1、学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量时，下列哪些因素可导致实验误差()A导轨安放不水平B小车上挡光片倾斜C两小车碰后连在一起D向气垫导轨送气的气源压力不足【解析】导轨安放不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差；挡光片倾斜会导致挡光片宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，气源压力不足时，小车与导轨的摩擦力对实验的影响而导致实验误差故本题应选A、B、D.【答案】ABD2(多选)下面物体在相互作用过程中系统动量守恒的有()A人在船上行走，人与船组成的系统(不计水的阻力)B子弹射穿一棵小树，子弹与小树组成的系统C人推平板车
2、前进，人与平板车组成的系统D静止在空中的热气球下方吊篮突然脱落，吊篮与热气球组成的系统【解析】人在船上行走，在不计水的阻力的情况下，人和船组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒；子弹射穿小树过程，子弹和小树组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒；人推平板车前进，人受到地面的摩擦力，人与平板车组成的系统所受合外力不为零，动量不守恒，故选项A正确，B、C不正确，静止在空中的热气球所受的浮力与总重力平衡，竖直方向上的合力为零，而吊篮脱落后，系统竖直方向上的合力仍为零，系统动量守恒，D正确【答案】AD3如图126所示，小车与木箱紧挨着静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，
3、关于上述过程，下列说法中正确的是()【导学号：64772080】图126A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木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同【解析】由动量守恒定律成立的条件可知男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，选项A、B错误，C正确；木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等，方向相反，选项D错误【答案】C4.如图127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木块内，将弹簧压缩到最短现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至
4、最短的整个过程中() 【导学号：64772081】图127A动量守恒，机械能守恒B动量不守恒，机械能不守恒C动量守恒，机械能不守恒D动量不守恒，机械能守恒【解析】在弹簧压缩至最短的过程中，受到墙对弹簧向右的作用力，系统动量不守恒子弹射入木块的过程中有动能转化为内能，所以机械能不守恒【答案】B5一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是()AMv0(Mm)vmvBMv0(Mm)vm(vv0)CMv0(Mm)vm(vv)DMv0Mvmv【解析】以炮弹m和艇(Mm)为系统，系统动量
5、守恒，则有：Mv0(Mm)vmv.【答案】A6.如图128所示，质量为M的密闭气缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去，则气缸的运动情况是() 【导学号：64772082】图128A保持静止不动B向左移动一定距离后恢复静止C最终向左做匀速直线运动D先向左移动，后向右移动回到原来位置【解析】突然撤去隔板，气体向右运动，气缸做反冲运动；当气体充满整个气缸时，它们之间的作用结束由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量为零，气缸和气体都将停止运动，故B正确【答案】B7如图129所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的
6、人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？图129【解析】设任一时刻人与船速度大小分别为v1、v2，作用前都静止因整个过程中动量守恒，所以有mv1Mv2而整个过程中的平均速度大小为1、2，则有m1M2.两边乘以时间t有m1tM2t，即mx1Mx2.且x1x2L，可求出x1 L，x2 L.【答案】 L L能力提升8.如图1210所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如果将线烧断，则小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1210A0B向左C向右 D无法确定【解析】小球和圆槽组成的系统在水平方向不受外力，故系
7、统在水平方向上的动量守恒(px0)细线被烧断瞬间，系统在水平方向的总动量为零又知小球到达最高点时，球与槽水平方向上有共同速度，设为v，由动量守恒定律有：0(Mm)v，所以v0，正确选项为A.【答案】A9某同学设计了一个用打点计时器做“验证动量守恒定律”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动他设计的具体装置如图1211所示，在小车后连接着纸带，电磁打点计时器使用的电源频率为50 Hz，长木板垫着小木片以平衡摩擦力图1211(1)若已得到打点纸带如图1212所示，并测得各计数点间距(标在图上)A为运动起点，则应该选择_段来
8、计算A碰前的速度，应选择_段来计算A和B碰后的共同速度(以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)图1212(2)已测得小车A的质量m10.40 kg，小车B的质量m20.20 kg，由以上测量结果可得碰前m1v0_kgm/s；碰后(m1m2)v共_kgm/s.由此得出结论_【解析】(1)分析纸带上的点迹可以看出，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车具有较大的速度，故BC段能准确地描述小车A碰前的运动情况，应当选择BC段计算小车A碰前的速度而DE段内小车运动稳定，故应选择DE段计算碰后A和B的共同速度(2)小车A碰撞前的速度v0 m/s1.050 m/s小车A在碰撞前m1v00.4
9、01.050 kgm/s0.420 kgm/s碰后A和B的共同速度v共 m/s0.695 m/s碰撞后A和B：(m1m2)v共(0.200.40)0.695 kgm/s0.417 kgm/s结论：在误差允许的范围内，碰撞前后系统的动量守恒【答案】(1)BCDE(2)0.4200.417在误差允许的范围内，碰撞前后系统的动量守恒10一辆质量m13.0103 kg的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量m21.5103 kg的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部失去动力相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s6.75 m停下已知车轮与路面间的动摩擦因数0.6，求碰撞前轿车的速度大小(重力加速度取g10 m/
10、s2) 【导学号：64772010】【解析】由牛顿第二定律得ag6 m/s2v9 m/s由动量守恒定律得m2v0(m1m2)vv0v27 m/s.【答案】27 m/s11.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无摩擦在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨及质量均为M的滑块A和B进行实验，如图1213所示实验步骤如下：图1213a在滑块A上固定一质量为m的砝码，在滑块A和B之间放入一个处于压缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上；b按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当滑块A、B
11、分别碰撞C、D挡板时计时结束，计时装置自动记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1、t2；c重复几次步骤a、b.问：(1)在调整气垫导轨时应注意_(2)还应测量的数据有_(3)滑块A、B被弹开过程中遵守的关系式是_【解析】(1)(2)略(3)根据物体质量与速度乘积之和不变有0(Mm)vAMvB所以.【答案】(1)调整导轨水平(2)滑块A左端至C板的距离L1，滑块B右端到D板的距离L2(3)12两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动，并发生碰撞；碰撞后两者粘在一起运动；经过一段时间后，从光滑路段进入粗糙路段两者的位置x随时间t变化的图像如图1214所示求：图1214(1)滑块a、b的质量之比；(2)整个运动过程中，两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比【解析】(1)设a、b的质量分别为m1、m2，a、b碰撞前的速度为v1、v2.由题给图像得v12 m/sv21 m/sa、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v.由题给图像得v m/s由动量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v联立式得m1m218.(2)由能量守恒得，两滑块因碰撞而损失的机械能为Em1vm2v(m1m2)v2由图像可知，两滑块最后停止运动由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为W(m1m2)v2联立式，并代入题给数据得WE12.【答案】(1)18(2)12