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碰撞与动量守恒单元测试题含答案

碰撞与动量守恒单元测试题

命题人：官桥中学高二物理备课组

一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项

中，只有一个选项正确）

1、篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，

两臂随球迅速引至胸前，这样做可以（）

A.减小球对手作用力的冲量

B.减小球的动量变化率

C.减小球的动量变化量

D.减小球的动能变化量

2、在空间某一点以大小相等的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质

量相等的小球，不计空气阻力，当小球落地时（）

A.做上抛运动的小球动量变化最大

B.三个小球动量变化大小相等

C. 做平抛运动的小球动量变化最小

D.三个小球动量变化相等

3、把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平地面上。当枪发射子

弹时，关于枪、子弹、车，下列说法中正确的是（）

A.枪和子弹组成的系统动量守恒

B.枪和车组成的系统动量守恒

C.若不计子弹和枪筒之间的摩擦，枪、车、子弹组成的系统动量近似守恒

D.枪、子弹、车组成的系统动量守恒

4、自行火炮车连同炮弹的总质量为M,火炮车在·水平路面上以1V 的速度向右匀速行驶，炮管水平发射一枚质量为m 的炮弹后，自行火炮的速度变为2V ,仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度0V 为（）

A. m mV V V m 2

21)(+- B.m

V V M )(21- C. m mV V V m 2212)(+- D.m V V m V V m )

()(2121---

二、双项选择（共5小题，每小题5分，共25分）

5、质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面顶端由静止释放，斜面高h,物体从斜面顶端滑到斜面底端过程中（）

A.物体所受支持力的冲量为零

B.物体所受支持力的冲量方向垂直于斜面向上

C.物体所受重力的冲量方向沿斜面向下

D.物体所受重力的冲量大小为θ

sin 2gh m 6、在光滑水平面上，两球沿着球心连线以相等速率相向而行，并发生碰撞，下列现象中可能发生的是（）

A.若两球质量相等，碰后以某一相等速率相互分开

B.若两球质量相等，碰后以某一相等速率同向而行

C.若两球质量不同，碰后以某一相等速率互相分开

D.若两球质量不同，碰后以某一相等速率同向而行

7、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

8、如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从木块两侧同时水平

射入木块，最终都停在木块中，这一过程中木块始终保持静止.现知道子

弹A射入的深度d A大于子弹B射Array入的深度d B.若用t A、t B表示它们

在木块中运动的时间，用E kA、E kB表示它们的初动能，用v A、v B表示它们的初速度大小，用m A、m B表示它们的质量，则可判断（）

A. t A>t B

B. E kA>E kB

C. v A>v B

D. m A >m B

9、如图甲所示，一轻质弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B

相连接，并静止在光滑的水平面上.现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得（）

A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都是处于压缩状态

B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长

C.两物体的质量之比为m1:m2=1:2

D.在t2时刻A和B的动能之比为E k1: E k2=1:8

三、实验题（每空3分，共24分）

10、某同学设计了一个用打点计时器“验证动量守恒”的实验：在小车A 的前

端粘有橡皮泥，推动小车A 使之作匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B 相碰并粘合在一体，继续作匀速运动．他设计的具体装置如图所示，在小车A 后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz ．长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．

(1)若已得到打点纸带如图，并测得各计数点间距标在图上．点O 为运动起始的第一点．则应选________段来计算小车A 的碰前速度．应选________段来计算小车A 和B 碰后的共同速度．(以上两格填“OA ”或“AB ”或“BC ”或“CD ”)

(2)已测量出小车A 的质量＝0.40kg ，小车B 的质量＝0.20kg ．由以上测量结果可得：碰前总动量＝________kg ·m/s ；碰后总动量＝

________kg ·m/s ． v /m ?s -1 乙

B t /s 1 O A 2 3 -1 t 1 t 2 t 3 t 4 B A v 甲

11、图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下

拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱

上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2

发生对心碰撞。碰后球1向左最远可摆到B点，

球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即

可验证1、2两球碰撞时动量守恒。现已测出A点离水平桌面的距离为a，B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c。此外，还需要测量的量是_________、________________、和_____________________。

根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为

__________________________。

选择题答案

实验题答案

10、，，

，。11、，，

，。

四、本题共2小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演

算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

12、（15分）质量为M的气球上有一质量为m的猴子，气球和猴子静止在离地高为h

的空中。从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，则软梯至少应为多长？

13、如图所示，A B C是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置

的半圆．一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，并滞留在木块中．若被击中的木块沿轨道能滑到最高点C，已知木块对C点的压力大小为(M+m)g，求：子弹射入木块前瞬间速度的大小．

参考答案

1、B

2、A

3、D

4、B

5、BD

6、AD

7、选AC。【解析】由动量定理知，在过程I中，钢珠从静止自由下落，不计空气阻力，小

球所受的合外力即为重力，因此钢珠的动量的改变量等于重力的冲量，A 正确。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与过程Ⅱ中重力的冲量的大小之和，B 不对。在I 、Ⅱ两个过程中，钢珠动量的改变量各不为零，但它们大小相等、方向相反，但从整体看，钢珠动量的改变量为零，故合外力的总冲量等于零，C 正确D 错误。

8、BC.解析：子弹A 、B 射入木块的过程中木块始终保持静止，则两子弹和木板间的摩擦

力必定大小相等，由动量守恒定律知两子弹的初动量也大小相等，由动量定理可知，它们在木块中运动的时间t A =t B .由动能定理和子弹A 射入的深度d A 大于子弹B 射入的深

度d B 可知E kA >E kB .由动能和动量的关系式m

p E k 22

=可知m A v B .所以选项BC 正确.

9、CD.解析：由图可知t 1时刻弹簧处于压缩状态，A 、B 具有共同速度，压缩量最大； t 3

时刻弹簧处于伸长状态，A 、B 具有共同速度，伸长量最大. t 2时刻弹簧处于自然长度，

A 、

B 速度大小之比为1∶2，对系统由动量守恒得m 1×3= m 1×(-1)+ m 2×2，即m 1:m 2=1:2，则t 2时刻A 和B 的动能之比为1:8.

10、(1)AB, CD; (2)0.42kg ·m/s,0.417(或0.42)kg ·m/s

11、弹性小球1、2的质量m 1、m 2、；立柱高h ；桌面高H ；

12、11．【解析】设下降过程中，气球上升高度为H 。

由题意知猴子下落高度为h ，取猴子和气球为系统，系统所受合外力为零，在竖直方向动量守恒。由动量守恒定律得 M ·H=m ·h 解得M mh H = 所以软梯长度至少为M

h m M H h L )(+=+= 13、解：设子弹射入木块瞬间速度为v ，射入木块后的速度为v B ，到达C 点时的速度为v C 。

子弹射入木块时，系统动量守恒，可得：()0v M m mv += ①

木块(含子弹)在BC 段运动，满足机械能守恒条件，可得

()22)(2

1)(221C B v M m g M m R v M m +++=+ ② 木块(含子弹)在C 点做圆周运动，设轨道对木块的弹力为T ，木块对轨道的压力为T ′，

可得： R

v M m g M m T C 2)()(+=++ ③ 又：T =T ′=(M+m)g ④

由①、②、③、④方程联立解得：子弹射入木块前瞬间的速度：Rg m M m v 6)(+=

高中物理选修3-5碰撞与动量守恒经典题型计算题练习有答案

动量守恒定律 1、（16分）如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的，在最低点B 与水平轨道BC 相切，BC 的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道沿街至轨道末端C 处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求（1）物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍；（2）物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数μ。答案：（1）设物块的质量为m ，其开始下落处的位置距BC 的竖直高度为h ，到达B 点时的速度为v ，小车圆弧轨道半径为R 。由机械能守恒定律，有 22 1mv mgh = ① 根据牛顿第二定律，有R v m mg mg 2 9=- ② 解得h =4R ③ 即物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的4倍。（2）设物块与BC 间的滑动摩擦力的大小为F ，物块滑到C 点时与小车的共同速度为 v ′，物块在小车上由B 运动到C 的过程中小车对地面的位移大小为s 。依题意，小车的质量为3m ，BC 长度为10R 。由滑动摩擦定律，有 mg F μ= ④ 由动量守恒定律，有'+=v m m mv )3( ⑤ 对物块、小车分别应用动能定理，有 222 1 21)10(mv mv s R F -'=+- ⑥ 0)3(2 1 2-'= v m Fs ⑦ 解得3.0=μ ⑧ 2、(16分)如图所示，质量m 1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15 m,现有质量m 2=0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的速度v 0=2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s 2，求（1）物块在车面上滑行的时间t; （2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。

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，