2019-2020年上学期高三物理总复习-第二轮-针对性专题试卷-5动量守恒定律与能量试题

1、2019-2020年上学期高三物理总复习 -第二轮-针对性专题试卷-5动量守恒定律与能量试题2019-2020学年上学期高三物理总复习-第二轮-针对性专题试卷5动量守恒定律与能量试题及答案、选择题.1 .如图1所示，在橄榄球比赛中， 一个85kg的前锋队员以5m/s的速度跑动, 想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均就规为65 kg的队员，一个速度为2 m/s,另一个速度为4 m/s,然后他们就扭在了一起，则()A.他们碰撞后的共同速度是 <B.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分2 .如下图2所示，质量分别为0.2 m/smi

2、、m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上. 突然加一水平向右的匀强电场后， 两球A、B将由静止开始运动.对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是 荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)()(设整个过程中不考虑电A.系统机械能不断增加C.系统动量不断增加B.系统机械能守恒D .系统动量守恒7 / 19m,原来静止在3 .如图3所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为光滑的水平面上.今有一个可以看作质点的小球, 质量也为m,以水平速度v从左端滑上小车，恰好mv2到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下.关于

3、这个过程，下列说法正确的是A.小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置B.小球在滑上曲面的过程中，对小车压力的冲量大小是C.小球和小车作用前后，小车和小球的速度可能没有变化2D.车上曲面的竖直高度不会大于4 .如图4所示.用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中.在下列依次进行的四个过程中，由子弹、弹簧/ ABzzzzz zzzzzzz/xzzzzzzz z zz图4和A、B物块组成的系统，动量不守恒但机械能守恒的是：子弹射入木块的过程； B物块载 着子弹一起向左运动的过程；弹簧推载着子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程； B

4、物块因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长最大的过程.（ ）A. B. C. D.5 .动能相同的A、B两球（mA>mB）在光滑的水平面上相向运动，当两球相碰后，其中一球停止运 动，则可判定（）A,碰撞前A球的速度小于 B球的速度B,碰撞前A球的动量大于 B球的动量C.碰撞前后A球的动量变化大于 B球的动量变化D.碰撞后，A球的速度一定为零，B球朝反方向运动6 .两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车A上，两车静止，如图 5所示.当这个人从A车跳到B车上，接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止，则A车的速率（）A.等于零B.小于B车的速率C.大于B车的速率D.等于B车的速率

5、,A &, E 1 1 I 一 一 I8 。.zx/zzzz/z/zzzzzz/Zzzz/zZz/x图57 .如图6所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于 。点.开始时沙袋处于静止，此后弹丸以水平速度 击中沙袋后均未穿出.第一次弹丸的速度为 ,打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30。.当他们第1次返回图示位置时，第 2粒弹丸以水平速度 V2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.1若弹丸质量是沙袋质量的 士倍，则以下结论中正确的是 （）A . V1 , v2= 41 , 42C. V2=V1B. V1 : V2=41 ： 83D . V1 ： V2 = 42 : 41图68

6、. 一轻质弹簧，上端悬挂于天花板上，下端系一质量为M的平板，处在平衡状态.一质量为 m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h,如下图7所示.让环自由下落，撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长（）A.若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒8 .若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒C.环撞击板后，板的新平衡位置与h的大小无关D.在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功LiM图78所示,9 .矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图质量为m的子弹以速度v水平射入滑块，若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击

7、下层，整个子弹 刚好嵌入，则上述两种情况相比较 （A.两次子弹对滑块做的功一样多10 两次滑块受的冲量一样大C.子弹射入下层过程中克服阻力做功较少D.子弹射入上层过程中系统产生的热量较多10.向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则 （）A. b的速度方向一定与原速度方向相反B.从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比 b的大C. a、b一定同时到达地面D.炸裂的过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等二、填空题（本题共2小题，每题8分，共16分）11 .气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气

8、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来探究碰撞中的不变量， 实验装置如图9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轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上.d.用刻度尺测出 A的左端至C板的距离Li.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ti和tz（1）实

9、验中还应测量的物理量是 .（2）利用上述测量的实验数据，得出关系式 成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，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CD.| 网 B图912 .如图10,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞 前后的动量关系.实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通过仅测量 （填选项 前的符号），间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度 hB.小球抛出点距地面的高度 HC.小球做平抛运动的射程图10中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时，先让入射球m多次从斜轨上 S位置静止释放，找到其平均落地点

10、的位置P,测量平抛射程 OP然后，把被碰小球 m静置于轨道的水平部分，再将入射球m从斜轨上S位置静止释放，与小球m相碰，并多次重复.图10接下来要完成的必要步骤是 .（填选项前的符号）A.用天平测量两个小球的质量mi、m2B.测量小球 mi开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到 mi、m2相碰后平均落地点的位置M、NE.测量平抛射程OM, ON若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用中测量的量表示）；若碰撞是弹 性碰撞，那么还应?t足的表达式为 （用中测量的量表示）.经测定，m1= 45.0 g, m2= 7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图11所示.碰撞前

11、、后m1的动量分别为pi与pi',则pi：pi'=: 11；若碰撞结束时m2的动量为P2',则pi'：P2= 11: .ro空？ Q35.20cmI-e44.80cm*-55.68cm*I/图11实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值一p-为.pi + p2有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程 ON的最大值为cm.三、计算题（本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必 要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明

12、单位）13 .两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁 的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为1.0 kg .两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动.某时刻甲的速度为2 m/s,乙的速率为3 m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.求：（1）两车最近时，乙的速度为多大？（2）甲车开始反向运动时，乙车的速度为多大？14 .如图12所示，A、B为两个大小可视为质点的小球，A的质量M = 0.6 kg, B的质量m = 0.4kg, B球用长l=1.0 m的轻质细绳吊起，当 B球处于静止状态时，B球恰好与光滑弧形轨道 PQ的末 端点P（P端切线

13、水平）接触但无作用力.现使 A球从距轨道P端h= 0.20 m的Q点由静止释放，当 A 球运动到轨道 P端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动.若 g取10 m/s2,求两球粘在一起后，悬 绳的最大拉力为多大？图1215 .如图13所示，在光滑的水平桌面上有一长为L = 2 m的木板C,它的两端各有一块挡板，C的质量为mc=5 kg,在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B,其质量分别为 mA= 1 kg、mB=4 kg,开始时A、B、C均处于静止状态，并且 A、B间夹有少许炸药，炸药爆炸使得A以Va=6m/s的速度水平向左运动，不计一切摩擦，两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体，爆炸

14、与 碰撞时间不计，求：（1）当两滑块都与挡板碰撞后，板C的速度多大？（2）从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止，板C的位移多大？方向如何？图1316 .如图14所示，甲车质量 m1 = m,在车上有质量为 M = 2m的人，甲车（连同车上的人）从足够 长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2=2m的乙车正以v0的速度迎面滑来，已知 h = 2v",为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙g车，试求人跳离甲车的水平速度 （相对地面）应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可 看作质点.2019-2020年上学期高三物理总复习 -第

15、二轮-针对性专题试卷-5动量守恒定律与能量试题 图1417 .如图所示，A、B、C三个木块的质量均为 m,置于光滑的水平面上，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vo沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合 在一起，以后细线突然断开，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 vo, 求弹簧释放的势能。zzz/zzzzz/z 7 z z/z18 .雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向

16、的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为mo,初速度为V0,下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为m1。此后每经过同样的距离 l后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为 m2、m3mn(设各质量为已知量)。不计空气阻力。(1)若不计重力，求第 n次碰撞后雨滴的速度 v n'；(2)若考虑重力的影响,a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度V1和V/; b.求第n次碰撞后雨滴的动能9 / 191一mnV219 .如图所示，质量为 M的小车和站在小车上的一个质量为m的人一起以速度大小 vo在光滑水平地面上向右匀速运动，当人以相对地面的速度u向左水平跳出后，求车的速度大小V。2019-20

17、20年上学期高三物理总复习 -第二轮-针对性专题试卷-5动量守恒定律与能量试题2m20 .如图所示，滑块A、C质量土匀为m,滑块B质量为3 。开始时A、B分别以。、止的速度沿光 滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动， 现将C无初速地放在 A上，并与A粘合不再分开，此时A与B相距较近，B与挡板相距足够远。若 B与挡板碰撞将以原速率反弹，A与B碰撞将粘合在一起。 为使B能与挡板碰撞两次 口、也应满足什么关系？VF1 15 / 19物理答案专题十三动量守恒定律与能量一、选择题.底战1 .如图1所示，在橄榄球比赛中， 一个85kg的前锋队员以5m/s的速度跑动， 想穿越防守队员到底线触地得分.就在他刚要到

18、底线时，迎面撞上了对方两名均 为65 kg的队员，一个速度为2 m/s,另一个速度为4 m/s,然后他们就扭在了一起， 则()A .他们碰撞后的共同速度是0.2 m/sB.碰撞后他们动量的方向仍向前C.这名前锋能得分D.这名前锋不能得分解析：取前锋队员跑动的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：Mvi- mv2-mv3= (M + m+ m)v,代入数据得：v= 0.16 m/s所以碰撞后的速度仍向前，故这名前锋能得分，B、C两项正确.答案：BC2 .如下图2所示，质量分别为 mi、m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上. 突然加一水平向右的匀强

19、电场后，两球A、B将由静止开始运动.对两小球A、B和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度）（）A.系统机械能不断增加B.系统机械能守恒C.系统动量不断增加D.系统动量守恒解析：对A、B组成的系统，所受电场力为零，这样系统在水平方向上所受外力为零，系统的动 量守恒；对A、B及弹簧组成的系统，有动能、弹性势能、电势能三者的相互转化，故机械能不守恒.答案：D图33 .如图3所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m,原来静止在光滑的水平面上.今有一个可以看作质点的小球，质量也为m,以水平速度v从左端滑上小车

20、，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下.关于这个过程，下列说法正确的是（ ）mv2A.小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置B.小球在滑上曲面的过程中，对小车压力的冲量大小是C.小球和小车作用前后，小车和小球的速度可能没有变化2D.车上曲面的竖直高度不会大于 上4g解析：小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原 位置，A错.由小球恰好到最高点，知道两者有共同速度，对于车、球组成的系统，由动量守恒定律.1.,一 .、vmv .列式为mv= 2mv',得共同速度 v' = v.小车动量的变化为万，显然，这个增加的动量是小球压力作用的结果，故

21、B对.又于C,由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，所以是可能的，两曲_ 2mv1V 22 mv y = mgh面光滑时会出现这个情况.由于小球原来的动能为-2-，小球到最高点时系统的动能为 2x2 mx （2）2=mv.、一 r mv-Bj八工mv,所以系统动能减少了 mv,如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即2得h=v-.显然，这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些. 4g答案：BCD4 .如图4所示.用轻弹簧相连的物块 A和B放在光滑的水平面上，物块 A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物体 B并留在其中.在下列依次进行的四个过程中，由子弹、弹簧/ 2 / A A

22、AA/W b ZZ/ZZZ/Z/ZZ/ZZZZ/ZZ图4和A、B物块组成的系统，动量不守恒但机械能守恒的是：子弹射入木块的过程； B物块载 着子弹一起向左运动的过程；弹簧推载着子弹的B物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程； B物块因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长最大的过程.（ ）A.B.C.D.解析：子弹射入木块过程系统无外力，所以动量守恒；由于有热产生，所以机械能不守恒；B物块因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长最大的过程动量守恒，机械能也守恒.答案：B5 .动能相同的A、B两球（mA>mB）在光滑的水平面上相向运动，当两球相碰后，其中一球停止运 动，则可判定（）A,碰撞前A球的速度小于

23、B球的速度B.碰撞前A球的动量大于 B球的动量C.碰撞前后A球的动量变化大于 B球的动量变化D.碰撞后，A球的速度一定为零，B球朝反方向运动解析：A、B两球动能相同，且 mA>mB,可得vB>vA,再由动量和动能关系可得 pA>pB；由动量守 恒得，碰撞前后A球的动量变化等于 B球的动量变化，碰撞后，A球的速度一定为零，B球朝反方向 运动，所以A、B、D对.答案：ABDl I I zz/ZzzzxZzzzzzzzxZzzzzzZzzz图56 .两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车A上，两车静止，如图 5所示.当这个人从A车跳到B车上，接着又从B车跳回A车并

24、与A车保持相对静止，则A车的速率（）A.等于零B.小于B车的速率C.大于B车的速率D.等于B车的速率解析：选A车、B车和人作为系统，两车均置于光滑的水平面上，在水平方向上无论人如何跳来 跳去，系统均不受外力作用，故满足动量守恒定律.设人的质量为 m A车和B车的质量均为 M最终两车速度分别为 va和vb,由动量守恒定律得 0=（出 m） va Mvb,一 vaM 一则即vA<vB.故选项B正确.V b MbH m答案：B图67 .如图6所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于。点.开始时沙袋处于静止，此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出. 第一次弹丸的速度为 V1,打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角

25、为30°.当他们第1次返回图示位置时，第 2粒弹丸以水平速度 V2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°.1若弹丸质量是沙袋质量的 9倍，则以下结论中正确的是 （）B. v1 ： v2=41 ： 83C. v2= v1D. v v2= 42 , 41解析：根据摆动过程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后的速m表示弹丸的质量，由动量守恒得:度相同，设为v,用M表示沙袋的质量，第一次：mv=（M mv第二次：mv（出 n）v=（M+ 2m）v 可以解得v1 : v2=41 ： 83.答案：BIiM图78 . 一轻质弹簧，上端悬挂于天花板上，下端系

26、一质量为M的平板，处在平衡状态.一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h,如下图7所示.让环自由下落，撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长（）A.若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒B.若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒2019-2020年上学期高三物理总复习-第二轮-针对性专题试卷-5动量守恒定律与能量试题C.环撞击板后，板的新平衡位置与h的大小无关D.在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功解析：若环与板碰撞时间极短，则它们受到的重力和弹簧的弹力的冲量可忽略，而除了重力和弹簧的弹力以外，没有别的外力，所以可以认为

27、环与板的总动量守恒，故A正确.碰撞中只有完全弹性碰撞才是机械能守恒的，而题中环与板的碰撞是完全非弹性碰撞，所以碰撞时机械能不守恒， 故B不正确.板的新平衡位置是指弹簧对板的弹力与环和板的重力相平衡的位置，由弹簧的劲度系 数和环与板的重力决定，与环的下落高度h无关，故C正确.碰后板和环一起下落的过程中，系统机械能守恒，减少的动能和减少的重力势能之和才等于克服弹簧弹力所做的功，故D错误.答案：AC8所示,9 .矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图质量为m的子弹以速度v水平射入滑块，若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击下层，整个子弹 刚好嵌入，则上述两种情况相比较

28、 （）A.两次子弹对滑块做的功一样多B.两次滑块受的冲量一样大C.子弹射入下层过程中克服阻力做功较少D.子弹射入上层过程中系统产生的热量较多解析：由水平方向动量守恒可以知道，两种情况对应的末速度是一样的，系统动能的减少也是 一样的，系统产生的热量也一样多，D错误，由动能定理可知，子弹克服阻力做功相同，子弹对滑块做功相同，A对C错，由动量定理可以分析，两次滑块所受冲量一样大，B也正确.答案：AB10 .向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则 （）A . b的速度方向一定与原速度方向相反B.从炸裂到落地这段时

29、间里，a飞行的水平距离一定比 b的大C. a、b一定同时到达地面D.炸裂的过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等解析：物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时，由于物体沿水平方向不受外力，所以沿水 平方向动量守恒，根据动量守恒定律有：（RB）v=mvA+ mvB当va与原来速度v同向时，vb可能与va反向；另外一种情况是由 va的大小没有确定，题目只讲 a的质量较大，但若 va很小，则 mvA还可能小于原动量（m+ m）v,这时vb的方向会与va方向一致， 即与原来方向相同，所以选项 A错误.a、b两块在水平飞行的同时，竖直方向做自由落体运动，即做平抛运动，落地时间由高度决定，所以选项C

30、是正确的.由于水平飞行距离 x=v t , a、b两块炸裂后的速度 va、vb不一定相等，而落 地时间t又相等，所以水平飞行距离无法比较大小，所以选项B错误.根据牛顿第三定律，a、b所受爆炸力Fa= f Fb,力的作用时间相等，所以冲量I = F-t的大小一定相等，所以选项 D是正确的.综合上述分析.可知正确答案是C、D.答案：CD二、填空题（本题共2小题，每题8分，共16分）CD图911.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来探究碰撞中的不变量， 实

31、验装置如图9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轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上.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tz（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，得出关系式 成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和，上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等，产生

32、误差的原因是解析：（1）本实验要测量滑块 B的速度，由公式v=；可知，应先测出滑块 B的位移和发生该位移所用的时间t,而滑块B到达D端所用时间t2已知，故只需测出 B的右端至D板的距离L2.Li1_2（2）碰刖两物体均静止，即系统总动量为零.则由动量守恒可知0=m -m -t 1t 2L1_2m-= mj t 1 t 2产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差.答案：见解析12 .如图10,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是，可以通过仅测量 （填选项13

33、/ 19前的符号），间接地解决这个问题.A.小球开始释放高度 hB.小球抛出点距地面的高度 HC.小球做平抛运动的射程图10中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时，先让入射球m多次从斜轨上 S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程 OP然后，把被碰小球 m静置于轨道的水平部分，再将入射球m从斜轨上S位置静止释放，与小球m相碰，并多次重复.O M P N图10接下来要完成的必要步骤是 .（填选项前的符号）A.用天平测量两个小球的质量m、mB.测量小球m开始释放高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到 m、m相碰后平均落地点的位置M NE.测量平抛射程OM ON若两球相碰

34、前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用中测量的量表示）；若碰撞是 弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 （用中测量的量表示）.经测定，m=45.0 g, R2= 7.5 g,小球落地点的平均位置距 O点的距离如图11所示.碰撞前、 后m的动量分别为p1与p1',则p1：p=： 11;若碰撞结束时m的动量为p2'，则p1'P2 ' =11： .35.20cm144.80cm»55.68cm4L/图11实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值,p ,为p1 十 p2有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛2019-2020年

35、上学期高三物理总复习 -第二轮-针对性专题试卷-5动量守恒定律与能量试题运动的射程增大.请你用中已知的数据，分析和计算出被碰小球m平抛运动射程 ON的最大值为cm. x1解析：小球碰前和碰后的速度都用平抛运动来测定，即v = f.而由H2gt2知，每次竖直局度相等，平抛时间相等.即OP mT=OM. ONmi-F m2-p；则可得m OP= m OIM- m2 ON故只需测射程，因而选25 / 19由表达式知：在 OP已知时，需测量 m、m2、OMffi ON故必要步骤 A、D、E若为弹性碰撞同时满足动 能守恒.1 OP2 1 OM2 1 ON22m（1）=2m（1） 十2位）m OP = m

36、 OM+ m ONOP , OM pi = m p i = m 故 pi： p' 1 = OP OM= 44.80: 35.20 = 14: 11, ON p 2=m2 '，OM ,ON .p 1 ： p 2= ( m ) : ( m 1) = 11： 2.9p1m OP2mv0m+ m'p' 1 + p' 2 m OMF m2 - ONT 1其他条件不变，使 ON大，则m、m发生弹性碰撞.则其动量和能量均守恒，可得工 ON OP而 V2= , V0=-凤2m故 ON=OPm+ m2X45.0ac 4 t C x 44.80 cm = 76.8 cm45

37、.0 + 7.5答案：C ADE或（DEA或DAE）m OMF m ON= m OP m OMI+ m - ON= m - OP 14 2.9 1 1.01 76.8三、计算题（本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必 要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）13 .两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg,乙车和磁铁的总质量为 1.0 kg .两磁铁的N极相对，推动一下，使两车相向运动.某 时刻甲的速度为2 m/s,乙的速率为3 m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.求：（

38、1）两车最近时，乙的速度为多大?(2)甲车开始反向运动时，乙车的速度为多大？解析：(1)两车相距最近时，两车的速度相同，设该速度为v,取乙车的速度方向为正方向.由动量守恒定律得m乙v乙一m甲v甲=(m甲+ m乙)v所以两车最近时，乙车的速度为m v 乙一m? v 甲 1X3 0.5X2v =m/sm?+ nr0.5 + 14=3 m/s= 1.33 m/s(2)甲车开始反向时，其速度为 0,设此时乙车的速度为v'乙，由动量守恒定律得m乙v乙一m甲v甲=m巳 v'乙mt v 乙一mp v 甲1X30.5 X2=：m/s = 2 m/s1答案：(1)1.33 m/s (2)2 m/

39、s图1214 .如图12所示，A、B为两个大小可视为质点的小球，A的质量M = 0.6 kg, B的质量m = 0.4kg, B球用长l=1.0 m的轻质细绳吊起，当 B球处于静止状态时，B球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点P(P端切线水平)接触但无作用力.现使 A球从距轨道P端h= 0.20 m的Q点由静止释放，当 A 球运动到轨道 P端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动.若 g取10 m/s2,求两球粘在一起后，悬 绳的最大拉力为多大？解析：A球与B球相碰前瞬间，A球的速度设为v,根据机械能守恒定律有：Mgh=2Mv2,v= 2 m/s 两球碰撞过程中动量守恒， 碰后瞬间两球粘在一起时速度设

40、为 v：则Mv=(M + m)v； v'= 1.2 m/s 两球摆起的瞬间，悬绳的拉力最大，有：v 2Fm (M + m)g=(M + m) 丁解得：Fm= 11.44 N.答案：11.4 N15 .如图13所示，在光滑的水平桌面上有一长为L = 2 m的木板C,它的两端各有一块挡板，C的质量为mc=5 kg,在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B,其质量分别为 mA= 1 kg、mB=4 kg,开始时A、B、C均处于静止状态，并且 A、B间夹有少许炸药，炸药爆炸使得 A以Va=6 m/s的速度水平向左运动，不计一切摩擦，两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体，爆炸与 碰撞时

41、间不计，求：(1)当两滑块都与挡板碰撞后，板C的速度多大？(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止，板C的位移多大？方向如何？解析：炸药爆炸，滑块 A与B分别获得向左和向右的速度，由动量守恒可知，A的速度较大(A的质量小)，A、B均做匀速运动，A先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动，最终 B也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)，整个过程满足动量守恒.(1)整个过程 A B、C系统动量守恒，有：0 = ( RA+ RB+ m)V,所以 V=0.(2)炸药爆炸，A B获得的速度大小分别为 va、vb.以向左为正方向，有：RAVA- rbvb = 0,解得： vb= 1.5 m/s

42、 ,方向向右然后A向左运动，与挡板相撞并合成一体，共同速度大小为VAC,由动量守恒，有：mVA= ( RA+ RC) VAC,解彳导： VAC= 1 m/sL此过程持续的时间为：11= -= - s va 6此后，设经过t2时间B与挡板相撞并合成一体，则有：L=VACt2+ VB(t 1+t2),解得：t2= 0.3 s所以，板C的总位移为：Xc= Va& 2= 0.3 m ,方向向左.答案：(1)0(2)0.3 m方向向左16 .如图14所示，甲车质量 m1 = m,在车上有质量为 M = 2m的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2=2m的乙车正以V。的速度迎面滑来，已知 h = M,为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙 g车，试求人跳离甲车的水平速度 (相对地面)应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可 看作质点.解析：设甲车(包括人)滑下斜坡后速度 ”，由机械能守恒定律得2(m1+ M)v/= (m1