高中物理单元测试——第一章动量守恒定律（适中版01）

**基本信息** 本卷为高中物理动量守恒定律单元复习卷，以基础概念辨析、实验验证及综合应用为核心，融合生活情境（如跑步冲击力）与科技前沿（如空间站电推进系统），适配单元复习巩固与核心素养培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7/28|动量概念、动量与动能区别、守恒条件|第3题结合跑步缓冲情境考查动量定理，体现物理观念| |多选题|3/18|动量变化量、系统动量与能量转化|第9题带电小球系统动量守恒与电势能变化，考查科学推理| |实验题|2/15|验证动量守恒（光电门、平抛法）|两实验题覆盖不同验证方法，培养科学探究能力| |解答题|3/39|碰撞能量损失、动量定理、多体作用|第15题子弹击穿木块后与木板、物块作用，综合动量守恒与能量，契合真题命题趋势|

高中物理单元测试 —— 第一章 动量守恒定律（适中版01）（原卷版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于动量的概念，以下说法中正确的是（　　） A．速度大的物体动量大 B．质量大的物体动量大 C．两个物体的速度相等，那么质量大的物体动量一定大 D．两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量一定相同 2．（本题4分）下列关于动量和动能说法正确的是（　　） A．做匀速圆周运动的物体动量不变 B．物体速度发生改变，其动能必然改变 C．动量相同的两物体，质量越大其动能越大 D．动能相同的两物体，质量越大其动量越大 3．（本题4分）跑步时膝关节和髋关节需要承担体重3~8倍的负荷，两块骨头之间的关节软骨，会被剧烈地挤压在一起，若冲击力过大，将对软骨及其以下的骨骼造成磨损伤害。以下方法中，不能降低冲击力的是（　　） A．降低跑步时的落地速度，轻柔落地 B．穿加重背心跑步 C．穿一双适合自己足弓和步态的缓冲跑鞋 D．在塑胶跑道跑步，减少在水泥地等硬地上的跑步 4．（本题4分）如图所示，小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出，以整个装置为系统，下列说法正确的是（　　） A．水平方向动量守恒，机械能守恒 B．水平方向动量守恒，机械能不守恒 C．水平方向动量不守恒，机械能守恒 D．水平方向动量不守恒，机械能不守恒 5．（本题4分）如图甲所示，质量m=2kg的物体静止在水平地面上，从t=0时开始受到一水平向左的推力F作用，推力F的大小随时间t变化的关系如图乙所示。已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g取10m/s²，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物体在0-10s内的动量变化量为（    ） A．36kg·m/s B．84kg·m/s C．100kg·m/s D．200kg·m/s 6．（本题4分）我国空间站的姿态调整和轨道维持使用了一种先进的“电推进系统”，其工作原理可简述为：将正离子由静止开始经强电场加速后喷出，从而对航天器产生推力。已知推进器消耗的电功率为P，将电能转化为离子动能的效率为η，离子喷出的速度大小为v，忽略航天器质量变化，则推进器产生的平均推力大小F为（　　） A． B． C． D． 7．（本题4分）如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的图像分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知（　　） A．两小球带电的电性可能相反 B．甲、乙两球的质量之比为 C．当甲乙两球恢复初始间距时，乙球的速度为-2m/s D．在时间内，甲乙系统电势能先减小后增加 二、多选题 8．（本题6分）一个质量为的羽毛球以大小为15m/s的速度飞来，羽毛球运动员以大小为25m/s的速度反向将其击回，羽毛球作用在球拍上的时间为0.02s，忽略羽毛球受到的重力和空气阻力的影响。下列说法正确的是（　　） A．羽毛球被球拍击打前后的动量变化量大小为0.1kg·m/s B．羽毛球被球拍击打前后的动量变化量大小为0.2kg·m/s C．球拍对羽毛球的平均作用力大小为10N D．球拍对羽毛球的平均作用力大小为5N 9．（本题6分）如图1所示，三个完全相同的带电小球（视为质点）通过不可伸长的绝缘轻质细线连接，构成一个边长为的正三角形，静止在绝缘水平面上。已知小球质量均为，带电量均为。现将小球1、2间的细线剪断，某时刻三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为、、，如图2所示。该过程中三个小球组成的系统电势能减少了，其中为静电力常量，不计一切阻力。则（　　） A．该过程中三个小球组成的系统动量守恒 B．该过程中小球2一定向右做直线运动 C．从图1到图2过程中，小球3向左运动 D．在图2位置， 10．（本题6分）质量均为的物块、与一轻弹簧拴接，置于足够大的光滑水平面上，紧靠竖直墙壁。一水平向左的外力作用于使弹簧压缩，物块、均处于静止。现撤去外力，已知物块与墙壁分离的瞬间，物块的速度为。下列说法正确的是（　　） A．物块与墙壁分离后，弹簧最短时的压缩量小于最长时的伸长量 B．物块与墙壁分离后，任意时刻、的速度均不可能水平向左 C．物块与墙壁分离后，物块、组成的系统动能最小值为 D．从撤去外力到物块与墙壁分离的过程，墙壁对的冲量大小为 三、实验题 11．（本题6分）某同学用光电门和气垫导轨做“验证碰撞过程中动量守恒定律”的实验，步骤如下： (1)调节气垫导轨至水平状态后，将滑块A、B放置在图甲所示的初始位置，用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB（含遮光条）。用游标卡尺分别测量固定在滑块A、B上遮光条的宽度d1、d2，其中d1的示数如图乙所示，则d1=________mm。 (2)给滑块A施加一初速度，使其经过光电门1后与滑块B发生碰撞，再先后通过光电门2（两滑块通过光电门2之前未再次碰撞）。测得滑块A上的遮光条通过光电门1的挡光时间为t，滑块A上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t1，滑块B上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t2，则两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度为________（用测量的物理量字母表示）。 (3)若有关系式________成立（用字母mA、mB、d1、d2、t、t1、t2表示），则说明两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 12．（本题9分）某实验小组同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，实验时，进行了如下操作： 步骤1：组装装置，并调节斜槽末端切线水平，然后用天平测量小球1、2的质量分别为、； 步骤2：斜槽的末端不放置小球2，使小球1多次从斜槽上的挡板处由静止释放，确定小球1的平均落地点P； 步骤3：将小球2放在斜槽的末端，使小球1从斜槽上的挡板处由静止释放，重复多次，确定小球1的平均落地点M和小球2的平均落地点N； 步骤4：用刻度尺测量M、P、N到斜槽末端的水平距离分别为、、。 结合以上操作，回答下列问题： (1)步骤1中，调节斜槽末端切线是否水平时，应如何检验______； (2)步骤2中，为了保证小球1碰后不反弹，则应满足______（选填“>”“=”或“<”）；为了完成验证，本次实验______（选填“需要”或“不需要”）测量斜槽末端到水平面的高度； (3)若碰撞过程中的动量守恒，则关系式______成立； (4)若、、，且碰撞中动量守恒，则______ 四、解答题 13．（本题10分）某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量m=1kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力。开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.4m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间极短，碰撞结束后瞬间两滑块一起滑动。 求∶ （1）关于滑块1与滑块2的碰撞过程，碰撞过程中损失的能量为多少？ （2）若滑块1与滑块2的碰撞时间为0.02s，滑块2受到滑块1的平均冲力的大小？ 14．（本题13分）如图所示，质量为3m的四分之一光滑圆弧体A锁定在光滑的水平面上，圆弧面的最低点刚好与水平面相切，小球C静止在水平面上，质量为m的小球B在圆弧面的最高点由静止释放，运动到水平面时的速度大小为，不计小球大小，重力加速度为g。 (1)求小球B从圆弧面最高点运动到最低点过程中，合力对小球B的冲量大小； (2)解除对圆弧体的锁定，仍让小球B从圆弧面最高点由静止释放，则小球离开圆弧面时，圆弧体运动的距离为多少； (3)在（2）问的条件下，小球B离开圆弧面后向右运动与小球C发生弹性碰撞，要使碰撞后小球B不能再次运动到圆弧面上，小球C的质量应满足什么条件。 15．（本题16分）如图所示，质量为的小木块A，静止在质量且下表面光滑、上表面粗糙的长木板B的左端。长木板B右侧放置一质量为的物块C。现有一颗质量为的子弹，以的初速度，从左向右瞬间水平击穿小木块A，木块A被击穿后的速度为6m/s，此后木块A在长木板B上滑动，A、B达到共同速度的瞬间，B与C发生弹性碰撞，整个运动过程中，小木块A未从长木板B上掉落。已知A、B间的动摩擦因数，物块C与地面间的动摩擦因数，重力加速度大小取。求： (1)子弹穿过小木块A后的速度大小； (2)长木板B右端与物块C的初始距离； (3)物块C与地面间因摩擦产生的热量。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $ 高中物理单元测试 —— 第一章 动量守恒定律（适中版01）（解析版） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题4分）关于动量的概念，以下说法中正确的是（　　） A．速度大的物体动量大 B．质量大的物体动量大 C．两个物体的速度相等，那么质量大的物体动量一定大 D．两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量一定相同 【答案】C 【详解】AB．物理学中把质量和速度的乘积mv定义为物体的动量，只有速度与质量的乘积大时动量才大，AB错误； C．根据定义，速度相等时质量大动量大，C正确； D．动量是矢量，动量的方向与速度的方向相同，质量相等，速度大小也相等，只能说明动量的大小相等，方向不一定相同，不能说动量相同，D错误。 故选C。 2．（本题4分）下列关于动量和动能说法正确的是（　　） A．做匀速圆周运动的物体动量不变 B．物体速度发生改变，其动能必然改变 C．动量相同的两物体，质量越大其动能越大 D．动能相同的两物体，质量越大其动量越大 【答案】D 【详解】A．做匀速圆周运动的物体速度大小一定，方向发生变化，则该物体的动量大小一定，方向也发生变化，故A错误； B．物体速度发生改变，当物体速度大小一定，方向发生变化时，物体的动能不变，故B错误； C．根据， 解得 可知，动量相同的两物体，质量越大其动能越小，故C错误； D．结合上述解得 可知，动能相同的两物体，质量越大其动量越大，故D正确。 故选D。 3．（本题4分）跑步时膝关节和髋关节需要承担体重3~8倍的负荷，两块骨头之间的关节软骨，会被剧烈地挤压在一起，若冲击力过大，将对软骨及其以下的骨骼造成磨损伤害。以下方法中，不能降低冲击力的是（　　） A．降低跑步时的落地速度，轻柔落地 B．穿加重背心跑步 C．穿一双适合自己足弓和步态的缓冲跑鞋 D．在塑胶跑道跑步，减少在水泥地等硬地上的跑步 【答案】B 【详解】A．由动量定理可得，人落地时受到的平均冲击力满足 即 为减小冲击力F，可通过减小、m或增大实现。减小落地速度会降低动量变化量，当不变时能减小F，故A正确，不符合题意； B．穿加重背心使m增大，可知F增大，故B错误，符合题意； C．缓冲跑鞋通过材料形变延长，根据动量定理可减小F，故C正确，不符合题意； D．塑胶跑道弹性更好，能增大缓冲时间，从而减小F，故D正确，不符合题意。 本题选择不能降低冲击力的选项，故选B。 4．（本题4分）如图所示，小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出，以整个装置为系统，下列说法正确的是（　　） A．水平方向动量守恒，机械能守恒 B．水平方向动量守恒，机械能不守恒 C．水平方向动量不守恒，机械能守恒 D．水平方向动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【详解】以整个装置为系统，水平方向的合外力为0，所以水平方向动量守恒。但由于要产生内能，所以机械能不守恒。 故选B。 5．（本题4分）如图甲所示，质量m=2kg的物体静止在水平地面上，从t=0时开始受到一水平向左的推力F作用，推力F的大小随时间t变化的关系如图乙所示。已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g取10m/s²，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物体在0-10s内的动量变化量为（    ） A．36kg·m/s B．84kg·m/s C．100kg·m/s D．200kg·m/s 【答案】A 【详解】最大静摩擦力为 则当力F=8N时物块开始向左运动，此时对应的时刻为t=4s，则在4-10s内力F的冲量为 根据动量定理 故选A。 6．（本题4分）我国空间站的姿态调整和轨道维持使用了一种先进的“电推进系统”，其工作原理可简述为：将正离子由静止开始经强电场加速后喷出，从而对航天器产生推力。已知推进器消耗的电功率为P，将电能转化为离子动能的效率为η，离子喷出的速度大小为v，忽略航天器质量变化，则推进器产生的平均推力大小F为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设时间∆t内喷出离子的总质量为∆m，∆t时间内所有喷出离子的总动能满足 根据动量定理，推进器对离子的冲量等于离子的动量变化，即 联立可得 根据牛顿第三定律可得推进器产生的平均推力大小 故选A。 7．（本题4分）如图（a）所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的图像分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知（　　） A．两小球带电的电性可能相反 B．甲、乙两球的质量之比为 C．当甲乙两球恢复初始间距时，乙球的速度为-2m/s D．在时间内，甲乙系统电势能先减小后增加 【答案】C 【详解】A．由题图（b）可知，乙球减速的同时，甲球正向加速，说明两球相互排斥，带有同种电荷，故A错误； B．由到时间段内，两球作用过程动量守恒 其中， 解得，故B错误； C．当甲乙两球恢复初始间距时，电势能与初始相同，动能也与初始时相同，则甲乙两球动能守恒，动能相等， 解得，，故C正确； D．系统动能和电势能之和守恒，时刻速度相等，动能损失最大转化为电势能，电势能最大；动能增大，电势能减小，即时间内，甲乙系统电势能先增加后减小，故D错误。 故选C。 二、多选题 8．（本题6分）一个质量为的羽毛球以大小为15m/s的速度飞来，羽毛球运动员以大小为25m/s的速度反向将其击回，羽毛球作用在球拍上的时间为0.02s，忽略羽毛球受到的重力和空气阻力的影响。下列说法正确的是（　　） A．羽毛球被球拍击打前后的动量变化量大小为0.1kg·m/s B．羽毛球被球拍击打前后的动量变化量大小为0.2kg·m/s C．球拍对羽毛球的平均作用力大小为10N D．球拍对羽毛球的平均作用力大小为5N 【答案】BC 【详解】AB．以羽毛球被击回的速度方向为正方向，则羽毛球被球拍击打前后的动量变化量为，故A错误，B正确； CD．根据动量定理可得 解得球拍对羽毛球的平均作用力大小为，故C正确，D错误。 故选BC。 9．（本题6分）如图1所示，三个完全相同的带电小球（视为质点）通过不可伸长的绝缘轻质细线连接，构成一个边长为的正三角形，静止在绝缘水平面上。已知小球质量均为，带电量均为。现将小球1、2间的细线剪断，某时刻三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为、、，如图2所示。该过程中三个小球组成的系统电势能减少了，其中为静电力常量，不计一切阻力。则（　　） A．该过程中三个小球组成的系统动量守恒 B．该过程中小球2一定向右做直线运动 C．从图1到图2过程中，小球3向左运动 D．在图2位置， 【答案】ACD 【详解】AC．在该过程中，由于三个小球组成的系统所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，因此系统动量守恒，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律 由于小球1、2的受力情况相同，因此 化简得 即 而 解得，故AC正确； B．该过程中小球2所受合力方向不断变化，不会做直线运动，故B错误； D．三个小球组成系统能量守恒，根据能量守恒定律 代入数据解得，故D正确。 故选ACD。 10．（本题6分）质量均为的物块、与一轻弹簧拴接，置于足够大的光滑水平面上，紧靠竖直墙壁。一水平向左的外力作用于使弹簧压缩，物块、均处于静止。现撤去外力，已知物块与墙壁分离的瞬间，物块的速度为。下列说法正确的是（　　） A．物块与墙壁分离后，弹簧最短时的压缩量小于最长时的伸长量 B．物块与墙壁分离后，任意时刻、的速度均不可能水平向左 C．物块与墙壁分离后，物块、组成的系统动能最小值为 D．从撤去外力到物块与墙壁分离的过程，墙壁对的冲量大小为 【答案】BC 【详解】A．物块A与墙壁分离后，弹簧最短和最长分别为两物块共速时，物块AB与弹簧组成的系统动量守恒，则两物块共速的速度大小相同；根据系统只有弹力做功，系统的机械能守恒，所以弹簧最短和最长时物块的动能相同，即弹性势能相同，则弹簧最短时的压缩量等于最长时的伸长量，故A错误； B．物块A与墙壁分离后，物块AB与弹簧组成的系统动量守恒，弹簧最短时，物块B的速度最小向右；弹簧最长时，物块A的速度最小为零，所以任意时刻A、B的速度均不可能水平向左，故B正确； C．弹簧最短和最长时弹簧的弹性势能最大，动能最小，根据动量守恒 物块A、B组成的系统动能最小值为 故C正确； D．物块AB与弹簧组成的系统，根据动量定理可得墙壁对系统的冲量大小为 即墙壁对A的冲量大小为，故D错误。 故选BC。 三、实验题 11．（本题6分）某同学用光电门和气垫导轨做“验证碰撞过程中动量守恒定律”的实验，步骤如下： (1)调节气垫导轨至水平状态后，将滑块A、B放置在图甲所示的初始位置，用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB（含遮光条）。用游标卡尺分别测量固定在滑块A、B上遮光条的宽度d1、d2，其中d1的示数如图乙所示，则d1=________mm。 (2)给滑块A施加一初速度，使其经过光电门1后与滑块B发生碰撞，再先后通过光电门2（两滑块通过光电门2之前未再次碰撞）。测得滑块A上的遮光条通过光电门1的挡光时间为t，滑块A上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t1，滑块B上的遮光条通过光电门2的挡光时间为t2，则两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度为________（用测量的物理量字母表示）。 (3)若有关系式________成立（用字母mA、mB、d1、d2、t、t1、t2表示），则说明两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 【答案】(1)2.6 (2) (3) 【详解】（1）图乙可知游标卡尺精度为0.1mm，则d1=2mm+0.1mm×6=2.6mm。 （2）两滑块碰撞前瞬间滑块A的速度为遮光条通过光电门1的速度。 （3）由题，两滑块发生碰撞后瞬间的速度为遮光条通过光电门2的速度，滑块B的速度 滑块A的速度 若A、B碰撞满足动量守恒，则有 故得 12．（本题9分）某实验小组同学利用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，实验时，进行了如下操作： 步骤1：组装装置，并调节斜槽末端切线水平，然后用天平测量小球1、2的质量分别为、； 步骤2：斜槽的末端不放置小球2，使小球1多次从斜槽上的挡板处由静止释放，确定小球1的平均落地点P； 步骤3：将小球2放在斜槽的末端，使小球1从斜槽上的挡板处由静止释放，重复多次，确定小球1的平均落地点M和小球2的平均落地点N； 步骤4：用刻度尺测量M、P、N到斜槽末端的水平距离分别为、、。 结合以上操作，回答下列问题： (1)步骤1中，调节斜槽末端切线是否水平时，应如何检验______； (2)步骤2中，为了保证小球1碰后不反弹，则应满足______（选填“>”“=”或“<”）；为了完成验证，本次实验______（选填“需要”或“不需要”）测量斜槽末端到水平面的高度； (3)若碰撞过程中的动量守恒，则关系式______成立； (4)若、、，且碰撞中动量守恒，则______ 【答案】(1)见解析 (2) ＞ 不需要 (3) (4)3:1 【详解】（1）在检验斜槽末端是否水平时，将小球轻轻地放在斜槽末端，若小球静止则表明斜槽的末端水平。 （2）[1]为了防止入射球碰后反弹，一定要保证入射球的质量大于被碰球的质量，即； [2]由于小球每次离开斜槽末端后均做平抛运动，又由于竖直方向下落的高度相同，所以小球离开斜槽末端到落地的时间均相同，而碰撞后瞬间的速度等于平抛运动的初速度，由，即水平位移与初速度成正比，所以不需要测量小球在空中运动的时间，即不需要测量斜槽末端到水平面的高度。 （3）设碰撞前入射球的速度大小为，碰撞后入射球速度大小为，被碰球速度大小为，若碰撞过程中系统动量守恒，由动量守恒定律得 小球做平抛运动的时间t相等，两边同时乘以t，则有 则 （4）若、、，且动量守恒，代入 解得 四、解答题 13．（本题10分）某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量m=1kg的滑块可在水平滑轨上滑动，忽略阻力。开窗帘过程中，电机对滑块1施加一个水平向右的恒力F，推动滑块1以0.4m/s的速度与静止的滑块2碰撞，碰撞时间极短，碰撞结束后瞬间两滑块一起滑动。 求∶ （1）关于滑块1与滑块2的碰撞过程，碰撞过程中损失的能量为多少？ （2）若滑块1与滑块2的碰撞时间为0.02s，滑块2受到滑块1的平均冲力的大小？ 【答案】（1）；（2）10N 【详解】（1）滑块1、2碰撞过程，由动量守恒定律，有 解得 由能量守恒定律，有 联立解得 （2）滑块1、2碰撞过程，对滑块2，由动量定理得 解得 14．（本题13分）如图所示，质量为3m的四分之一光滑圆弧体A锁定在光滑的水平面上，圆弧面的最低点刚好与水平面相切，小球C静止在水平面上，质量为m的小球B在圆弧面的最高点由静止释放，运动到水平面时的速度大小为，不计小球大小，重力加速度为g。 (1)求小球B从圆弧面最高点运动到最低点过程中，合力对小球B的冲量大小； (2)解除对圆弧体的锁定，仍让小球B从圆弧面最高点由静止释放，则小球离开圆弧面时，圆弧体运动的距离为多少； (3)在（2）问的条件下，小球B离开圆弧面后向右运动与小球C发生弹性碰撞，要使碰撞后小球B不能再次运动到圆弧面上，小球C的质量应满足什么条件。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意，由动量定理可得，小球B从圆弧面最高点运动到最低点过程中，合力对小球B的冲量大小 （2）根据题意，设圆弧的半径为，圆弧体锁定时，由机械能守恒定律有 解得 解除对圆弧体的锁定，小球B从圆弧面最高点运动到最低点过程中，水平方向上动量守恒，则有 即 又有 解得圆弧体运动的距离 （3）解除对圆弧体的锁定后，设小球离开圆弧面时速度大小为、圆弧体的速度大小为，根据机械能守恒定律和动量守恒定律有， 解得， 设小球C的质量为M，小球B与C碰撞，小球B被反弹后的速度大小等于时，小球B恰好不能再次运动到圆弧面上，设碰撞后C的速度大小为，根据动量守恒 根据机械能守恒定律有 解得 因此要使碰撞后小球B不能再次运动到圆弧面上，小球C的质量应满足的条件是。 15．（本题16分）如图所示，质量为的小木块A，静止在质量且下表面光滑、上表面粗糙的长木板B的左端。长木板B右侧放置一质量为的物块C。现有一颗质量为的子弹，以的初速度，从左向右瞬间水平击穿小木块A，木块A被击穿后的速度为6m/s，此后木块A在长木板B上滑动，A、B达到共同速度的瞬间，B与C发生弹性碰撞，整个运动过程中，小木块A未从长木板B上掉落。已知A、B间的动摩擦因数，物块C与地面间的动摩擦因数，重力加速度大小取。求： (1)子弹穿过小木块A后的速度大小； (2)长木板B右端与物块C的初始距离； (3)物块C与地面间因摩擦产生的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）子弹击穿小木块的过程，子弹与小木块组成的系统动量守恒，设穿过小木块后，子弹的速度大小为，则： 解得： （2）小木块在长木板上滑动的过程，系统动量守恒，设、共速时的速度为，则： 解得： 对长木板应用动能定理 解得： （3）长木板B与物块C发生弹性碰撞， 解得：， A在B上滑动，A、B系统动量守恒 解得： A、B共速后再次与已经静止的物块C发生弹性碰撞，碰后C的速度为，根据动量守恒和机械能守恒可得 第次碰撞后物块C的速度为，其中（） 最终小木块A、长木板B、小物块C均静止，根据能量守恒可得物块C与地面摩擦产生的总热量为 解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2 / 2 $