第1章 第3节 动量守恒定律 综合拔高（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第1章 第3节 动量守恒定律 综合拔高（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 118.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-06 14:39:14 | ||
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文档简介
人教版高中物理选修一 第1章 第3节 动量守恒定律 综合拔高
一、单项选择题（共1小题；共4分）
1. 如图所示，在平静的水面上有 、 两艘小船， 船的左侧是岸，在 船上站着一个人，人与 船的总质量是 船的 倍。两船开始时都处于静止状态， 船上的人把 船以相对于地面的速度 向左推出， 船到达岸边时岸上的人马上以原速率将 船推回， 船上的人接到 船后，再次把它以原速率反向推出 直到 船上的人不能再接到 船，则 船上的人推船的次数为
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
二、双项选择题（共2小题；共8分）
2. 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为 的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切。一质量为 的小物块从槽上高 处由静止开始下滑，重力加速度为 ，下列说法正确的是
A. 物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为
B. 物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为
C. 在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒
D. 物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽高 处
3. 如图，两个弹性小球用轻绳紧紧束缚在一起并发生微小的形变，现正在光滑水平面上以速度 向左做匀速直线运动，已知 、 两弹性小球质量分别为 和 。一段时间后轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过 ，两球的间距 ，下列说法正确的是
A. 刚分离时， 、 两球的速度方向相反
B. 刚分离时， 球的速度大小为
C. 刚分离时， 球的速度大小为
D. 两球分离过程中释放的弹性势能为
三、解答题（共6小题；共78分）
4. 甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是 ，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为 和 。求甲、乙两运动员的质量之比。
5. 一只质量为 的乌贼吸入 的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以 的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小 。
6. 细线下吊着个沙袋，构成一个摆。一颗子弹水平射入沙袋并留在沙袋中随沙袋一起摆动。利用这个物理情景可以完成对子弹速度的粗略测量。请你写出需要测量的物理量（直接测量量），并根据这个过程中满足的物理规律写出测量原理（用字母表示）。
7. 如图，物块 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块 沿水平方向与 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前 的速度的大小 及碰撞后 和 一起上升的高度 均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以 为纵坐标， 为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为 。已知物块 和 的质量分别为 和 ，重力加速度大小 。
（1）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求 直线斜率的理论值 。
（2）求 值的相对误差 （，结果保留 位有效数字）。
8. 如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为 （ 小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为 ，冰块的质量为 ，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小 。
（1）求斜面体的质量；
（2）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩
9. 如图所示，质量为 的木块放在平台的右端，该平台到地面的高度为 ，木块与平台间的动摩擦因素为 。质量为 的小松鼠从地面上跳上平台抱住木块，且小松鼠到达平台上木块的位置时速度恰好沿水平方向，小松鼠抱住木块后与木块一起滑行，测量发现滑行的距离恰好为 。小松鼠抱住木块的过程时间极短，小松鼠与木块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 ，求：
（1）小松鼠抱住木块前瞬间的速度大小；
（2）小松鼠起跳离开地面时的动能。
答案
第一部分
1. B
【解析】取向右为正方向，设 船上的人第一次推出 船时， 船的速度为 ，由动量守恒定律得 ，解得 ，当 船向右返回后， 船上的人第二次将 推出，设此时 的速度为 ，由动量守恒定律得 ，解得 ，设第 次推出 时， 的速度大小为 ，由动量守恒定律得 ，解得 ，则有 ， 船上的人不能再接到 船，须有 临界点 ，联立①②式可得 ，则取 。
第二部分
2. A， D
【解析】物块和槽相互作用时，在水平方向上不受外力，但在竖直方向上受重力作用，所以物块和槽仅在水平方向上动量守恒。物块第一次滑到槽底端时，设物块的速度大小为 ，槽的速度大小为 ，规定向右为正方向，由水平方向上动量守恒得 ，则有 ；由能量守恒定律得 ，解得槽的动能为 ，A正确，B错误；压缩弹簧时，物块和弹簧组成的系统受到竖直墙的作用力，动量不守恒，故C错误；由以上分析可知物块被反弹后的速度大于槽的速度，所以物块能追上槽，当滑到槽的最高点时，两者有相同的速度，从能量守恒的角度可知，物块不能回到槽上高 处，D正确。
3. A， D
【解析】取向左为正方向，由动量守恒定律可得 ；经过 后，两球的间距为 ，则有 ，联立解得 ，，由此可知，刚分离时 球的速度大小为 ，方向向右， 球的速度大小为 ，方向向左，即 、 两球的速度方向相反，A正确，B、C错误；设两球分离过程中释放的弹性势能为 ，由能量守恒定律可得 ，解得 ，D正确。
第三部分
4.
【解析】由动量守恒定律得
解得
代入数据得 。
5.
【解析】由动量守恒得
解得 ，代入数据得 。
6. 需要测量子弹的质量 ，沙袋的质量 ，摆长 ，沙袋摆动时摆线的最大偏角 。
测量原理：
子弹射入沙袋后与沙袋一起从最低位置摆至最高位置的过程中机械能守恒，设在最低位置时，子弹和沙袋的共同速度为 ，则由机械能守恒定律可得
得
设射入沙袋前子弹速度为 ，子弹射入沙袋的过程中系统动量守恒，选子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得
联立得
7. （1）
【解析】设物块 和 碰撞后共同运动的速度为 ，由动量守恒定律有 ，
在碰撞后 和 共同上升的过程中，由机械能守恒定律有
，
联立①②式得 ，
由题意得 ，
代入题给数据得 。
（2）
【解析】按照定义 ，
由⑤⑥式和题给条件得 。
8. （1）
【解析】规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为 ，斜面体的质量为 。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得
式中 为冰块推出时的速度。
联立①②式并代人题给数据得
。
（2） 设小孩推出冰块后的速度为 ，由动量守恒定律有
代入数据得
设冰块与斜面体分离后的速度分别为 和 ，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律有
联立③⑥⑦式并代入数据得
由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩。
9. （1）
【解析】以小松鼠和木块组成的系统为研究对象，设小松鼠抱住木块后整体速度为 ，对整体向左滑行的过程，根据动能定理可知
代入数据解得 ，
小松鼠和木块相互作用的过程中，系统动量守恒，有
代入数据解得 。
（2）
【解析】小松鼠跳到平台的运动过程是斜上抛运动，只有重力做功，根据动能定理列式
代入数据解得 。
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一、单项选择题（共1小题；共4分）
1. 如图所示，在平静的水面上有 、 两艘小船， 船的左侧是岸，在 船上站着一个人，人与 船的总质量是 船的 倍。两船开始时都处于静止状态， 船上的人把 船以相对于地面的速度 向左推出， 船到达岸边时岸上的人马上以原速率将 船推回， 船上的人接到 船后，再次把它以原速率反向推出 直到 船上的人不能再接到 船，则 船上的人推船的次数为
A. 次 B. 次 C. 次 D. 次
二、双项选择题（共2小题；共8分）
2. 如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为 的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切。一质量为 的小物块从槽上高 处由静止开始下滑，重力加速度为 ，下列说法正确的是
A. 物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为
B. 物块第一次滑到槽底端时，槽的动能为
C. 在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒
D. 物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽高 处
3. 如图，两个弹性小球用轻绳紧紧束缚在一起并发生微小的形变，现正在光滑水平面上以速度 向左做匀速直线运动，已知 、 两弹性小球质量分别为 和 。一段时间后轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过 ，两球的间距 ，下列说法正确的是
A. 刚分离时， 、 两球的速度方向相反
B. 刚分离时， 球的速度大小为
C. 刚分离时， 球的速度大小为
D. 两球分离过程中释放的弹性势能为
三、解答题（共6小题；共78分）
4. 甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是 ，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为 和 。求甲、乙两运动员的质量之比。
5. 一只质量为 的乌贼吸入 的水，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以 的速度向前逃窜。求该乌贼喷出的水的速度大小 。
6. 细线下吊着个沙袋，构成一个摆。一颗子弹水平射入沙袋并留在沙袋中随沙袋一起摆动。利用这个物理情景可以完成对子弹速度的粗略测量。请你写出需要测量的物理量（直接测量量），并根据这个过程中满足的物理规律写出测量原理（用字母表示）。
7. 如图，物块 通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止；从发射器（图中未画出）射出的物块 沿水平方向与 相撞，碰撞后两者粘连在一起运动，碰撞前 的速度的大小 及碰撞后 和 一起上升的高度 均可由传感器（图中未画出）测得。某同学以 为纵坐标， 为横坐标，利用实验数据作直线拟合，求得该直线的斜率为 。已知物块 和 的质量分别为 和 ，重力加速度大小 。
（1）若碰撞时间极短且忽略空气阻力，求 直线斜率的理论值 。
（2）求 值的相对误差 （，结果保留 位有效数字）。
8. 如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面 的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为 （ 小于斜面体的高度）。已知小孩与滑板的总质量为 ，冰块的质量为 ，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小 。
（1）求斜面体的质量；
（2）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩
9. 如图所示，质量为 的木块放在平台的右端，该平台到地面的高度为 ，木块与平台间的动摩擦因素为 。质量为 的小松鼠从地面上跳上平台抱住木块，且小松鼠到达平台上木块的位置时速度恰好沿水平方向，小松鼠抱住木块后与木块一起滑行，测量发现滑行的距离恰好为 。小松鼠抱住木块的过程时间极短，小松鼠与木块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 ，求：
（1）小松鼠抱住木块前瞬间的速度大小；
（2）小松鼠起跳离开地面时的动能。
答案
第一部分
1. B
【解析】取向右为正方向，设 船上的人第一次推出 船时， 船的速度为 ，由动量守恒定律得 ，解得 ，当 船向右返回后， 船上的人第二次将 推出，设此时 的速度为 ，由动量守恒定律得 ，解得 ，设第 次推出 时， 的速度大小为 ，由动量守恒定律得 ，解得 ，则有 ， 船上的人不能再接到 船，须有 临界点 ，联立①②式可得 ，则取 。
第二部分
2. A， D
【解析】物块和槽相互作用时，在水平方向上不受外力，但在竖直方向上受重力作用，所以物块和槽仅在水平方向上动量守恒。物块第一次滑到槽底端时，设物块的速度大小为 ，槽的速度大小为 ，规定向右为正方向，由水平方向上动量守恒得 ，则有 ；由能量守恒定律得 ，解得槽的动能为 ，A正确，B错误；压缩弹簧时，物块和弹簧组成的系统受到竖直墙的作用力，动量不守恒，故C错误；由以上分析可知物块被反弹后的速度大于槽的速度，所以物块能追上槽，当滑到槽的最高点时，两者有相同的速度，从能量守恒的角度可知，物块不能回到槽上高 处，D正确。
3. A， D
【解析】取向左为正方向，由动量守恒定律可得 ；经过 后，两球的间距为 ，则有 ，联立解得 ，，由此可知，刚分离时 球的速度大小为 ，方向向右， 球的速度大小为 ，方向向左，即 、 两球的速度方向相反，A正确，B、C错误；设两球分离过程中释放的弹性势能为 ，由能量守恒定律可得 ，解得 ，D正确。
第三部分
4.
【解析】由动量守恒定律得
解得
代入数据得 。
5.
【解析】由动量守恒得
解得 ，代入数据得 。
6. 需要测量子弹的质量 ，沙袋的质量 ，摆长 ，沙袋摆动时摆线的最大偏角 。
测量原理：
子弹射入沙袋后与沙袋一起从最低位置摆至最高位置的过程中机械能守恒，设在最低位置时，子弹和沙袋的共同速度为 ，则由机械能守恒定律可得
得
设射入沙袋前子弹速度为 ，子弹射入沙袋的过程中系统动量守恒，选子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得
联立得
7. （1）
【解析】设物块 和 碰撞后共同运动的速度为 ，由动量守恒定律有 ，
在碰撞后 和 共同上升的过程中，由机械能守恒定律有
，
联立①②式得 ，
由题意得 ，
代入题给数据得 。
（2）
【解析】按照定义 ，
由⑤⑥式和题给条件得 。
8. （1）
【解析】规定向右为速度正方向。冰块在斜面体上运动到最大高度时两者达到共同速度，设此共同速度为 ，斜面体的质量为 。由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得
式中 为冰块推出时的速度。
联立①②式并代人题给数据得
。
（2） 设小孩推出冰块后的速度为 ，由动量守恒定律有
代入数据得
设冰块与斜面体分离后的速度分别为 和 ，由水平方向动量守恒和机械能守恒定律有
联立③⑥⑦式并代入数据得
由于冰块与斜面体分离后的速度与小孩推出冰块后的速度相同且处在后方，故冰块不能追上小孩。
9. （1）
【解析】以小松鼠和木块组成的系统为研究对象，设小松鼠抱住木块后整体速度为 ，对整体向左滑行的过程，根据动能定理可知
代入数据解得 ，
小松鼠和木块相互作用的过程中，系统动量守恒，有
代入数据解得 。
（2）
【解析】小松鼠跳到平台的运动过程是斜上抛运动，只有重力做功，根据动能定理列式
代入数据解得 。
第1页（共1 页）