高中物理第七章机械能守恒定律6实验探究功与速度变化的关系习题新人教版必修2(1).pdf

高中物理第七章机械能守 恒定律6实验探究功与速度变化 的关系习题新人教版必修2(1)第一章碰撞与动量守恒 第二节动量动量守恒定律分层训练迎战两考A级抓基础1.下列说法中正确的是（）A.冲量的方向一定和动量的方向相同B.动量变化量的方向一定和动量的方向相同C.物体的末动量方向一定和它所受合外力的冲量方向相同D.冲量是物体动量变化的原因解析：冲量的方向和动量的方向不一定相同，比如平抛运动，冲 量方向竖直向下，动量方向是轨迹的切线方向，故A错误；动量增 量的方向与合力的冲量方向相同，与动量的方向不一定相同，比如匀 减速直线运动，动量变化量的方向和动量的方向相反，故B错误；物体的末动量方向不一定和它所受合外力的冲量方向相同，故C错 误；根据动量定理可知，冲量是物体的动量变化的原因，故D正确.答案：D2.小球质量为2m,以速度r沿水平方向垂直撞击墙壁，球被 反方向弹回速度大小是为，球与墙撞击时间为右在撞击过程中，球对墙的平均冲力大小是（）2mp 8H18mvCe 5t2mv解析：设初速度方向为正，则弹后的速度为一m；由动量定理2可得：Ft=2mX2mv9解得：F=z：,负号表示力的方O 0，向与初速度方向相反；由牛顿第三定律可知，球对墙的平均冲击力为Ff=-F=18mv5t;故选C.答案：c3.如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现 有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱.关于上述过程，下列说 法中正确的是（）A.男孩和木箱组成的系统动量守恒B.小车与木箱组成的系统动量守恒C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D.木箱的动量增量与小车（包含男孩）的动量增量相同解析：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，男孩 和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误;小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B 错误；男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守 恒，故C正确；木箱、男孩、小车组成的系统动量守恒，木箱的动 量增量与男孩、小车的总动量增量大小相同，方向相反，木箱的动量 增量与男孩、小车的总动量增量不相同，故D错误.答案：C4.甲、乙两物体的质量之比为胆甲：胆乙=1：4,若它们在运动 过程中的动能相等，则它们动量大小之比?甲：,乙是（）A.1：1B.1：23C.1：4 D.2：1解析：根据运动过程中的动能相等，得3M甲邪=/乙涕，甲的动量p甲=加甲。甲=、12nt甲品甲*,乙的动量乙=加乙0乙=y2m、乙涕,-r.l_2&_l所以 I）夕乙、/所乙/答案：BB级提能力5.沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体/、刀碰撞后以共 同的速度运动，该过程的位移一时间图象如图所示.则下列判断错误 的是（）A.碰撞前后/的运动方向相反B.4、B的质量之比为1：2C.碰撞过程中/的动能变大，B的动能减小D.碰前方的动量较大20 30解析：由位移一时间图象可得，碰之前vA=m/s=-5 m/s,碰之后Va=21 m/s=5 m/s;则碰撞前后A的运动方向相反，故A正确；由位移一时间图象可得，碰之前 升=2.0 m/s4=10 m/s;根据动量守恒得匕+14%=（“+1笈）（,代入数据 得帆4：“3=1：2,故B正确；碰撞前后力速度大小相等，则碰撞过 程中力动能不变，故C错误；碰前速度方向相反，碰后速度 方向与8碰前速度方向相同，则碰前8动量较大，故D正确.答案：C6.如图小球/和小球8质量之比为1：3,球力用细绳系住，绳 子的另一端固定，球8置于光滑水平面上.当球/从高为处由静 止摆下，到达最低点时恰好与球5弹性正碰，则碰后球/能上升的 最大高度是（）A.h B.4 C.-D.2 4 16解析：设4球的质量为I,4球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：=得12ghA.8碰撞，以/的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mX=。由机械能守恒定律得：阂=1 d+2 21 3/nki,联立解得必=一；;设碰后球力能上升的最大高度是，由机械能守恒定律得：a1 2=二|/2解得H=l故ABD错误，C正确.5答案：c7.（多选）如图所示，小车力静止于光滑水平面上，力上有一圆弧 PQ,圆弧位于同一竖直平面内，小球8由静止起沿圆弧下滑，这一 过程中（）A.若圆弧光滑，则系统的动量守恒，机械能守恒B.若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒C.若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量守恒，但机械能不守 恒D.若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量不守恒，机械能不守 恒解析：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过 程中系统所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒.但系统水平方 向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒.若圆弧光滑，只有重力 做功，系统的机械能守恒.若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少，故A、D错误，B、C正确.答案：BC8.在水平力尸=30 N的作用力下，质量，=5 kg的物体由静止 开始沿水平面运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数4=0.2,若F 作用6 s后撤去，撤去产后物体还能向前运动多长时间才停止便取 10 m/s2）?解析：方法一：用动量定理，分段处理.选物体为研究对象，对于撤去产前物体做匀加速运动的过程,6始态速度为零，终态速度为。,取水平力歹的方向为正方向，根 据动量定理有：(Fmg)t=mv 0,对于撤去歹后，物体做匀减速运动的过程，始态速度为以终态 速度为零.根据动量定理有：fimgt2=0_ mv,以上两式联立解得:F-/img 30-0.2X5X10 _t2=fimg h=0.2X5X10 X6 s=12 s方法二：用动量定理，研究全过程.选物体作为研究对象，研究整个运动过程，这个过程的始、终状 态的物体速度都等于零.取水平力F的方向为正方向，根据动量定理得：+(/img)t2=0,解得:F-img 30-0,2X5X10=fimg tx=0.2X5X10X6s=12 s.答案：12 s9.如图所示，小物块/在粗糙水平面上做直线运动，经距离/时与另一小物块B发生碰撞并粘在一起以速度。飞离桌面，最终落 在水平地面上.已知/=5,0 m,s=0,9 m,/、B质量相等且胆=0.10 kg,物块与桌面间的动摩擦因数=0.45,桌面高。=0.45m.不计 空气阻力，重力加速度g取10 mH,求：%V4可 今纥h rn(1)4、B一起平抛的初速度7(2)小物块A的初速度如.解析：(1)两木块离开桌面后做平抛运动，设在空中飞行的时间 为t根据平抛运动规律有：/=全，.s=vt9代入数据解得：v=srJt=j2X045 m/sQ3.0 m/s.(2)/在桌面上滑行过程，由动能定理得：z 1,2 1 2fimgl=2mv-2mv9/、5碰撞过程，由动量守恒定律：mvf=2mv9联立得：如=#2+2g/=9m/s.答案：(1)3.0 m/s(2)9 m/s10.如图所示，长/=0.2 m的细线上端固定在。点，下端连接 一个质量为胆=0.5 kg的小球，悬点。距地面的高度H=0.35m.开 始时将小球提到。点而静止，然后让它自由下落，当小球到达使细 线被拉直的位置时，刚好把细线拉断，再经过(=0.1 s落到地面.如 果不考虑细线的形变，g取lOmH,试求：6 H(1)细线拉断前后的速度大小和方向；(2)假设细线由拉直到断裂所经历的时间为A/=0.l s,试确定细8线的平均张力大小.解析：(1)细线拉断前，小球下落过程机械能守恒：7 1 2mgl=pnPi,得V!=y2gl=2 m/s,方向竖直向下.设细线拉断后球速为。2,方向竖直向下，由Hl=v2t+gi 9可得：r2=l m/s,方向竖直向下.(2)设细线的平均张力为F,方向竖直向上.取竖直向上为正方 向，由动量定理可得：(F mvimv),mVmv2.2故歹=-+mg9解得b=10N.答案：(1)2 m/s,方向竖直向下1 m/s,方向竖直向下(2)10 N9