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选修3-5第一章碰撞与动量守恒单元检测题及答案

碰撞与动量守恒单项选择题，4小题，共16分。

1、分析判断下列现象属于弹性碰撞的是（）

A 、皮球在某一高度从静止开始下落，与地面相碰后，反弹回到下落点的下方0.5m 处

B 、子弹射穿静止在光滑水平面上的木块

C 、马尔西的碰撞实验中，质量相等的小球相互正碰而交换速度

D 、水平飞行的炸弹在空中突然爆炸 2、下列说法正确的是（）

A 、机械作业生产中，机床利用液压冲击机炼钢材，可获得较大的动量

B 、跳伞表演中，运动员着地时弯曲膝盖以为了减小冲量

C 、从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，是因为动量变化量不相同。

D 、在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h ，同时以不同的初速度分

别平抛质量相等的物体，当它们从抛出到落地时，它们的动量的增量相同 3、如图所示的装置中，木块B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。先将子弹、木块合在一起作为研究对象（系统），则此系统从子弹开始射入木块到子弹与木块的作用刚好结束的整个过程中（）

A 、动量守恒，机械能守恒

B 、动量守恒，机械能不守恒

C 、动量不守恒，机械能不守恒

D 、动量不守恒，机械能守恒

4、一质量为M 的木块静止在光滑水平面上，现有一质量为m 的滑块以一定的初速度v 0从木块的左端开始向木板的右端滑行。滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图所示，根据图象作出如下判断正确的是（）

A 、滑块始终做匀减速直线运动

B 、在t 1时刻滑块从木板的右端滑出

C 、滑块的质量大于木板的质量

D 、滑块在木板滑动过程中，滑块和木板组成的系统机械能保持不变

一、双项选择题，5小题，共30分。

5、磷的一种同位素P 30

15具有放射性，像天然放射性元素一样放出一个正电子e 0

1后，产生一新的原子核

硅Si 30

14，同时伴有不带质量的射线产生，假若这种放射现象是在某一匀强磁场发生，且得到如图所示的轨迹，已知放射后正电子的速度为e v ，动能为E K1，硅核的速度为v ，动能为E K2。则下列说法正确的是（） A 、轨迹1是正电子的运动轨迹 B 、轨迹2是正电子的运动轨迹

C 、放射过程中，系统的总动量是守恒的且v v e

D 、放射过程中，系统的总能量是守恒的且

E K1

6、如图所示是一种电子反冲小车装置，一带有平行金属板A 、B 通过圆形管绝缘材料连接固定在一辆小车上，小车停放在光滑水平面上，在圆形管内紧贴平行板右端放置一不带电的金属小球（可视为质点），当在某时刻给平行板带上足够多的等量异号电荷，一段时间后金属小球与小车脱离，已知小球质量为m ，

车与平行板的总质量为M ，且m

B 、小球脱离小车时，小球的动量变化量比小车大

C 、小球在脱离小车前，小球电势能一定在减小

D 、小球在脱离小车前，车与小球的机械能守恒

7、向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当此炮弹的速度恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a 、b 两块，若质量较大的a 的速度方向仍沿原画的方向，则（） A 、b 的速度方向一定与原来速度方向相反

B 、从炸裂到落地的这段时间内， a 飞行的水平距离一定比b 的大

C 、a 、b 一定同时到达水平地面

D 、在炸裂过程中，a 、b 受到的爆炸力的大小一定相等

8、为了使“验证动量守恒定律”的实验成功，下列应注意的事项中正确的是（） A 、两球相碰时，它们的球心必须在同一高度上做对心碰撞

B 、入射小球始终从同一高度释放，然后选取其中水平射程最远的一点，作为小球落地点的位置

C 、重复多次实验，用圆规画一个尽可能小的圆将对应同一位置的所有落点圈在里面，取圆心作为落点的平均位置

D 、改变入射球的释放高度，并多次释放测出各次的水平位移，求出其平均值后再代入守恒式进行验证 9、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L ，导轨上面横放着两根质量均为m ，电阻均为R （其余部分电阻不计）的导体棒ab 和cd ，构成矩形回路。在整个导轨平面内都有竖直向上的磁感应强度为B 的匀强磁场，如图所示，设两导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度v 0，若两导体棒在运动过程中始终不接触，则（） A 、棒ab 、cd 在运动过程中，回路中一定有感应电流

B 、当棒ab 、cd 的运动稳定后，棒ab 、cd 有共同速度2

v v =

C 、在运动过程中，产生的的焦耳热最多为4

m v Q =

D 、在运动过程中，安培力对棒cd 做的功数值上等于回路中的电能

二、非选择题，3小题，每小题各18分，共54分。要求写出必要的文字说明和重要的过程等。 10、（1）（6分）“验证动量守恒定律”的实验中，入射小球m 1=15g ，原来静止的被碰小球m 2=10g ，由实验测得它们在碰撞前后的x-t 图象如图，可知入射小球碰撞前的m 1v 1是_________，入射小球碰撞后的m 1v 1'是_________，被碰小球碰撞后的m 2v 2'是___________。由此得出结论_______________________。（2）（12分）某同学利用打点计时器和

气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a ）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器这弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先______________，然后___________________，让滑块带动纸带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图（b）所示；

⑧测得滑块1（包括撞针）的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g．试完善实验步骤⑥的内容。（2）已知打点计时器每隔0．02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为__________kg?m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为___________kg?m/s，设碰撞后粘在一起运动（保留三位有效数字）。

（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是_____________________________。

11、（18分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h/16。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。

12、（18分）如图所示，质量M=0.040kg的靶盒A静止在光滑

水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上，另

一端与靶盒A连接，Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶

盒发射一颗水平速度为v0=50m/s，质量m=0.010kg的弹丸，当

弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短，不计空气阻力，求

（1）弹丸打入靶盒A的过程中，系统损失的机械能。

（2）弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能。

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案

10、(1)0.015kgm/s 1分 0.0075kgm/s 1分 0.0075kgm/s 1分碰撞中mv 的矢量和是守恒量 3分

（2）（12分）（1）接通打点计时器的电源（2分），放开滑块1（2分）；（2）0．620（2分）， 0.618（2分）；（3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦（4分）

解析：作用前系统的总动量为滑块1的动量p 0=m 1v 0 v 0=0．2/0．1=2m/s ，p 0=0．31×2=0．620kg ?m/s

作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v ，v =0.168/0.14=1.2m/s ， p =(m 1+m 2)v =(0.310+0.205)×1.2=0.618 kg ?m/s

11、【解答】设小球的质量为m ，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为1v ，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有211

mgh mv = ①

得 12v gh =

设碰撞后小球反弹的速度大小为1'v ，同理有211

'162

h mg

mv = ②

得

1'8

v =

设碰撞后物块的速度大小为2v ，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有112

'5mv mv mv =-+

③ 得

gh v =

④

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小 5F mg μ=

⑤

设物块在水平面上滑行的时间为t ，根据动量定理，有 205Ft mv -=- ⑥

得 24gh

t g

μ=

⑦

【答案】24gh

t g

μ=

E v m M m v E v

M m m v v ，，A P P 10)(2

121)(:

00=?+-=?+=代入数据得系统损失的机械能为

动量守恒统由弹丸和靶盒组成的系速度为后弹丸进入靶盒

物理选修3-5(碰撞与动量守恒)知识点与习题

碰撞与动量守恒一、动量和冲量【例1】质量为m的小球由高为H的、倾角为θ光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大【例3】一个物体同时受到两个力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图1所示，如果该物体从静止开始运动，经过t=10s后F1、F2以及合力F的冲量各是多少二．动量定理 1．求动量及动量变化的方法。图1【例1】以初速度v0平抛出一个质量为m的物体，抛出后t秒内物体的动量变化是多少【例2】一粒钢珠从静止状态开始自由下落,然后陷人泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进人泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ, 则( ) A、过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量 B、过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小 C、I、Ⅱ两个过程中合外力的总冲量等于零 D、过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量等于零 1．质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2，在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为（D） A．向下，m（v2 - v1）B．向下，m（v2 + v1）C．向上，m（v2 - v1）D．向上，m（v2 + v1） 2．质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里。求：⑴沙对小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。 2．用动量定理求解相关问题（1）．简解多过程问题。【例3】一个质量为m=2kg的物体,在F1=8N的水平推力作用下,从静止开始沿水平面运动了t1=5s,然后推力减小为F2=5N,方向不变,物体又运动了t2=4s后撤去外力,物体再经过t3=6s停下来。试求物体在水平面上所受的摩擦力。 . （2）.求解平均力问题【例4】质量是60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护作用，最后使人悬挂在空中．已知弹性安全带缓冲时间为，安全带伸直后长5m，求安全带所受的平均冲量．（g= 10m／s2）（3）、求解曲线运动问题【例5】以V o ＝10m／s2的初速度、与水平方向成300角抛出一个质量m＝2kg的小球．忽略空气阻力的作用，g取10m／s2．求抛出后第2s末小球速度的大小．

高中物理第一章碰撞与动量守恒第1节碰撞教学案教科版

第1节碰__撞 (对应学生用书页码P1) 一、碰撞现象 1．碰撞做相对运动的两个(或几个)物体相遇而发生相互作用，运动状态发生改变的过程。 2．碰撞特点 (1)时间特点：在碰撞过程中，相互作用时间很短。 (2)相互作用力特点：在碰撞过程中，相互作用力远远大于外力。 (3)位移特点：在碰撞过程中，物体发生速度突变时，位移极小，可认为物体在碰撞前后仍在同一位置。试列举几种常见的碰撞过程。提示：棒球运动中，击球过程；子弹射中靶子的过程；重物坠地过程等。二、用气垫导轨探究碰撞中动能的变化 1．实验器材气垫导轨，数字计时器、滑块和光电门，挡光条和弹簧片等。 2．探究过程 (1)滑块质量的测量仪器：天平。 (2)滑块速度的测量仪器：挡光条及光电门。 (3)数据记录及分析，碰撞前、后动能的计算。三、碰撞的分类 1．按碰撞过程中机械能是否损失分为： (1)弹性碰撞：碰撞过程中动能不变，即碰撞前后系统的总动能相等，E k1＋E k2＝E k1′＋ E k2′。 (2)非弹性碰撞：碰撞过程中有动能损失，即动能不守恒，碰撞后系统的总动能小于碰撞前系统的总动能。 E k1′＋E k2′＜E k1＋E k2。 (3)完全非弹性碰撞：碰撞后两物体黏合在一起，具有相同的速度，这种碰撞动能损失最大。 2．按碰撞前后，物体的运动方向是否沿同一条直线可分为： (1)对心碰撞(正碰)：碰撞前后，物体的运动方向沿同一条直线。 (2)非对心碰撞(斜碰)：碰撞前后，物体的运动方向不在同一直线上。(高中阶段只研究

正碰)。 (对应学生用书页码P1) 探究一维碰撞中的不变量 1.探究方案方案一：利用气垫导轨实现一维碰撞 (1)质量的测量：用天平测量。 (2)速度的测量：v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块(挡光片)的宽度，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间。 (3)各种碰撞情景的实现：利用弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥设计各种类型的碰撞，利用滑块上加重物的方法改变碰撞物体的质量。方案二：利用等长悬线悬挂等大小球实现一维碰撞 (1)质量的测量：用天平测量。 (2)速度的测量：可以测量小球被拉起的角度，从而算出碰撞前对应小球的速度，测量碰撞后小球摆起的角度，算出碰撞后对应小球的速度。 (3)不同碰撞情况的实现：用贴胶布的方法增大两球碰撞时的能量损失。方案三：利用小车在光滑桌面上碰撞另一静止小车实现一维碰撞。 (1)质量的测量：用天平测量。 (2)速度的测量：v ＝Δx Δt ，Δx 是纸带上两计数点间的距离，可用刻度尺测量。Δt 为小车经过Δx 所用的时间，可由打点间隔算出。 2．实验器材方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。方案二：带细线的摆球(两套)、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、天平、撞针、橡皮泥。 3．实验步骤不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安排，参考步骤如下： (1)用天平测相关质量。 (2)安装实验装置。 (3)使物体发生碰撞。 (4)测量或读出相关物理量，计算有关速度。 (5)改变碰撞条件，重复步骤(3)、(4)。

【精品】2020届高考物理总复习第六章碰撞与动量守恒单元评估检测六含解析人教版

单元评估检测(六) (第六章) (45分钟100分) 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。1～6题为单选题，7、8题为多选题) 1.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是( ) A.在下滑过程中，物块的机械能守恒 B.在下滑过程中，物块和槽的动量守恒 C.物块被弹簧反弹后，做匀速直线运动 D.物块被弹簧反弹后，能回到槽高h处【解析】选C。在下滑的过程中，物块与弧形槽系统只有重力做功，机械能守恒，对于物块，除了重力做功外，支持力做功，则物块的机械能不守恒，故A错误。物块加速下滑，竖直方向受向下合力，物块与槽在水平方向上不受外力，所以只能在水平方向动量守恒，故B错误。因为物块与槽在水平方向上动量守恒，由于质量相等，根据动量守恒，物块离开槽时速度大小相等，方向相反，物块被弹簧反弹后，与槽的速度相同，做匀速直线运动，故C正确，D错误。 2.如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑轨MP、QN 的端点都在圆周上，MP>QN。将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是( ) A.合力对两滑块的冲量大小相同 B.重力对a滑块的冲量较大 C.弹力对a滑块的冲量较小

D.两滑块的动量变化大小相同【解析】选C。这是“等时圆”，即两滑块同时到达滑轨底端。合力F=mgsin θ(θ为滑轨倾角)，F a>F b，因此合力对a滑块的冲量较大，a滑块的动量变化也大；重力的冲量大小、方向都相同；弹力F N=mgcos θ，F Nam B，置于光滑水平面上，相距较远。将两个大小均为F的力，同时分别作用在A、B上经过相同距离后，撤去两个力，两物体发生碰撞并粘在一起后将( ) A.停止运动 B.向左运动 C.向右运动 D.运动方向不能确定【解析】选C。已知两个力大小相等，m A>m B，由牛顿第二定律可知，两物体的加速度a At B，由I A=Ft A，I B=Ft B，可得I A>I B，