假期作业(2)动量守恒定律-【玩转假期】2024年高二物理寒假作业

参考答案 参考答案 第一部分 快乐假期轻松学 a 0一 =-0.5m/s°， 假期作业（一）动量动量定理 根据牛顿第二定律有一Fm=Ma,所以Fa=468N, 判断正误·固双基 则帆船匀速运动时，有F一F:=0, (1) 解得F=468N (2)×动量改变，速度的大小不一定改变，它的动能不一 (2)设在时间1内，正对着吹向帆面的空气的质量为m, 定改变。 根据动量定理有 (3)/ -F1=m(-v), (4) 又m=S(u-)t, (⑤)×跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，由于人跳到沙 所以F1=pS(u-)产t, 坑受到的冲击力比跳在水泥地上小。 解得v=10m/s。 (6)√ 答案：(1)468N(2)10m/s 综合训练·提考能 假期作业（二）动量守恒定律 1.C在快逸拉动时，纸条与杯子作用时间短，则摩擦力产 判断正误·固双基 生的冲量较小，由I=△可知，杯子增加的动量较小，故 (1)× 动量是矢量，不仅有大小，还有方向。 杯子不会滑落：缓慢拉动纸条时，杯子受到的冲量较大， (2) 故杯子增加的动量较大，则杯子会滑落，故ABD错误，C (3) 正确。 (4)× 摩擦力是系统内力，系统动量守恒。 2.C人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可 (5)× 动量守恒定律既适用于低速物体，也适用于高速 知(F一mg)t=△p,而屈腿可以增加人与地的作用时间， 物体。既适用于宏观物体，也适用于微观物体 从而减小受到地面的冲击力，故C正确。 (6)×满足动量守恒定律系统，其机械能不一定也守恒。 3.BDAB与CD平行，说明推力撒去后两物体的加速度 综合训练·提考能 相同，而撒去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿 1.C由动量守恒定律成立的条件可知，人，小车与木精三 第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。但“的 者组成的系统动量守恒，故AB错误，C正确：木箱的动 总运动时间小于b的，根据I=Ft可知，摩擦力对a物 量的变化量与人、小车的总动量的变化量大小相等，方 体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量：根据动量定理，对 向相反，故D错误。 整个过程有：F,1一Flm=0,F,2一Fo一0，因< 2.D两物体与弹簧组成的系统所受合力为零，根据动量 1D,则有Ft1<Fz1,即F,的冲量小于F的冲量，故 AC错误，B正确：根据动量定理可知，合力的冲量等于 守恒定律知，p=p2·即m心=m·所以： 物体动量的变化量，，b两个物体动量的变化量都为零， m1m=1:2,故A,B错误：由B=编得，：Ee= 所以相等，故D正确。 m2￥m1=1:2,故C错误，D正确。 4.AC在整个过程中，小球动能变化量为零，重力势能减 3.AB木箱与小木块组成的系统水平方向不受外力，故系 小mg(H+h),则小球的机械能减小了mg(H十h),故A 统水平方向动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起 正确：对全过程运用动能定理得，mg(H十h)一W:=0, 向右运动，取U的方向为正方向，由动量守恒定律：M 则小球克服阻力做功Wr=mg(H十h),故B错误：根据 运动学规律，落到地面的速度=√2gH,对进入泥潭的 =(M十m)u,解得：u=M,故AB正确，CD错误。 过程运用动量定理得：I一1r=0一m√2gH,可知阻力 4.ABDa、b组成的系统总动量守恒，以向右为正方向，由 的冲量为：Ie=I+m√2gH.即大于m√2gH,故C正 动量守恒定律得(m1十2)=m1十m2,两球相距s 确：对全过程，运用动量定理知，动量的变化等于重力的 =11一1，代入数据解得1=0.7m/s,2=一0.2m/s 冲量和阻力冲量的关量和，故D错误。 负号表示速度方向与正方向相反，故AB正确，C错误： 5.解析：(1)无人机起飞后向上做匀加速运动，由牛顿第二 定律有F-g一∫=ma, 由能量守饭定律得号(m十m)话十E,=之m,听十 又h=2aG, 2m:巧，代入数据解得E。=0.27小，故D正确。 1 联立解得h=75m。 5.解析：(1)以向右为正方向，A,B与轻弹簧组成的系统所 (2)无人机向下做匀加速运动，由动能定理有 受合力为零，系统动量守恒。设滑块A的速度减为0 mgH-fH=名m, 时，滑块B的速度为'，由动量守恒定律得： 1A0A十mgUg三m08, 与地面碰撞过程中，设地面对无人机的平均作用力大小 解得w'=-3m/s, 为F',以向下为正方向，由动量定理有 故滑块B的速度大小为3m/s,方向向左： (mg-F'-f)t:=0-mv. (2)两滑块相距最近时速度相等，设此速度为。 根据牛顿第三定律有F、=FN', 根据动量守恒得：mAva十maVm=(ma十mg)u 联立解得Fw=416N。 解得：v=一2m/s, 答案：(1)75m(2)416N 故滑块B的速度大小为2m/s,方向向左： 自主探究·培素养 (3)两个滑块的速度相等时，弹簧压缩至最短，禅性势能 解析：(1)风突然停止，帆船只受到阻力F。的作用，做匀 最大，根据系统的机械能守恒知，弹簧的最大弹性势 减速直线运动，设帆船的加速度为a,则 能为： ·37· 玩转假期·高二物理 En=m,2+号m-号m+m, c o B CO D 解得：Em=12J. 甲 乙 答案：(1)3m/s(2)2m/s(3)12J ②振子振动如图乙中实线所示。 自主探究·培素养 解析：(1)螺旋测微器的固定刻度读数为2.5mm,可动 由x=Asin(amt十g)知 刻度读数为0.01×5.0mm=0.050mm,所以最终读数 -号=Asin9=一晋，即振子由C点振动到 =0时，一21 为：2.5mm+0.050mm=2.550mm. T (2)烧断细线后，向左运动，经过光电门，根据速度公式 0点月时至少为2，由简谱运动的对称性可知，振子由C 可知，a经过光电门的逸度为：.=4，故a的动量为：p 点振动到D点用时至少为否，则T最大为6s:若振子振 d 动如图乙中虚线所示，振子由C点振动到D点，则周期 小于25 b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：h= 故C错误，D正确。 1 81,%=1, 5.解析：(1)由题图知质点A的振幅是0.5cm,周期为 0.4s,质点B的振幅是0.2cm,周期为0.8s。 解得：=s2 (2)由题图知，质点A的初相华=x, 动量大小：p=m5M√方' 由-04s得-祭-5Fad/s, 则质点A的位移表达式为xa=0.5sin(5πt十x)cm, 若动量守恒，设向右为正，则有：0=么一n, d=m八2h 质点B的初相=受 答案：(1)2.550 2 g 由Tu=0.8s得mu==2.5πrad/s ms 2h 假期作业（三）简谐运动 则质点B的位移表达式为rm=0.2sin(2.5+受)cm。 判断正误·固双基 (3)将1=0.05s分别代入两个表达式得 (1) (2)×简谐运动的图像是描述振动物体的位移随时间的 x4=0.5sin(5元×0.05十r)cm=0.5X号c cm= 变化规律。 、② (3)/ cm. (4) 5 (5)×水平弹簧振子运动到平衡位置时，回复力为零，能 xa=0.2sin(2.5x×0.05+受)cm=0.2sin8xcm 量不变。 答案：(1)0.5cm0.4s0.2cm0.8s (6)×摆球重力沿圆弧切线方向的分力F=mngsin0提供 (2).A=0.5sin (5t)cm u=0.2sin (2.5xt+ 了使摆球振动的回复力。 综合训练·提考能 受)cm 1.B根据F一一kx可知小物块运动到M点时回复力与 (3)-2 5 位移方向相反，故A错误：根据a=一虹可知，小物块每 4 em 0.2sin cm 自主探究·培素养 次运动到N点时的位移相同，则加速度一定相同，故B 解析：(1)在实验中，雪要测量单摆的周期，所以需要停 正确：小物块从)点向M点运动过程中加速度方向与 表，需要测量摆线的长度，所以需要米尺，摆球的质量不 速度方向相反，做减速运动，故C错误：小物块从)，点向 需要测量，所以不需要天平或弹簧测力计，所以选AB。 N,点运动过程中弹簧弹力对小物块做负功，小物块的机 (2)游标卡尺的主尺读数为12mm,游标尺读数为0.1× 域能减小，故D错误。 5mm=0.5mm,所以最终读数为12mm十0.5mm= 2.A根据简谐运动的特征可知，经过四分之一周期，振子 12.5mm。(3)摆球经过平衡位置时速度最大，从该处计 具有沿x轴正方向的最大加速度，则此时振子的位移为 时量误差较小，故A错误：通过测量n次全振动的时 负向最大，故A正确。 3.ABC把手匀速转动时，弹簧振子微受迫振动，其振动 间1，通过T一日求解周期，测量一次全振动时间误差较 周期等于驱动力的周期，即为0.5s,故A正确：要使弹 大，故B错误：摆球在同一竖直面内摆动，当摆角不超过 簧振子的振幅增大，可让把手转速减小，周期增大，与固 5时其摆动可视为简谐运动，故C正确：选用的细线应 有周期接近或相等时，振幅可增大，故B正确：要使弹簧 细、质量小，且不易伸长，故D正确 板子的振福减小，可让把手转速增大，周期减小，故C正 确；把手C的转速越大，周期越小，与固有周期相差越 0根据T=2√臣得出-行 4π 大，振幅越小，故D错误。 4.AD若振幅为0.1m,则1三2十nT(n=0.l,2.) 可知因线的斜率=最 Ln-LA 当=0时，T=2sm=1时，T=号s:m=2时，T=号 2 又由图像知，k=T。-T s,故A正确，B错误。若振幅为0.2m,振动分两种情况 所以得出g= 4π(Lg-La) 讨论： TR-TA ①振子振动如图甲所示，则振子由C,点振动到D点用时 答案：(1)AB(2)12.5mm(3)CD 等于号，周期等于2s ((L) T。-T ·38·第一部分快乐假期轻松学 (1)帆船受到风的推力F的大小： 时后航班安全回到成都双流机场，机上乘 (2)风速的大小。 客安然无恙。从体积上看，一只飞鸟与一 架飞机相比，简直是天壤之别。飞鸟撞飞 机更是“以卵击石”。其实并不是这样，一 架高速飞行的飞机与迎面飞来的飞鸟相撞 时会发生严重的事故，轻则飞机受损，重则 会造成机毁人亡的灾难。近些年飞鸟撞上 飞机的事故也屡有发生，如何避免此类事 故的发生也是困扰着航空研发人员的一个 难题。 按理说，体形小、质量小的鸟类，与钢 筋铁骨的飞机相撞应该是“以卵击石”的效 果，为什么能把飞机撞坏？这是因为破坏 主要来自飞机的速度而非鸟类本身的质 词读实践拓视野 量。根据动量定理，一只质量为0.45kg的 飞鸟撞机事件 鸟与速度为800km/h的飞机相撞，会产生 2013年6月4日上午，国航一架执飞 约为1.5×103N的瞬时冲力：一只质量为 成都一广州的航班在起飞后不久，飞机机 7kg的大鸟撞在速度960km/h的飞机上， 载雷达罩在数千米高空被飞鸟撞出一个大 瞬时冲力将达到惊人的1.5×105N。 凹坑，机组沉着应对，立即返航，在半个小 假期作业（二） 动量守恒定律 摘要 (2)两个做匀速直线运动的物体发生碰撞 1了解系统、内力和外力的概念。 瞬间，两个物体组成的系统动量守恒。 2理解动量守恒定律及其表达式，理解动 ( 量守恒条件。 (3)系统动量守恒也就是系统总动量变化 3能用牛顿运动定律推导出动量守恒定 量始终为零。 () 律的表达式，了解动量守恒定律的普 (4)只要系统内存在摩擦力，动量就一定不 适性。 守恒。 ④能用动量守恒定律解决实际问题。 (5)动量守恒定律仅仅适用于宏观、低速运 动的物体。 () 判断正误固双基 (6)满足动量守恒定律系统，其机械能一定 (1)一个系统初、末状态动量大小相等，即 也守恒。 ) 动量守恒。 玩转假期·高二物理 综合训练提考能 C.小木块与木箱内壁将始终来回往复碰 一、单项选择题 撞，而木箱一直向右运动 1.如图所示，小车与木箱 D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对 紧挨着静止放在光滑 木箱静止，则二者将一起向左运动 的水平冰面上，现有一人站在小车上用 4.如下图所示，质量分别为m1=1.0kg和 力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下 m2=2.0kg的弹性小球a、b,用轻绳紧紧 列说法中正确的是 ( 地把它们捆在一起，使它们发生微小的 A.人和木箱组成的系统动量守恒 形变。该系统以速度w,=0.10m/s沿光 B.小车与木箱组成的系统动量守恒 滑水平面向右做直线运动。某时刻轻绳 C.人、小车与木箱三者组成的系统动量 突然自动断开，断开后两球仍沿原直线 守恒 运动。经过时间t=5.0s后，测得两球 D.木箱的动量的变化量与人、小车的总 相距s=4.5m,则下列说法正确的是 动量的变化量相同 2.如图所示，放在光滑水 平面上的两物体，它们 之间有一根被压缩的轻质弹簧，用细线 把它们拴住。已知两物体质量之比为 A.刚分离时，a球的速度大小为0.7m/s m1:n2=2:1,把细线烧断后，两物体被 B.刚分离时，b球的速度大小为0.2m/s 弹开，速度大小分别为1和2，动能大小 C.刚分离时，a、b两球的速度方向相同 分别为E,和E2,则下列判断正确的是 D.两球分开过程中释放的弹性势能为 A.弹开时，w1：2=1：1 0.27J B.弹开时，：2=2：1 三、非选择题 C.弹开时，E：E2=2：1 5.如下图所示，在光滑水平面上，使滑块A D.弹开时，Ek1：Ea=1：2 以2m/s的速度向右运动，滑块B以 二、多项选择题 4m/s的速度向左运动并与滑块A发生 3.如图所示，一个质量为M的木箱静止在 相互作用，已知滑块A、B的质量分别为 光滑水平面上，木箱内粗糙的水平底板 1kg、2kg,滑块B的左侧连有水平轻弹 上放着一个质量为m的小木块。现使木 簧，求： 箱获得一个向右的初速度，则 A (1)当滑块A的速度减为0时，滑块B的 A.小木块最终将相对木箱静止，二者一 速度大小： 起向右运动 (2)两滑块相距最近时，滑块B的速度 B.小木块和木箱最终速度为M十m” M 大小： 第一部分快乐假期轻松学 (3)弹簧弹性势能的最大值。 E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮 光时间1； F,小球b从平台边缘飞出后，落在水平 地面的B点，用刻度尺测出平台距水 平地面的高度h及平台边缘铅垂线与 B点之间的水平距离s: G.改变弹簧压缩量，进行多次测量。 (1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度， 如图乙所示，则挡光片的宽度为 mm。 (2)该实验要验证动量守恒定律，则只需 验证两物体a、b弹开后的动量大小相等， 即 。(用上述实验 所涉及物理量的字母表示，当地重力加 速度为g) 自主探究培素养 阅读实践拓视野 某物理兴趣小组利用如下图甲所示的装 舰载机的起降 置进行“验证动量守恒定律”的实验。在 不是所有的飞机都能够作为航空母舰 足够大的水平平台上的A点放置一个光 的舰载机使用的，只有经过专门设计或经 电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可 过舰用改装的，满足一定要求的飞机才能 忽略不计，左侧为粗糙水平面。实验步 配置上舰。具体说，航空母舰对其舰载机的 骤如下： 特殊要求有如下几点：首先，要求舰载机必 左光地门档光片 右 须具备较强的短距离起降能力。由于航空 母舰的飞行甲板面积不可能无限制地增 大，因而用于舰载机起飞和降落的区域大 小只能设置在一定范围内。而现代喷气式 A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄 飞机为了满足海上作战需要，一般要求具 挡光片： 有亚音速或超音速巡航的能力，故而其起 B.用天平分别测出小滑块a(含挡光片) 飞的速度相对要求也较大，滑跑距离较长。 和小球b的质量m。、m6: 为了满足这一要求，通常舰载机配备大推 C.在a和b间用细线连接，中间夹一被 重比的发动机，在设计上注重具备优良的 压缩了的水平轻质短弹簧，静止放置 低速稳定性能。此外，利用弹射起飞的舰 在平台上； 载机还应在前轮安装弹射挂钩，以利用弹 D.烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反 射器在几十米的起飞跑道上将飞机加速到 方向运动： 起飞速度。 5