2022年高考物理一轮复习备考演练-选修--第章-动量守恒定律-实验验证动量守恒定律.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 2022 届高考物理一轮复习备考演练选修 3-5 第 1 章 动量守恒定律 试验：验证动量守恒定律对应同学用书 P307图 1122 12022 无锡模拟 如图 1122 所示,一辆小车静止在光滑水平面上,A、B 两人分别站在车的两端当两人同时相向运动时 A假设小车不动,两人速率肯定相等B假设小车向左运动,A 的动量肯定比 B 的小C假设小车向左运动,A 的动量肯定比 B 的大D假设小车向右运动,A 的动量肯定比 B 的大解析 依据动量守恒可知,假设小车不动,两人的动量大小肯定相等,因不知两人的质量,应选项 A 是错误的假设小车向左运动,A的动

2、量肯定比 B的大,应选项 B是错误的、选项 C是正确的假设小车向右运动,A 的动量肯定比 B 的小,应选项 D是错误的答案 C 图 1123 2在 2022 年温哥华冬奥会上,首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌,如图 11 23 为中国队员投掷冰壶的镜头在某次投掷中,冰壶运动一段时间后以 0.4 m/s 的速度与对方的静止冰壶发生正碰,碰后对方的冰壶以 0.3 m/s 的速度向前滑行假设两冰壶质量相等,规定向前运动的方向为正方向,就碰后中国队冰壶获得的速度为A0.1 m/s B 0.1 m/s C0.7 m/s D 0.7 m/s 解析 设冰壶质量为 m,碰后中国队冰壶速度为 vx,由动量守恒定

3、律得mv0mvmvx解得 vx 0.1 m/s ,应选项 A正确答案 A 图 1124 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3如图 1124 所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同始终线上运动两球质量关系为 mB2mA,规定向右为正方向,A、 B 两球的动量均为 6 kg m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后 A球的动量增量为 4 kg m/s,就 A左方是 A球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 25 B左方是 A球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110 C右方是 A球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为

4、 25 D右方是 A球,碰撞后 A、B 两球速度大小之比为 110 解析 由 mB2mA, pA pB知碰前 vBvA假设左为 A球,设碰后二者速度分别为 vA 、 vB由题意知 pA mAvA 2 kg m/spB mBvB 10 kg m/s由以上各式得vAvB2 5,故正确选项为A. 假设右为 A球,由于碰前动量都为 答案 A 6 kg m/s,即都向右运动,两球不行能相碰图 1125 4如图 1125 所示,光滑水平直轨道上有三个滑块 A、B、C,质量分别为 mAmC 2m,mBm, A、B 用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧 弹簧与滑块不拴接 开头时 A、B 以共同速度 v0运动, C

5、 静止某时刻细绳突然断开,A、B 被弹开,然后 B 又与 C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同求 B与 C碰撞前 B 的速度解析 设共同速度为 v,球 A与 B 分开后, B 的速度为 vB,由动量守恒定律 mAmB v0mAvmBvB mBvBmB mC v 联立式,得 B 与 C碰撞前 B的速度 vB9 5v0. 9答案 5v0图 1126 52022 长沙模拟 如图 1126 所示,质量为 M、长为 L 的长木板放在光滑水平面上,一个质量也为 M 的物块 视为质点 以肯定的初速度从左端冲上木板,假如长木板是固定的,物块恰好停在木板的右端,假如长木板不固定,就物块冲上木板后在木板上

6、最多能滑行的距名师归纳总结 离为 B. 3L 4第 2 页,共 7 页ALC.L 4D.L 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析固定时, 由动能定理得： MgL1 2Mv0 2,后来木板不固定有Mv02Mv, Mgs1 2Mv0 21 L2 2 Mv 2,故得 s2.D 项正确, A、B、C项错误答案 D 6如图 1127 所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为 m的物体 A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与 A相同的物体 B,从高 h 处由静止开头沿光滑曲面滑下,与A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻 B 与 A 分开且沿

7、原曲面上升以下说法正确的选项是 图 1127 A弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 mghmghB弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 2hCB 能到达的最大高度为 2DB 能到达的最大高度为 h解析 依据机械能守恒定律可得 B 刚到达水平地面的速度 v02gh,依据动量守恒定律1 1可得 A与 B碰撞后的速度为 v2v0,所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 Epm2 2 mv12mgh,即 B 正确；当弹簧再次复原原长时,A 与 B 将分开, B以 v 的速度沿斜面上滑,依据1机械能守恒定律可得 mgh 2mv 2, B能到达的最大高度为 h/4 ,即 D错误答案 B 图 1128 720

8、22 山东潍坊一模 如图 1 128 所示,质量分别为 1 kg 、3 kg 的滑块 A、B 位于光滑水平面上,现使滑块 A 以 4 m/s 的速度向右运动,与左侧连有轻弹簧的滑块 B 发生碰撞求二者在发生碰撞的过程中1 弹簧的最大弹性势能；2 滑块 B 的最大速度名师归纳总结 解析1 当弹簧压缩最短时,弹簧的弹性势能最大,此时滑块A、 B共速第 3 页,共 7 页由动量守恒定律得mAv0 mAmB v解得 vmAv0 mAmB1 4 13 m/s 1 m/s 弹簧的最大弹性势能即滑块A、B 缺失的动能- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Epm1 2mA

9、v0 21 2 mAmB v 26 J. 2 当弹簧复原原长时,滑块 B获得最大速度,由动量守恒和能量守恒得mAv0mAvAmBvm1 2mAv0 21 2mBvm 21 22mAvA解得 vm 2 m/s. 答案16 J 22 m/s 8. 图 1129 如图 1129 所示,光滑水平桌面上有长L2 m的挡板 C,质量 mC5 kg,在其正中心并排放着两个小滑块A 和 B,mA1 kg,mB3 kg,开头时三个物体都静止在A、B 间放有少量塑胶炸药,爆炸后A 以 6 m/s 速度水平向左运动,A、B 中任意一块与挡板C 碰撞后,都粘在一起,不计摩擦和碰撞时间,求：1 当两滑块 A、B 都与挡

10、板 C碰撞后, C的速度是多大；2 A、C碰撞过程中缺失的机械能解析1 A、B、C系统动量守恒0 mAmBmC vCvC0. 2 炸药爆炸时 A、 B系统动量守恒 mAvAmBvB解得： vB 2 m/s A、C碰撞前后系统动量守恒mAvAmA mC v v1 m/s 1 1 E2mAvA 22 mAmCv 215 J. 答案 10 215 J 9一个物体静置于光滑水平面上,外面扣一质量为 M的盒子, 如图 1130 甲所示 现给盒子一初速度 v0,此后盒子运动的 vt 图象呈周期性变化,如图 1130 乙所示请据此求盒内物体的质量图 1130 解析 设物体的质量为 m,t0时刻受盒子碰撞获得

11、速度 v,依据动量守恒定律 Mv0mv3t 0 时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为 v0,说明碰撞是弹性碰撞 12Mv0 212mv 2 名师归纳总结 联立解得mM. 第 4 页,共 7 页答案M- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 10气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本排除掉摩擦力的影响因此成为重要的试验器材,气垫导轨和光电门、数字毫秒计协作使用能完成很多试验现供应以下试验器材： 名称、图象、编号如图1131 所示 图 1131 利用以上试验器材仍可以完成“ 验证动量守恒定律” 的试验为完成此试验,某同学将试验原理设定为：m1v0m1

12、 m2 v1 针对此原理,我们应挑选的器材编号为：_；2 在我们所选的器材中：_器材对应原理中的 m1 填写器材编号 解析 1 滑块在水平气垫导轨上相互作用时应满意动量守恒,碰撞前后滑块的速度可以依据 vd t求得,其中 d 是遮光板的宽度,t 是滑块通过光电门的时间,故针对此原理应挑选的器材编号为 A、B、C. d2 由于是利用 vt求滑块的速度,滑块 B有遮光板,而滑块 C没有遮光板,故先运动的滑块应选 B. 答案 1ABC 2B 112022 辽宁模拟 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试验气垫导轨装置如图 11 32a 所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成

13、在空腔导轨的两个工作面上匀称分布着肯定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳固地漂浮在导轨上,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图 1132 试验的主要步骤：安装好气垫导轨,调剂气垫导轨的调剂旋钮,使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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与弹射 架并固定在滑块 1 的左端,调剂打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在 水平方向；使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的

14、橡皮绳；把滑块 2 放在气垫导轨的中间；先 _,然后 _,让滑块带动纸带一起运动；取下纸带,重复步骤,选出抱负的纸带如图1132b 所示；测得滑块 1 的质量 310 g ,滑块 2 包括橡皮泥 的质量为 205 g 完善试验步骤的内容2 已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,运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 数字 _ kg m/s 保留三位有效3 试说明 2 中两结果不完全相等的主要缘由是 _ _ _. 解析 1 试验时应先接通打点计时器的电源,再放开滑块2 作用前系统的总动量为滑块 1 的动量 p0m1v0. v0, 0.1 m/

15、s2 m/s ,p00.31 2 kg m/s0.620 kg 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, 0.14 m/s1.2 m/s ,p m1m2 v 0.310 0.205 1.2 kg m/s0.618 kg m/s.3 存在误差的主要缘由是纸带与打点计时器限位孔有摩擦答案 1 接通打点计时器的电源 放开滑块20.620 0.618 3 纸带与打点计时器限位孔有摩擦图 1133 122022 天津卷,10 如图 1133 所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为 R,MN为直径且与水平面垂直直径略小于圆管内径的

16、小球 A 以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点 M时与静止于该处的质量与 A 相同的小球 B 发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距 N为 2R. 重力加速度为 g,忽视圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求：名师归纳总结 1 粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t ；第 6 页,共 7 页2 小球 A 冲进轨道时速度v 的大小- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析 1 粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向的分运动为自由落体运动,有2R1 2gt2 v1,解得 t 2R g2 设球 A 的质量为 m,碰撞前速度大小为把球 A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律得12mv 21 2mv1 22mgR 设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为 v2,由动量守恒定律得mv12mv2 飞出轨道后做平抛运动,水平方向的分运动为匀速直线运动,有 2Rv2t 综合式得名师归纳总结 v22gRR222gR第 7 页,共 7 页答案12 g- - - - - - -