练案4 第一章 第4节 实验：验证动量守恒定律-【成才之路】2021-2022学年高中新教材物理选择性必修第一册新课程同步学习指导（人教版）

▲ 181 ▲ ▲ 182 ▲ 　 　 　 　 　 练练练案案案及及及考考考案案案部部部分分分 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 详详详解解解答答答案案案 [练案部分] 练案[1] 1. B　 A 错:根据 p = 2mEk可知,动量相等,动能不一定相等。 B 对:动能发生变化,则速度大小发生变化,所以动能变化,则动量 一定变化。 C 错:当物体做直线运动时,动量变化的方向可以与 初动量或者末动量的方向相同。 D 错:当初动量方向和末动量方 向相反时,动量变化的大小等于初、末状态动量大小之和。 2. D 　 篮球的重心下降高度 0. 8 m 的速度为 v1 = 2gh = 2 × 10 × 0. 8 m / s = 4 m / s,方向向下 反弹后篮球的重心上升高度 0. 2 m 的初速度为 v2 = 2gh = 2 × 10 × 0. 2 m / s = 2 m / s,方向向上 规定竖直向下为正方向,Δp =mv2 -mv1 =0.5 ×( -2) kg· m/ s -0.5 × 4 kg·m/ s = -3 kg· m/ s。 故D正确。 3. 14. 50　 小球 B 质量 m2,碰后小球 A 摆动的最大角 β 解析:球的直径为 d = 14 mm + 120 × 10 mm =14. 50 mm; 根据机械能守恒定律 m1gl(1 - cosα) = 1 2 m1 v 2 1 可得碰撞前瞬间 球 A 的速度,碰撞后仍可根据机械能守恒定律计算小球 A 的速 度,所以需要测出小球 A 碰后摆动的最大角 β;小球 B 碰撞后做 平抛运动,根据平抛运动规律可得小球 B 的速度,根据实验要求 还需要测量小球 B 的质量 m2。 4. (1)BC　 DE　 (2)0. 21　 0. 20　 (3)质量 m 与速度 v 的乘积之和 解析:(1)A 与 B 碰后粘在一起,速度减小,相等时间内的间隔减 小,可知通过 BC 段来计算 A 的碰前速度,通过 DE 段计算 A 和 B 碰后的共同速度。 (2)A 碰前的速度:v1 = BC t = 0. 105 0. 1 m / s = 1. 05 m / s 碰后共同速度:v2 = DE t = 0. 068 0. 1 m / s = 0. 68 m / s 碰前:m1 v1 = 0. 2 × 1. 05 kg·m / s = 0. 21 kg·m / s 碰后:(m1 + m2)v2 = 0. 3 × 0. 68 kg·m / s≈0. 20 kg·m / s 可知在误差允许范围内,AB 碰撞过程中,质量 m 与速度 v 的乘积 之和保持不变。 5. (1)6 kg·m / s　 (2)2︰1　 (3)4︰5 解析:(1)质点由静止开始运动,由牛顿第二定律可得,0 ~1 s 内质点 的加速度大小为 a1 = F1 m = 4 1 m/ s 2 =4 m/ s2,1 ~2 s 内质点的加速度 大小为 a2 = F2 m = 2 1 m/ s 2 =2 m/ s2,则第 1 s 末质点的速度大小为 v1 = a1 t1 =4 ×1 m/ s =4 m/ s,第2 s 末质点的速度大小为 v2 = v1 + a2 t2 = (4 +2 ×1) m/ s =6 m/ s,因此第 2 s 末质点的动量大小为 p =mv2 =1 ×6 kg·m/ s =6 kg·m/ s; (2)第 1 s 内与第 2 s 内质点动量增加量之比为 Δp1︰Δp2 = (mv1 - 0)︰(mv2 - mv1) = 2︰1; (3)第 1 s 内与第 2 s 内质点动能增加量之比为 ΔEk1 ︰ΔEk2 = 1 2 mv 2 1 - 0( )︰ 12 mv 2 2 - 1 2 mv 2 1( ) = 4︰5。 练案[2] 合格考训练 1. A　 力作用一段时间便有了冲量,而合力作用一段时间后,物体的 运动状态发生了变化,物体的动量也发生了变化,因此说合力的 冲量使物体的动量发生了变化,选项 A 正确;只要有力作用在物 体上,经历一段时间,这个力便有了冲量,与物体处于什么状态无 关,选项 B 错误;物体所受冲量 I = FΔt 与物体动量的大小 p = mw 无关,选项 C 错误;冲量是矢量,其方向与力的方向相同与物体运 动方向无关,D 错误。 2. D　 在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中,杯子受到的摩擦力均 为滑动摩擦力,大小相等,但快速拉动时,纸条与杯子作用时间 短,此时摩擦力对杯子的冲量小,由 I = Δp 可知,杯子增加的动量 较小,因此杯子没有滑落,缓慢拉动时,摩擦力对杯子的冲量大, 杯子增加的动量大,杯子会滑落,故 A、B 错误;为使杯子不滑落, 杯子与纸条间的摩擦力对杯子的冲量应尽量小一