章末质量检测(十三)
(时间：60分钟 满分：100分)
1．(1)(6分)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B ．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C ．一个氢原子从n ＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子
D ．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
E ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
(2)(9分)
图1
如图1所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A 和B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A 无初速释放，A 与B 碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R ＝0.2 m ；A 和B 的质量相等；A 和B 整体与桌面之间的动摩擦因数μ＝0.2。取重力加速度g ＝10 m/s 2
。求：
①碰撞前瞬间A 的速率v ；
②碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v ′；
③A 和B 整体在桌面上滑动的距离l 。
解析 (1)β衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A 选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B 选项正确；一群氢原子从n ＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C 23＝3种不同频率的光子，而一个氢原子从n ＝3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C 选项错误；卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D 选项正确；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，库仑力对电子做负功，所以动能变小，电势能变大(动能转为电势能)而因为吸收了光子，故原子总能量变大，E 选项正确。
(2)设滑块的质量为m 。
①根据机械能守恒定律mgR ＝12
mv 2(2分) 得碰撞前瞬间A 的速率v ＝2gR ＝2 m/s(1分)
②根据动量守恒定律mv ＝2mv ′(2分)
得碰撞后瞬间A 和B 整体的速率v ′＝12
v ＝1 m/s(1分) ③根据动能定理12
(2m )v ′2＝μ(2m )gl (2分) 得A 和B 整体沿水平桌面滑动的距离l ＝v ′2
2μg
＝0.25 m 。(1分) 答案 (1)BDE (2)①2 m/s ②1 m/s ③0.25 m
2．(1)(6分)锌是微量元素的一种，在人体内的含量以及每天所需的摄入量都很少，但对机体发育及大脑发育有关。因此儿童生长发育时期测量体内含锌量已成为体格检查的重要内容之一，其中比较简单的一种检测方法是取儿童的头发约50 g ，放在核反应堆中经中子轰击后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反应方程式为64
30Zn ＋10n→6530Zn 。6530Zn 衰变放射出能量为1 115 eV 的γ射线，通过测量γ射线的强度可以计算出头发中锌的含量。关于以上叙述，下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．产生6530Zn 的反应是聚变反应
B.6430Zn 和6530Zn 具有相同的质子数
C.6530Zn 衰变放射出γ射线时，发生质量亏损，质量亏损并不意味着质量被消灭
D ．γ射线在真空中传播的速度是3.0×108 m/s
E ．γ射线是由于锌原子的内层电子激发产生的
(2)(9分)如图2所示，物体A 、B 相距9.5 m ，现A 以v A ＝10 m/s 的初速度向静止的物体B 运动，物体A 与B 发生正碰后仍沿原来的方向运动。已知物体A 在碰撞前后共运行6 s 后停止运动。求碰撞后B 运动的时间(已知m A ＝2m B ，物体A 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.1，取g ＝10 m/s 2)。
图2
解析 (1)产生6530Zn 的反应是人工转变，只有轻核才发生聚变反应，A 错误；同位素6430Zn 和6530Zn 的质子数相同，中子数不同，B 正确；核反应中质量亏损不是质量消灭，是静止质量转变为运动质量，C 正确；γ
射线是波长很短的电磁波，在真空中传播的速度是3.0×108 m/s ，是由于原子核受到激发产生的，D 正确，E 错误。
(2)取物体A 运动方向为正方向，设物体A 、B 运动的时间分别为t A 和t B ，则由系统动量定理得
－μm A gt A －μm B gt B ＝0－m A v A (5分)
代入数据，得B 的运动时间为
t B ＝m A v A －μm A gt A μm B g
＝8 s 。(4分) 答案 (1)BCD (2)8 s
3．(2014·高考冲刺卷四)(1)(6分)下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．每种元素都有自已的特征谱线，利用特征谱线可以鉴别物质或确定物质的组成成分
B ．天然放射现象放出的β粒子是质子向中子转变时产生的
C ．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
D ．对放射性物质施加压力，其半衰期不会改变
E ．目前，核电站发电原理是将重核裂变释放的核能转化为电能
(2)(9分)如图3所示，一辆质量M ＝3 kg 的小车A 静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m ＝1 kg 的光滑小球B ，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为E p ＝6 J ，小球与小车右壁距离为L ，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：
图3
①小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；
②在整个过程中，小车移动的距离。
解析 (2)①水平面光滑，由小车、弹簧和小球组成的系统在从弹簧解锁到小球脱离弹簧的过程中，满足动量守恒和能量守恒，即
mv 1－Mv 2＝0，12mv 2
1＋12
Mv 22＝E p (4分) 联立两式并代入数据解得：
v 1＝3 m/s ，v 2＝1 m/s(2分)
②在整个过程中，系统动量守恒，所以有
m x 1t ＝M x 2t
，x 1＋x 2＝L (2分) 解得：x 2＝L 4
(1分) 答案 (1)ADE (2)①3 m/s 1 m/s ②L 4
4．(2014·吉林质监)(1)(6分)下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分) A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个原子核了B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质
C．光子的能量由光的频率所决定
D．只要有核反应发生，就一定会释放出核能
E．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，电子的动能增加，电势能减少，原子的总能量减少
图4
(2)(9分)一绳跨过定滑轮，两端分别拴有质量为M1、M2的物块(M2＞M1)，如图4所示，
M2开始时静止于地面上，当M1自由下落H距离后，绳子才被拉紧，求绳子刚被拉紧时两物块的速度。
解析(1)半衰期是大量原子衰变时所表现出的统计规律，对少量原子核没有意义，A 错；β衰变的实质是指原子核内的中子转化成质子后释放出电子的过程，B正确；根据光子能量计算公式E＝hν可知光子的能量由光的频率决定，C正确；只有存在质量亏损的核反应(核反应过程比结合能下降)才会释放核能，D错；按照玻尔理论，氢原子的核外电子放出光子向低能级跃迁时，核外电子的轨道半径减少，电子运动的动能增加，系统势能减少，总能量减少，E正确。
(2)M1自由下落H距离时的速度为v1＝2gH①(2分)
绳子拉紧后的一小段时间Δt后，M1与M2具有相同的速率v，M1的速度向下，M2的速度向上，以向上为正方向。
对M1由动量定理得
(T1－M1g)Δt＝－M1v－(－M1v1)②(2分)
对M2由动量定理得(T2－M2g)Δt＝M2v－0③(2分)
因为绳子拉紧过程绳子的拉力远远大于物体的重力，忽略重力，又可以认为T1＝T2④(1分)
联立①②③④解得v＝
M1
M2＋M1
2gH(2分)
答案(1)BCE (2)M1
M2＋M1
2gH
5．(2014·沈阳市质量监测) (1)(6分)如图5为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)
图5
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象
B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光
C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV
D．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
E．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
图6
(2)(9分)如图6所示，在光滑水平地面上，有一质量m1＝4.0 kg的平板小车，小车的
右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧，位于小车上A点处的质量为m2＝1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计。
现小车与木块一起以v0＝2.0 m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1＝1.0 m/s的速度水平向左运动，取g＝10 m/s2。
①求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；
②若弹簧始终处于弹性限度内，求小车碰撞后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最
大弹性势能。
解析 (1)当氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子的能量有可能大于3.34 eV ，锌板有可能产生光电效应，选项A 错误；由跃迁关系可知，选项B 正确；从n ＝3能级向基态跃迁时发出的光子最大能量为12.09 eV ，由光电效应方程可知，发出光电子的最大初动能为8.75 V ，选项C 正确；氢原子在吸收光子能量时需满足两能级间的能量差，因此D 选项错误；14.0 eV ＞13.6 eV ，因此可以使处于基态的氢原子电离，选项E 正确。
(2)①小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为Δp ＝m 1v 1－m 1(－v 0)＝12 kg·m/s①(2分)
②小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直至二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止。整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒，设小车和木块相对静止时的速度大小为v ，根据动量守恒定律有
m 1v 1－m 2v 0＝(m 1＋m 2)v ②(2分)
解得v ＝0.40 m/s ③(1分)
当小车与木块首次达到共同速度v 时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大，设最大弹性势能为E p ，根据机械能守恒定律可得
E p ＝12m 1v 2
1＋12m 2v 20－12
(m 1＋m 2)v 2④(3分) E p ＝3.6 J ⑤(1分)
答案 (1)BCE
(2)①12 kg·m/s ②0.4 m/s 3.6 J
6．(2015·河南高考适应性测试)(1)(6分)以下有关近代物理内容的几种说法中正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B ．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C ．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损
D ．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小
E ．自然界中含有少量的14C,14
C 具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C 来测定年代
(2)(9分)静止放在光滑水平面上的小车左端有14
光滑圆弧滑道AB ，与水平滑道相切于B 点，水平滑道上的BC 部分粗糙，小车右端固定一个轻弹簧P ，整个滑道质量为m 1，如图7所示。现让质量为m 2的滑块(可视为质点)自A 点由静止释放，滑块滑过BC 后与小车
右端弹簧碰撞，第一次被弹簧弹回后没有再滑上圆弧滑道。已知粗糙水平滑道BC 长l ＝1.0 m ，滑块与BC 间的动摩擦因数μ＝0.15，m 1＝2m 2，重力加速度取g ＝10 m/s 2
。求：
图7
①14
光滑圆弧滑道AB 的半径大小范围； ②整个过程中小车可能获得的最大速度。
解析 (2)①在滑块与小车相互作用的整个过程中，水平方向上系统不受外力，动量守恒，因此当滑块被弹簧弹回后应停在BC 段，此时系统总动量为零，速度为零。(1分) 由能量守恒得：m 2gR －μm 2gs ＝0(1分)
其中滑块在BC 段滑动的路程s 应满足l ＜s ≤2l (2分)
解得0.15 m ＜R ≤0.30 m(1分)
②由动量守恒可知，滑块速度最大时，小车速度最大，所以滑块第一次滑到B 点时小车具有最大速度，而当半径R ＝0.30 m 时小车能获得的速度最大(1分)
m 2v 2－m 1v 1＝0(1分)
m 2gR ＝12m 2v 2
2＋12
m 1v 21(1分) 代入m 1＝2m 2，R ＝0.30 m 解得v 1＝1 m/s(1分)
答案 (1)BDE
(2)①0.15 m ＜R ≤0.30 m ②1 m/s
7．(10分)气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C 和D 的气垫导轨以及滑块A 和B 来验证动量守恒定律，实验装置如图8所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：
图8
a ．用天平分别测出滑块A 、B 的质量m A 、m B ；
b ．调整气垫导轨，使导轨处于水平状态；
c ．在A 和B 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡锁锁定，静止放置在气垫导轨上；
d ．用刻度尺测出A 的左端至C 板的距离L 1；
e ．按下电钮放开卡锁，同时使分别记录滑块A 、B 运动时间的计时器开始工作。当A 、B 滑块分别碰撞C 、D 挡板时停止计时，记下A 、B 分别到达C 、D 的运动时间t 1和t 2。
(1)实验中还应测量的物理量是__________
__________。
(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________________，上式中算得的A 、B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是__________ __________。
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？如能，请写出表达式__________。
解析 (1)验证动量守恒，需要知道物体的运动速度，在已经知道运动时间的前提下，需要测量运动物体的位移，即需要测量的量是B 的右端至D 板的距离L 2。
(2)由于运动前两物体是静止的，故总动量为零，运动后两物体是向相反方向运动的，设向左运动为正，则有m A v A －m B v B ＝0，即m A L 1t 1－m B L 2t 2
＝0。
造成误差的原因：一是测量本身就存在误差，如测量质量、时间、距离等存在误差；二是空气阻力或者是导轨不是水平的等原因。
(3)根据能量守恒知，两运动物体获得的动能就是弹簧的弹性势能。故有ΔE p ＝12(m A L 21t 21＋m B L 2
2t 22
)。 答案 (1)B 的右端至D 板的距离L 2
(2)m A L 1t 1－m B L 2t 2＝0
一是测量本身就存在误差，如测量质量、时间、距离等存在误差；二是空气阻力或者是导轨不是水平的等原因
(3)能，ΔE p ＝12(m A L 21t 21＋m B L 22t 22
)
动量、冲量及动量守恒定律
动量和动量定理 一、动量 1．定义：运动物体的质量和速度的乘积叫动量；公式p＝m v； 2．矢量性：方向与速度的方向相同．运算遵循平行四边形定则． 3．动量的变化量 (1)定义：物体在某段时间内末动量与初动量的矢量差(也是矢量)，Δp＝p′－p(矢量式)． (2)动量始终保持在一条直线上时的运算：选定一个正方向，动量、动量的变化量用带有正负号的数值表示，从而将矢量运算简化为代数运算(此时的正负号仅代表方向，不代表大小)． 4．与动能的区别与联系： (1)区别：动量是矢量，动能是标量． (2)联系：动量和动能都是描述物体运动状态的物 理量，大小关系为E k＝p2 2m或p＝2mE k. 二、动量定理 1．冲量 (1)定义：力与力的作用时间的乘积．公式：I＝
Ft．单位：牛顿·秒，符号：N·s． (2)矢量性：方向与力的方向相同． 2．动量定理 (1)内容：物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量． (2)公式：m v′－m v＝F(t′－t)或p′－p＝I．3．动量定理的应用 碰撞时可产生冲击力，要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间．要防止冲击力带来的危害，就要减小冲击力，设法延长其作用时间．（缓冲） 题组一对动量和冲量的理解 1.关于物体的动量，下列说法中正确的是() A．运动物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向 B．物体的动能不变，其动量一定不变 C．动量越大的物体，其速度一定越大 D．物体的动量越大，其惯性也越大 2.如图所示，在倾角α＝37°的斜面上， 有一质量为5 kg的物体沿斜面滑下，物 体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体下滑2
验证动量守恒定律 由于v 1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高 度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单 位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。 在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证： m1?OP=m1?OM+m2?(O/N-2r）即可。 注意事项： ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、 ⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为：m1?OP=m1?OM+m2?ON，两个小球的直径也不需测量 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m 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 相碰并粘合成一体，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，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算A的碰前速度，应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得小l车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=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 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置。且平行于G.R.Or所在的平面，米尺的零点与O 点对齐。 （1）碰撞后B球的水平射程应取为______cm. （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：
高二周测试题 一、选择题 1．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（ ） A.核外电子受力变小 B.原子的能量减少，电子的动能增加 C.氢原子要吸收一定频率的光子 D.氢原子要放出一定频率的光子 2．下列说法中正确的是（ ） A.物体所受合外力越大，其动量变化一定越大 B.物体所受合外力越大，其动量变化一定越快 C.物体所受合外力的冲量越大，其动量变化一定越大 D.物体所受合外力的冲量越大，其动量一定变化得越快 3．水平抛出的物体，不计空气阻力，则( ) A ．在相等时间内，动量的变化相同 B ．在任何时间内，动量的变化方向都在竖直方向 C ．在任何时间内，动量对时间的变化率相同 D ．在刚抛出的瞬间，动量对时间的变化率为零 4．半圆形光滑轨道固定在水平地面上，使其轨道平面与地面垂直，物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后黏在一起向左运动，最高能上升到轨道上M 点，如图所示.已知OM 与竖直方向夹角为60°，则两物体的质量之比为m1∶m2为（ ） A.） 1 C.） D.1 5． 如图所示， 一恒力F 与水平方向夹角为θ，作用在置于光滑水平面上，质量为m 的物体上，作用时间为t ，则力F 的冲量为（ ） A.Ft B ．mgt C ．Fcos θt D ．(mg-Fsin θ)t 6．质量为m 的砂车沿光滑水平面以速度v 0作匀速直线运动，此时从砂车上方落入一只质量为m 的铁球，如图6-2-8所示，则小铁球落入砂车后( ) A ．砂车立即停止运动 B ．砂车仍作匀速运动，速度仍为v 0 C ．砂车仍作匀速运动，速度小于v 0 D ．砂车做变速运动，速度不能确定 7．某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc 与入射光频率v 的关系图象如图所示。则由图象可知（ ） A ．该金属的逸出功等于hv 0 B ．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关 C ．若已知电子电量e ，就可以求出普朗克常量h D ．入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为hv 0 8．如图所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板,弧光灯关闭之后,验电器指针保持一定偏角,以下说法正确的是（ ） A.一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大 B.将一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将保持不变 C.使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器的指针偏角将更大 D.使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器的指针偏角将更大
1．在如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向 射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短．若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统， 则此系统在从子弹开始射入到弹簧被压缩至最短的整个过程中（） 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 2．车厢停在光滑的水平轨道上，车厢后面的人对前壁发射一颗子弹。设子弹质量为m，出口速度v，车厢和人的质量为M，则子弹陷入前车壁后，车厢的速度为（） A. mv/M，向前 B. mv/M，向后 C. mv/（m M），向前 D. 0 3．质量为m、速度为v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度可能有不同的值．碰撞后B球的速度大小可能是( )． A. 0.6v B. 0.4v C. 0.3v D. v 4．两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同向运动，A球的动量是8kg·m/s，B球的动量是6kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为 A. p A＝0，p B＝l4kg·m/s B. p A＝4kg·m/s，p B＝10kg·m/s C. p A＝6kg·m/s，p B＝8kg·m/s D. p A＝7kg·m/s，p B＝8kg·m/s 5．如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小 球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去，不计一切摩擦，则（） A. 在相互作用的过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒 B. 小球离车后，可能做竖直上抛运动 C. 小球离车后，可能做自由落体运动 D. 小球离车后，小车的速度有可能大于v0 6．如图甲所示，光滑水平面上放着长木板B，质量为m＝2kg的木块A以速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A、B的速度随时间变化情况如乙图所示，重力加速度g＝10m/s2。则下列说法正确的是（） A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量M＝2kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成系统损失机械能为4J 7．长为L、质量为M的木块在粗糙的水平面上处于静止状态，有 一质量为m的子弹（可视为质点）以水平速度v0击中木块并恰好未穿出。设子弹射入木块过程时间极短，子弹受到木块的阻力恒定，木块运动的最大距离为s，重力加速度为g，(其中M=3m)求： （1）木块与水平面间的动摩擦因数μ； （2）子弹受到的阻力大小f。(结果用m ，v0，L表示) 8．如图所示，A、B两点分别为四分之一光滑圆弧轨道的最高点和最低点，O为圆心，OA连线水平，OB连线竖直，圆弧轨道半径R=1.8m，圆弧轨道与水平地面BC平滑连接。质量m1=1kg的物体P由A点无初速度下滑后，与静止在B点的质量m2=2kg的物体Q发生弹性碰撞。已知P、Q两物体与水平地面间的动摩擦因数均为0.4，P、Q两物体均可视为质点，当地重力加速度g=10m／s2。求P、Q两物体都停止运动时二者之间的距离。
动量及动量守恒定律全章典型习题精讲
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动量及动量守恒定律全章典型习题精讲 一.学法指导: 动量这部分内容,本身并不复杂，主要有冲量和动量这两个概念，还有动量定理和动量守恒定律这两个重要规律．动量定理是对一个物体说的,它受到合外力的冲量等于该物体动量的增量.动量守恒定律是对相互作用的系统而言的,在系统不受外力作用的情况下，系统的总动量守 本章的难点主要在于冲量和动量都是矢量，矢量的运算比起标量的运算来要困难得多．我们中学阶段目前只要求计算同一直线上的动量问题，对于同一直线上的动量，可以用正负号表示方向,从而把矢量运算转化为代数运算． 这部分内容的另一个难点是涉及到相互作用的系统内物体的动量和机械能的综合问题，为此，我们在学习时要把动量这部分内容与机械能部分联系起来．下面三个方面的问题是我们学习中要重点理解和掌握的. 1、4个重要的物理概念,即冲量、动量、功和动能，下面把它们归纳、整理、比较如下: (1）冲量和功,都是“力”的,要注意是哪个力的冲量,哪个力做的功． 动量和动能,都是“物体”的,要注意是哪个物体的动量、哪个物体的动能. （2)冲量和功,都是“过程量”，与某一段过程相对应.要注意是哪个过程的冲量,是哪个过程中做的功. 动量和动能，都是“状态量”，与某一时刻相对应．要注意是哪个时刻的动量或动能,过程量是不能与状态量划等号的,即决不能说某力的冲量等于某时刻的动量,或说某个功等于某时刻的动能.动量定理和动能定理都是“过程关系”,它们说的是在某段过程中,物体受到的合外力的冲量或做的功，等于物体动量或动能的增量,这里“增量”又叫“变化量”,是相应过程的“始”、“末”两个状态量的差值,表示的还是某一段过程的状态的变化 此外，还有一点要注意，那就是这些物理量与参考系的关系．由于位移和速度都是与参考系有关的物理量,因此动量、功、动能都是与参考系有关的物理量,只有冲量与参考系无关.凡没有提到参考系的问题，都是以地面为参考系的． 2、两个守恒定律是物理学中的重要物理规律,下面把有关两个守恒定律的问题整理列表如下：
· 验证动量守恒定律由于v 1、v1/、v2/均为水平方向，且它们的竖直下落高 度都相等，所以它们飞行时间相等，若以该时间为时间单位，那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用OP、OM和O/N表示。因此只需验证： m 1OP=m 1 OM+m 2 (O/N-2r）即可。 注意事项： ⑴必须以质量较大的小球作为入射小球（保证碰撞后两小球都向前运动）。 ⑵小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈 在里面，圆心就是落点的平均位置。 ⑶所用的仪器有：天平、刻度尺、游标卡尺（测小球直径）、碰撞实验器、复写纸、白纸、重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。 ⑷若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始做平抛运动，于是验证式就变为： m 1OP=m 1 OM+m 2 ON，两个小球的直径也不需测量 《 实验练习题 1. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前m 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 相碰并粘合成一体，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，长木板垫着小木片用以平衡摩擦力。 若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在间上，A为运动起始的第一点，则应选____________段起计算A的碰前速度，应选___________段来计算A 和B碰后的共同速度。（以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）。已测得 小l车A的质量m 1=0.40kg，小车B的质量m 2 =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 2.某同学用图1所示装置通过半径相同的A. B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G
高考物理动量守恒定律试题经典 一、动量守恒定律 选择题 1．如图所示，一个质量为M 的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m =2M 的小物块．现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v 0的初速度，下列说法正确的是 A ．最终小物块和木箱都将静止 B ．最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为20 3 Mv C ．木箱速度水平向左、大小为0 2v 时，小物块的速度大小为04 v D ．木箱速度水平向右、大小为 03v . 时，小物块的速度大小为023 v 2．如图所示，小车的上面是由中间凸起的两个对称曲面组成，整个小车的质量为m ，原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看做质点的小球质量也为m ，以水平速度v 从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下。关于这个过程，下列说法正确的是（ ） A ．小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置 B ．小球滑到小车最高点时，小球和小车的动量不相等 C ．小球和小车相互作用的过程中，小车和小球系统动量始终守恒 D ．车上曲面的竖直高度若高于2 4v g ，则小球一定从小车左端滑下 3．如图所示为水平放置的固定光滑平行直轨道，窄轨间距为L ，宽轨间距为2L 。轨道处于竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量分别为m 、2m 的金属棒a 、b 垂直于导轨静止放置，其电阻分别为R 、2R ，现给a 棒一向右的初速度v 0，经t 时间后两棒达到匀速运动两棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，不计导轨电阻，b 棒一直在宽轨上运动。下列说法正确的是（ ）
A ．a 棒开始运动时的加速度大小为220 3B L v Rm B ．b 棒匀速运动的速度大小为 3 v C ．整个过程中通过b 棒的电荷量为 23mv BL D ．整个过程中b 棒产生的热量为20 3 mv 4．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，质量为m 的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接,一个质量也为m 的小球从槽高h 处开始下滑,则 A ．在小球从圆弧槽上下滑过程中,小球和槽组成的系统水平方向的动量始终守恒 B ．在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒 C ．在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒 D ．小球离开弹簧后能追上圆弧槽 5．如图所示，质量分别为m 和2m 的A 、B 两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A 紧靠竖直墙．用水平力向左推B 将弹簧压缩，推到一定位置静止时推力大小为F 0，弹簧的弹性势能为E ．在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（ ） A ．在A 离开竖直墙前，A 、 B 与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒 B ．在A 离开竖直墙前，A 、B 系统动量不守恒，之后守恒 C ．在A 离开竖直墙后，A 、B 速度相等时的速度是223E m D ．在A 离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为 3 E 6．如图所示，物体A 、B 的质量均为m =0.1kg ，B 静置于劲度系数k =100N/m 竖直轻弹簧的上端且B 不与弹簧连接，A 从距B 正上方h =0.2m 处自由下落，A 与B 相碰并粘在一起．弹簧始终在弹性限度内，g =10m/s 2．下列说法正确的是 A ．A B 组成的系统机械能守恒
高中物理-动量守恒定律及其应用(实验)教案 【学习目标】 1．知道动量与冲量的概念,理解动量定理与动量守恒定律． 2．会用动量定理与动量守恒定律解决实际应用问题． 3．明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 【要点导学】 1．冲量与动量的概念理解． 2．运用动量定理研究对象与过程的选择． 3．动量守恒定律的适用条件、表达式及解题步骤． 4．弹性碰撞和非弹性碰撞 （1）弹性碰撞：___________________________________ （2）非弹性碰撞：____________________________________ （3）在光滑水平面上,质量为m 1的小球以速度v 1与质量为m 2的静止小球发生弹性正碰,根据动量 守恒和机械能守恒,碰后两个小球的速度分别为： v 1’=_____________v 2’=_____________。 【典型例题】 类型一 冲量与动量定理 【例1】质量为m 的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间1t 到达沙坑表面,又经过时间2t 停在沙坑里。 求： （1）沙对小球的平均阻力F ； （2）小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I 的大小． 类型二 动量守恒定律及守恒条件判断 【例2】 把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、 弹、 车,下列说法正确的是（ ） A ．枪和弹组成的系统,动量守恒 B ．枪和车组成的系统,动量守恒 C ．三者组成的系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系 统动量近似守恒 D ．三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合 力为零 【变式训练1】如图A 、B 两物体的质量之比m A ∶m B ＝3∶2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有 一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间的滚动摩擦系数相同,地面光滑,当弹簧突然释放后, 则（ ） A ．A 、B 组成的系统动量守恒 B ．A 、B 、 C 组成的系统动量守恒 C ．小车向左运动 D ．小车向右运动 类型三 动量守恒与能量守恒的综合应用 【例3】在静止的湖面上有一质量为M=100kg 的小船,船上站一个质量为m=50kg 的人。船长6米, A B C
原子物理学杨福家第四版(完整版)课后答案 原子物理习题库及解答 第一章 111,222,,mvmvmv,，,,,,,ee222,1-1 由能量、动量守恒 ,,,mvmvmv,，,,,,ee, (这样得出的是电子所能得到的最大动量，严格求解应用矢量式子) Δp θ mv2,,,得碰撞后电子的速度 p v,em，m,e ,故 v,2ve, 2m,p1,mv2mv4,e,eee由 tg,~,~~,~,2.5，10(rad)mvmv,,,,pm400, a79，2，1.44,1-2 (1) b,ctg,,22.8(fm)222，5 236.02，102,132,5dN(2) ,,bnt,3.14，[22.8，10]，19.3，,9.63，10N197 24Ze4，79，1.441-3 Au核: r,,,50.6(fm)m22，4.5mv,, 24Ze4，3，1.44Li核: r,,,1.92(fm)m22，4.5mv,, 2ZZe1，79，1.4412E,,,16.3(Mev)1-4 (1) pr7m 2ZZe1，13，1.4412E,,,4.68(Mev)(2) pr4m 22NZZeZZeds,,242401212dN1-5 ()ntd/sin()t/sin,,,,,2N4E24EAr2pp 1323,79，1.44，106.02，101.5123,,()，，1.5，10，， 24419710(0.5) ,822,610 ,6.02，1.5，79，1.44，1.5，,8.90，10197 3aa,,1-6 时， b,ctg,,,,6012222 aa,,时， b,ctg,，1,,902222 32()2,dNb112 ？,,,32dN1,b222()2 ,32,324，101-7 由，得 b,bnt,4，10,,nt
专题十二 动量、动量守恒定律及应用 一、选择题 1. 如图所示，在光滑绝缘的水平直轨道上有两个带电小球a 和b ，a 球质量为2m 、带电量 为+q ，b 球质量为m 、带电量为+2q ，两球相距较远且相向运动.某时刻a 、b 球的速度大小 依次为v 和1.5v ，由于静电斥力的作用，它们不会相碰.则下列叙述正确的是 （ ） A ．两球相距最近时，速度大小相等、方向相反 B ．a 球和b 球所受的静电斥力对两球始终做负功 C ．a 球一直沿原方向运动，b 球要反向运动 D ．a 、b 两球都要反向运动，但b 球先反向 2. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d 点垂直与磁场方向射入，沿曲线dpa 打到屏MN 上的a 点，通过pa 段用时为t 若该微粒经过p 点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN 上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的 ( ) A ．轨迹为pb ，至屏幕的时间将小于t B ．轨迹为pc ，至屏幕的时间将大于t C ．轨迹为pb ，至屏幕的时间将等于t D ．轨迹为pa ，至屏幕的时间将大于t 3. 图6（a ）表示光滑平台上，物体A 以初速度0v 滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计，图6（b ）为物体A 与小车B 的v-t 图像，由此可知（ ） A ．小车上表面长度 B ．物体A 与小车B 的质量之比 C ．A 与小车B 上表面的动摩擦因数 D ．小车B 获得的动能 a b v 1.5v 图 6
4. 如图所示，长2m ，质量为1kg 的木板静止在光滑水平面上， 一木块质量也为1kg （可视为质点），与木板之间的动摩擦因 数为0.2。要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，则木块初速度的最大值为（ ） A ．1m/s B ．2 m/s C ．3 m/s D ．4 m/s 5. 如图所示，V 2>V 1，V 2与V 1都是相对于地面的速度。物块与平板车间的动摩擦因数为μ，平板车与地面之间无摩擦，则在运动过程中（ ） A ．车的动量增加，物块的动量减少 B ．车的动量减少，物块的动量增加 C ．两物体总动量增加，总机械能不变 D ．两物体总动量不变，总机械能不变 6. 如图所示，水平放置的两根足够长的平行滑杆AB 和CD ， 各穿有质量分别为M 和m 的小球，两杆之间的距离为d ，两球用自由长度为d 的轻质弹簧连接，现从左侧用挡板将M 挡住，用力把m 向左拉一段距离（在弹性限度内），由静止释放后（ ） A ．从释放m 到弹簧第一次恢复原长的过程中，两球和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒 B ．弹簧第二次恢复原长时，M 的速度达到最大 C ．弹簧第一次恢复原长后继续运动的过程中，系统的动量守恒、机械能守恒 D ．释放m 后的过程中，弹簧的最大伸长量总小于释放m 时弹簧的伸长量 7. A 、B 两物体质量分别为m A ＝5㎏和m B ＝4㎏，与水平地面之间的动摩擦因数分别为5.04.0==B A μμ和，开始时两物 体之间有一压缩的轻弹簧（不栓接），并用细线将两物体栓接在一起放在水平地面上现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上。下列判断正确的是（ ） A ．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，两物体组成的系统动量守恒 B ．在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统的机械能守恒
动量定理与动量守恒定律·典型例题解析 【例1】 在光滑的水平面上有一质量为2m 的盒子，盒子中间有一质量为m 的物体，如图55－1所示．物体与盒底间的动摩擦因数为μ现给物体以水平速度v 0向右运动，当它刚好与盒子右壁相碰时，速度减为 v 02 ，物体与盒子右壁相碰后即粘在右壁上，求： (1)物体在盒内滑行的时间； (2)物体与盒子右壁相碰过程中对盒子的冲量． 解析：(1)对物体在盒内滑行的时间内应用动量定理得：－μmgt ＝ m mv t 0·－，＝v v g 0022 (2)物体与盒子右壁相碰前及相碰过程中系统的总动量都守恒，设碰 撞前瞬时盒子的速度为，则：＝＋＝＋．解得＝，＝．所以碰撞过程中物体给盒子的冲量由动量定理得＝－＝，方向向右． v mv m v 22mv (m 2m)v v v I 2mv 2mv mv /61001212210v v 0043 点拨：分清不同的物理过程所遵循的相应物理规律是解题的关键． 【例2】 如图55－2所示，质量均为M 的小车A 、B ，B 车上 挂有质量为的金属球，球相对车静止，若两车以相等的速率M 4 C C B 1.8m/s 在光滑的水平面上相向运动，相碰后连在一起，则碰撞刚结束时小车的速度多大？C 球摆到最高点时C 球的速度多大？ 解析：两车相碰过程由于作用时间很短，C 球没有参与两车在水平方向的相互作用．对两车组成的系统，由动量守恒定律得(以向左为正)：Mv －Mv ＝
2Mv 1两车相碰后速度v 1＝0，这时C 球的速度仍为v ，向左，接着C 球向左上方摆动与两车发生相互作用，到达最高点时和两车 具有共同的速度，对和两车组成的系统，水平方向动量守恒，＝＋＋，解得＝＝，方向向左．v C v (M M )v v v 0.2m /s 222M M 4419 点拨：两车相碰的过程，由于作用时间很短，可认为各物都没有发生位移，因而C 球的悬线不偏离竖直方向，不可能跟B 车发生水平方向的相互作用．在C 球上摆的过程中，作用时间较长，悬线偏离竖直方向，与两车发生相互作用使两车在水平方向的动量改变，这时只有将C 球和两车作为系统，水平方向的总动量才守恒． 【例3】 如图55－3所示，质量为m 的人站在质量为M 的小车的右端，处于静止状态．已知车的长度为L ，则当人走到小车的左端时，小车将沿光滑的水平面向右移动多少距离？ 点拨：将人和车作为系统，动量守恒，设车向右移动的距离为s ，则人向左移动的距离为L －s ，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得M ·s －m(L －s)＝0，从而可解得s ．注意在用位移表示动量守恒时，各位移都是相对地面的，并在选定正方向后位移有正、负之分． 参考答案 例例跟踪反馈．．．；；．×·3 m M +m L 4 M +m M H [] 1 C 2h 300v 49.110N s 04M m M 【例4】 如图55－4所示，气球的质量为M 离地的高度为H ，在气球下方有一质量为m 的人拉住系在气球上不计质量的软绳，人和气球恰悬浮在空中处于静止状态，现人沿软绳下滑到达地面时软绳的下端恰离开地面，求软绳的长度．
复习：《实验：验证动量守恒定律》教学设计 一、教学目标： 【知识与技能】 1、明确验证动量守恒定律的基本思路； 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法； 3、掌握实验数据处理的方法； 【过程与方法】 1、学习根据实验要求，设计实验，完成气垫导轨实验和斜槽小球碰撞实验的设计方法； 2、学习根据实验数据进行处理、归纳、总结的方法。 【情感态度与价值观】 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。 3、在对实验数据处理、误差处理的过程中合作探究、头脑风暴，提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。 【教学重难点】 教学重点：验证动量守恒定律的实验探究 教学难点：速度的测量方法、实验数据的处理． 【教学过程】 （一）复习导入：问题1、动量守恒定律的内容是什么？ 2、动量守恒的条件是什么？ （二）讲授新课 实验方案一：气垫导轨以为碰撞实验 1、实验器材 气垫导轨、光电计时器、天平、滑块(两个)、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等. 2、实验步骤
（1）测质量：用天平测出滑块的质量. （2）安装：正确安装好气垫导轨. （3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量；②改变滑块的初速度大小和方向③通过放置橡皮泥、振针、胶布等改变能量损失). （4）验证：一维碰撞中的动量守恒. （5）数据处理 1.滑块速度的测量：v ＝Δx Δt ，式中Δx 为滑块挡光片的宽度(仪器说明书上给出，也可直接测量)，Δt 为数字计时器显示的滑块(挡光片)经过光电门的时间. 2.验证的表达式：m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v′1＋m 2v′2。 （6）注意事项 气垫导轨应水平 [典例1] 现利用图(a)所示的装置验证动量守恒定律.在图(a)中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间. 实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. 实验测得滑块A 的质量m1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m2＝0.108 kg ，遮光片的 宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝50.0 Hz. 将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰.碰后光电计时器显示的时间为ΔtB ＝3.500 ms ，碰撞前后打出的纸带如图(b)所示. (b) 若实验允许的相对误差绝对值× 100%最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒
动量守恒定律在核反应过程中的应用。静止核裂变成两个核的问题，运动核碰撞静止核生成两个新核的问题等，在碰撞的瞬间满足动量守恒定律。 【典例】（2014·海南卷）一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核。α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆。已知α粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c。求衰变前原子核的质量。 【答案】() () ? ? ? ? ? ? + + = 2 2 02 1 Mmc qBR m M M 【解析】设衰变产生的α粒子的速度大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 R v m qvB 2 =设衰变后新核的速度大小为V，衰变前后动量守恒，有mv MV- = 设衰变前原子核质量为M0，衰变前后能量守恒，由2 2 2 2 2 02 1 2 1 mv mc MV Mc c M+ + + = 联立上式可得() () ? ? ? ? ? ? + + = 2 2 02 1 Mmc qBR m M M 【名师点评】以原子核衰变为情景，考查动量守恒定律、能量守恒定律、带电粒子在磁场中的运动。 1．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为 A．12 12 λλ λλ + B．12 12 λλ λλ - C．12 2 λλ + D．12 2 λλ - 【答案】A 【解析】中子的动量p1= 1 h λ，氘核的动量p2= 2 h λ，对撞后形成的氚核的动量p3=p2+p1，所以氚核的德布 罗意波波长为λ3= 3 h p= 12 12 λλ λλ +，故选A。 2．一中子与一质量数为A（A>1）的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为 A． 1 1 A A + - B． 1 1 A A - + C． 2 4 (1) A A+ D． 2 2 (1) (1) A A + - 第十部分动量守恒定律与原子物理
高二物理3-5：动量与动量守恒定律 1．如图所示，跳水运动员从某一峭壁上水平跳出，跳入湖水中，已知 运动员的质量m ＝70kg ，初速度v 0＝5m/s 。若经过1s 时，速度为v ＝ 5m/s ，则在此过程中，运动员动量的变化量为(g ＝10m/s 2 ，不计空气阻力)： （ ） A. 700 kg·m/s B. 350 kg·m/s B. C. 350(－1) kg·m/s D. 350(＋1) kg·m/s 2．质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A 球的动量p A =9kg?m/s ，B 球的动量p B =3kg?m/s ．当A 追上B 时发生碰撞，则碰后A 、B 两球的动量可能值是（ ） A ．p A ′=6 kg?m/s ，p B ′=6 kg?m/s B ．p A ′=8 kg?m/s ，p B ′=4 kg?m/s C ．p A ′=﹣2 kg?m/s ，p B ′=14 kg?m/s D ．p A ′=﹣4 kg?m/s ，p B ′=17 kg?m/s 3．A 、B 两物体发生正碰，碰撞前后物体A 、B 都在同一直线上运动，其位移—时间图象如图所示。由图可知，物体A 、B 的质量之比为： （ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 3∶1 4．在光滑水平地面上匀速运动的装有砂子的小车，小车和砂子总质量为M ，速度为v 0，在行驶途中有质量为m 的砂子从车上漏掉，砂子漏掉后小车的速度应为： （ ） A. v 0 B. 0Mv M m - C. 0mv M m - D. ()0M m v M - 5．在光滑水平面上，质量为m 的小球A 正以速度v 0匀速运动．某时刻小球A 与质量为3m 的静止 小球B 发生正碰，两球相碰后，A 球的动能恰好变为原来的14.则碰后B 球的速度大小是( ) A.v 02 B.v 06 C.v 02或v 06 D ．无法确定
物理一轮复习学案 第六周（10.8—10.14）第四课时 验证动量守恒定律实验 【考纲解读】 1.会用实验装置测速度或用其他物理量表示物体的速度大小. 2.验证在系统不受外力的作用下，系统内物体相互作用时总动量守恒． 【重点难点】 验证动量守恒定律 【知识结构】 一、验证动量守恒定律实验方案 1．方案一 实验器材：滑块（带遮光片，2个）、游标卡尺、气垫导轨、光电门、天平、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等。 实验情境：弹性碰撞（弹簧片、弹性碰撞架）；完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。 2．方案二 实验器材：带细线的摆球（摆球相同，两套）、铁架台、天平、量角器、坐标纸、胶布等。实验情境：弹性碰撞，等质量两球对心正碰发生速度交换。 3．方案三 实验器材：小车（2个）、长木板（含垫木）、打点计时器、纸带、天平、撞针、橡皮泥、刻度尺等。 实验情境：完全非弹性碰撞（撞针、橡皮泥）。 4．方案四 实验器材：小球（2个）、斜槽、天平、重垂线、复写纸、白纸、刻度尺等。 实验情境：一般碰撞或近似的弹性碰撞。 5．不同方案的主要区别在于测速度的方法不同：①光电门（或速度传感器）；②测摆角（机械能守恒）；③打点计时器和纸带；④平抛法。还可用频闪法得到等时间间隔的物体位置，从而分析速度。 二、验证动量守恒定律实验（方案四）注意事项 1．入射球质量m1应大于被碰球质量m2。否则入射球撞击被碰球后会被弹回。 2．入射球和被碰球应半径相等，或可通过调节放被碰球的立柱高度使碰撞时球心等高。否则两球的碰撞位置不在球心所在的水平线上，碰后瞬间的速度不水平。 3．斜槽末端的切线应水平。否则小球不能水平射出斜槽做平抛运动。 4．入射球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。否则入射球撞击被碰球的速度不相等。5．落点位置确定：围绕10次落点画一个最小的圆将有效落点围在里面，圆心即所求落点。6．水平射程：被碰球放在斜槽末端，则从斜槽末端由重垂线确定水平射程的起点，到落地点的距离为水平射程。
第一讲动量守恒定律 ——课后自测诊断卷 1．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露。有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是( ) A．3v0－v B．2v0－3v C．3v0－2v D．2v0＋v 解析：选C 在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3mv0＝2mv＋mv′，可得另一块的速度为v′＝3v0－2v。 2.[多选]如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始 释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h 的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个 过程，下列说法正确的有( ) A．小球的机械能减少了mg(H＋h) B．小球克服阻力做的功为mgh C．小球所受阻力的冲量大于m2gH D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 解析：选AC 小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减少了mg(H＋h)，则小球的机械能减少了mg(H＋h)，故A正确；对小球下落的全过程运用动能定理得，mg(H＋h)－W f＝0，则小球克服阻力做功W f＝mg(H＋h)，故B错误；小球落到地面的速度v＝2gH，对进入泥潭的过程运用动量定理得：I G－I F＝0－m2gH，得：I F＝I G＋m2gH，可知阻力的冲量大于m2gH，故C正确；对全过程分析，运用动量定理知，动量的改变量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误。 3.如图所示，有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估 计一吨左右)。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如 下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到 船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷 尺测出船长L。已知他自身的质量为m，则渔船的质量为( ) A.m L＋d d B. m L－d d C.mL d D. m L＋d L 解析：选B 设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，人从船尾走到船头
高考物理动量守恒定律解题技巧(超强)及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题动量守恒定律 1．如图所示，一个带圆弧轨道的平台固定在水平地面上，光滑圆弧MN 的半径为R =3.2m ，水平部分NP 长L =3.5m ，物体B 静止在足够长的平板小车C 上，B 与小车的接触面光滑，小车的左端紧贴平台的右端．从M 点由静止释放的物体A 滑至轨道最右端P 点后再滑上小车，物体A 滑上小车后若与物体B 相碰必粘在一起，它们间无竖直作用力．A 与平台水平轨道和小车上表面的动摩擦因数都为0.4，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．物体A 、B 和小车C 的质量均为1kg ，取g =10m/s 2．求 (1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小？ (2)物体A 在NP 上运动的时间？ (3)物体A 最终离小车左端的距离为多少？ 【答案】(1)物体A 进入N 点前瞬间对轨道的压力大小为30N ； (2)物体A 在NP 上运动的时间为0.5s (3)物体A 最终离小车左端的距离为3316 m 【解析】 试题分析：（1）物体A 由M 到N 过程中，由动能定理得：m A gR=m A v N 2 在N 点，由牛顿定律得 F N -m A g=m A 联立解得F N =3m A g=30N 由牛顿第三定律得，物体A 进入轨道前瞬间对轨道压力大小为：F N ′=3m A g=30N （2）物体A 在平台上运动过程中 μm A g=m A a L=v N t-at 2 代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意，舍去) （3）物体A 刚滑上小车时速度 v 1= v N -at=6m/s 从物体A 滑上小车到相对小车静止过程中，小车、物体A 组成系统动量守恒，而物体B 保持静止 (m A + m C )v 2= m A v 1 小车最终速度 v 2=3m/s 此过程中A 相对小车的位移为L 1，则 2211211222mgL mv mv μ=-?解得：L 1＝94 m 物体A 与小车匀速运动直到A 碰到物体B ，A ，B 相互作用的过程中动量守恒： (m A + m B )v 3= m A v 2
动量定理及动量守恒定律专题复习 一、知识梳理 1、深刻理解动量的概念 (1)定义：物体的质量和速度的乘积叫做动量：p =mv (2)动量是描述物体运动状态的一个状态量，它与时刻相对应。 (3)动量是矢量，它的方向和速度的方向相同。 (4)动量的相对性：由于物体的速度与参考系的选取有关，所以物体的动量也与参考系选取有关，因而动量具有相对性。题中没有特别说明的，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系。 (5)动量的变化：0p p p t -=?.由于动量为矢量，则求解动量的 变化时，其运算遵循平行四边形定则。 A 、若初末动量在同一直线上，则在选定正方向的前提下，可化矢量运算为代数运算。 B 、若初末动量不在同一直线上，则运算遵循平行四边形定则。 (6)动量与动能的关系：k mE P 2=，注意动量是矢量，动能是标 量，动量改变，动能不一定改变，但动能改变动量是一定要变的。 2、深刻理解冲量的概念 (1)定义:力和力的作用时间的乘积叫做冲量：I =Ft
(2)冲量是描述力的时间积累效应的物理量，是过程量，它与时间相对应。 (3)冲量是矢量，它的方向由力的方向决定（不能说和力的方向相同）。如果力的方向在作用时间内保持不变，那么冲量的方向就和力的方向相同。如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t 内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。 (4)高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。对于变力的冲量，高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。 (5)要注意的是：冲量和功不同。恒力在一段时间内可能不作功，但一定有冲量。特别是力作用在静止的物体上也有冲量。 3、深刻理解动量定理 （1）.动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化。既I =Δp （2）动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度。这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量（或者说是物体所受各外力冲量的矢量和）。 （3）动量定理给出了冲量（过程量）和动量变化（状态量）间的互求关系。 （4）现代物理学把力定义为物体动量的变化率：t P F ??=（牛顿第