一端与力传感器(可以实时记录绳所受的拉力)相连固定在O点，另一端连接小钢球A(绳长远大于小钢球半径)，把小钢球拉至M处可使绳水平伸直。在小钢球运动的最低点N右侧放置有一水平气垫导轨，气垫导轨上放有小滑块B(B上安装宽度较小且质量不计的遮光板)、光电门(已连接数字毫秒计)。当地的重力加速度为g。某同学按图所示安装气垫导轨、滑块B(调整滑块B的位置使小钢球自由下垂静止在N点时与滑块B接触且无压力)和光电门，调整好气垫导轨高度，确保小钢球A通过最低点时恰好与滑块B发生正碰。让小钢球A从某位置静止释放，摆到最低点N与滑块B碰撞，碰撞后小钢球A并没有马上反向，碰撞时间极短。(1)为完成试验，除了毫秒计读数Δt、碰撞前瞬间绳的拉力F1、碰撞结束瞬间绳的拉力F2、滑块B的质量mB和遮光板宽度d外，还须要测量的物理量有________。A．小钢球A的质量mAB．绳长LC．小钢球从M到N运动的时间(2)滑块B通过光电门时的瞬时速度vB＝________。(用题中已给的物理量符号表示，下同)(3)试验中的不变量的表达式是______________________________________________________________________________________________。11．解答以下三个问题，总结动量与动能概念的不同。(1)质量为2kg的物体，速度由3m/s增大到6m/s，它的动量和动能各增大为原来的几倍？(2)质量为2kg的物体，速度由向东的3m/s变为向西的3m/s，它的动量和动能是否发生变更？假如发生变更，变更量各是多少(取向东为正方向)?(3)A物体质量是2kg，速度是3m/s，方向向东；B物体质量是3kg，速度是4m/s，方向向西。它们动量的矢量和是多少(取向东为正方向)？它们的动能之和是多少？12．为了探究碰撞中的不变量，试验可以在气垫导轨上进行，这样就可以大大地减小阻力，使滑块在碰撞前后的运动可以看成匀速运动，使试验的牢靠性及精确度得以提高。在某次试验中，A、B两铝制滑块在一水平长气垫导轨上相碰，用频闪照相机每隔0.4s的时间拍摄一次照片，每次拍摄时闪光的持续时间很短，可以忽视，如图所示。已知A、B之间的质量关系是mB＝1.5mA，拍摄共进行了4次，第一次是在两滑块碰撞之前，以后的3次是在碰撞之后，A原来处于静止状态。设A、B滑块在拍摄照片的这段时间内在10～105cm的范围内运动(以滑块上的箭头位置为准)，则：(1)A、B两滑块碰撞前后的速度大小各为多少？(2)两滑块碰撞前后各自的质量与自身的速度的乘积之和是不是不变量？依据照片分析说明。课时分层作业(一)A组基础巩固练1．AB[用天平测量滑块的质量，用刻度尺测量挡光片的宽度，A、B正确；挡光片通过光电门的时间由数字计时器测量，因此不须要用秒表或打点计时器测量时间，C、D错误。]2．BC[要保证一维对心碰撞，在碰撞时两球球心必需在同一高度；多次测量求平均值，必需保证测量过程的重复性，即A球必需从同一高度下落。故选项B、C正确，A、D错误。]3．解析：由题图乙可知，小球A的直径d＝14mm+10×0.05mm＝14.50mm。探究碰撞中的不变量须要的物理量有碰撞前的瞬间小球A的速度v1，碰撞后的瞬间小球A、B的速度v1'、v2'，小球A、B的质量m1、m2。对小球A的下落过程，由动能定理有m1gl+d2(1-cosα)＝12m1v12，可求得v1；由平抛运动规律有h＝12gt2，x＝v2't，可求得v2'；碰撞后，对小球A摇摆上升的过程，由动能定理有-m1gl+d2(1-cosβ)＝0-12m1v1'2，若要求出v答案：14.50小球B的质量和碰后小球A摇摆的最大角度4．D5．C6．C7．D8．BB组实力提升练9．BD[两物体由h2下滑到h1高度的过程中，机械能守恒，则有mg(h2-h1)＝12mv2，解得在高度h1处两物体的速度大小均为v＝2g(h2-h1)，两物体下滑到h1高度处时，速度的大小相等，由于α不等于β，故速度的方向不同，由此可推断，两物体在h1高度处动能相等，动量不相同，则两物体由h210.解析：滑块B通过光电门时的瞬时速度vB＝d依据牛顿其次定律得：F1-mAg＝mAvF2-mAg＝mAv试验中的不变量的表达式为：mAv1＝mAv2+mBvB整理得：F1mAL所以还须要测量小钢球A的质量mA以及绳长L。答案：(1)AB(2)dΔt(3)F1m11．解析：(1)物体质量不变，物体的速度由3m/s增大到6m/s，初动量p1＝mv1＝2×3kg·m/s＝6kg·m/s，末动量p2＝mv2＝2×6kg·m/s＝12kg·m/s＝2p1，即动量增大为原来的2倍；物体的初动能Ek1＝12mv1末动能Ek2＝12mv22＝12(2)取向东为正方向，则物体的初速度v＝3m/s，末速度v'＝-3m/s，动量变更量Δp＝mv'-mv＝-12kg·m/s，ΔEk＝12mv'2-12mv2(3)取向东为正方向，则A物体的速度vA＝3m/s，B物体的速度vB＝-4m/s，两物体的动量矢量和p＝mAvA+mBvB＝-6kg·m/s，动能之和Ek＝12mAvA2+12m答案：(1)2倍4倍(2)动量发生变更，动能不发生变更Δp＝-12kg·m/sΔEk＝0J(3)-6kg·m/s33JC组创新拓展练12．解析：(1)分析题图可知，碰撞后，A的速度vA'＝ΔsA'Δt＝0.30.4m/s＝0.75m/s，B的速度vB'＝ΔsB'Δt＝0.20.4m/s＝0.5m/s，从发生碰撞到其次次拍摄，A运动的时间t1＝ΔsA″vA'＝0.150.75s＝0.2s，由此可知，从第一