教学设计 16.5 反冲运动火箭人教版高中物理3-5第十六章动量守恒定律陶立伟

2024-04-22

教学设计 16.5 反冲运动火箭人教版高中物理3-5第十六章动量守恒定律陶立伟（精选2篇）

篇1：教学设计 16.5 反冲运动火箭人教版高中物理3-5第十六章动量守恒定律陶立伟

2014级物理选修（3-5）课时学案

第十六章

实验：验证动量守恒定律学案

【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．

定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面．圆心P就是小球落点的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被撞小球落点的平均位置N.如实验原理图乙所示．

(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看在误差允许的范围内是否成立．

(7)整理好实验器材放回原处．

(8)实验结论：在实验误差允许范围内，碰撞系统的动量守恒．【基本实验要求】

1．实验原理

在一维碰撞中，测出物体的质量m和碰撞前后物体的速度v、v′，找出碰撞前的动量p＝m1v1＋m2v2及碰撞后的动量p′＝m1v1′＋m2v2′，看碰撞前后动量是否守恒． 2．实验器材

斜槽、小球(两个)、天平、复写纸、白纸等． 3．实验步骤

(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．

(2)按照实验原理图甲安装实验装置．调整、固定斜槽使斜槽底端水平．

【规律方法总结】

1．数据处理

验证表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′ 2．注意事项(1)前提条件

保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰

撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．

(2)利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1>m2，防止碰后m1被反弹．(3)白纸在下，复写纸在上且在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固

第十六章

实验：验证动量守恒定律学案

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【考点一】对实验步骤及实验误差分析的考查

1.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图1甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．

带一起运动；

⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示；

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g；试着完善实验步骤⑥的内容．

(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________ kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______ kg·m/s(保留三位有效数字)．

(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是______________________．

【考点二】对实验数据处理的考查

2.某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动

图1(1)下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先________，然后________，让滑块带动纸

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使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的装置如图2甲所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．

甲

乙

第十六章

实验：验证动量守恒定律学案

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图2(1)若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距(已标在图上)．A为运动的起点，则应选________段来计算A碰前的速度．应选________段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”)．

(2)已测得小车A的质量m1＝0.4 kg，小车B的质量为m2＝0.2 kg，则碰前两小车的总动量为________ kg·m/s，碰后两小车的总动量为________ kg·m/s.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t1和t2.(1)实验中还应测量的物理量是

__________________________________．(2)利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式是____________．

(3)利用上述物理量写出被压缩弹簧的弹性势能大小的表达式为________________．

【考点针对练习】

4.在利用悬线悬挂等大小球进行验证动量守恒定律的实验中，下列说法正确的是（）A．悬挂两球的线长度要适当，且等长 B．由静止释放小球以便较准确地计算小球碰前的速度

C．两小球必须都是刚性球，且质量相同 D．两小球碰后可以粘合在一起共同运动 5.在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置的示意图如图4所示．实验中，入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正

【考点三】创新实验设计

3.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的气垫导轨和滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图3所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：

图3 a．用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB； 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L1； e．按下电钮放开卡锁，同时使分别记录滑块

确的是()

图4

A．释放点越低，小球所受阻力越小，入射小球速度越小，误差越小

第十六章

实验：验证动量守恒定律学案

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B．释放点越低，两球碰后水平位移越小，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确

C．释放点越高，两球相碰时，相互作用的内力越大，碰撞前后动量之差越小，误差越小

D．释放点越高，入射小球对被碰小球的作用力越大，轨道对被碰小球的阻力越小 6.如图5(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的冲量时，随即启动打点计时器．甲车运动一段距离后，与静止的(乙)车发生正碰并粘在一起运动．

点计时器所用电源的频率均为b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图8为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以相同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为________、____________，两滑块的总动量大小为____________；碰撞后两滑块的总动量大小为________．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．

图5 纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图(b)所示，电源频率为50 Hz，则碰撞前甲车运动速度大小为________m/s，甲、乙两车的质量比m甲∶m乙

图6

＝________.图8

7.气垫导轨(如图6)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打

第十六章

实验：验证动量守恒定律学案

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篇2：教学设计 16.5 反冲运动火箭人教版高中物理3-5第十六章动量守恒定律陶立伟

律单元检测

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.在一根足够长的水平杆上穿着4个质量相同的珠子，珠子可以在水平杆上无摩擦地运动．初始时若各个珠子可以有任意的速度大小和方向，则它们之间最多可以碰撞（）次． A.3 B.5 C.6 D.8 2.甲、乙两个溜冰者质量分别为48kg和50kg，甲手里拿着质量为2kg的球，两人均以2m/s的速率，在光滑的冰面上沿同一直线相向滑行，甲将球传给乙，乙再将球传给甲，这样抛接几次后，球又回到甲的手里，乙的速度为零，则甲的速度的大小为（）A.0 B.2m/s C.4m/s D.无法确定

3.使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里。播种时，在离地面10m高处、以15m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，荚进入地面下10cm深处完成一次播种。已知荚的总质量为20g，不考

2虑所受大气阻力及进入土壤后重力的作用，取g=10m/s，则（）A.射出荚的过程中，播种器对荚做的功为2.5J B.离开无人机后，荚在空中运动的时间为s C.土壤对荚冲量的大小为3kg•m/s

D.荚在土壤内受到平均阻力的大小为22.5N

4.在撑杆跳高场地落地点都铺有厚厚的垫子，这样做的目的是减少运动员受伤，理由是（）

A.减小冲量，起到安全作用

B.减小动量变化量，起到安全作用 C.垫子的反弹作用使人安全

D.延长接触时间，从而减小冲力，起到安全作用

5.蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，一质量为50kg的运动员从1.8m高出自由下落到蹦床上，若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内蹦床对运动

2员的冲量大小为（取g=10m/s，不计空气阻力）（）A.400N•s B.300N•s C.200N•s D.100N•s 6.如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体上有一光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、B等高，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（）

A.M和m组成的系统机械能守恒，动量守恒 B.M和m组成的系统机械能守恒，动量不守恒

C.m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动

D.m从A到B的过程中，M运动的位移为

7.甲、乙两球在光滑的水平轨道上同向前进，已知它们的动量分别是p甲=5kg•m/s，p乙=7kg•m/s，甲追乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为p乙′=10kg•m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是（）A.m甲=m乙 B.m乙=2m甲 C.m乙=4m甲 D.m乙=6m甲 8.如图所示，在光滑的水平面上有两物体A、B，它们的质量均为m．在物体B上固定一个轻弹簧处于静止状态．物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用．

下列说法正确的是（）

A.当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零 B.当弹簧获得的弹性势能最大时，物体B的速度为零

第1页，共11页 C.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体B所做的功为

2D.在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反

9.向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂成a、b两块，若质量大的a块速度仍沿原方向则（）A.b的速度一定和原来反向

B.从炸裂到落地的过程中，a、b两块经历的时间一定相同 C.在炸裂过程中，a、b受到爆炸力的冲量一定相同

D.在爆炸过程中，由动量守恒定律可知，a、b的动量大小相等 10.如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是（）A.A和B都向左运动 B.A和B都向右运动 C.A静止，B向右运动 D.A向左运动，B向右运动

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11.在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧（如图所示），用手抓住小车将弹簧压缩并使小车处于静止状态．将两小车及弹簧看做一个系统，下列说法正确的是（）

A.两手同时放开后，系统总动量始终为零 B.先放开左手，再放开右手后，动量不守恒 C.先放开左手，再放开右手后，总动量向左

D.无论何时放手，两手放开后，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，但系统的总动量不一定为零

12.如图所示，小车A 静止于光滑水平面上，A上有一圆弧PQ，圆弧位于同一竖直平面内，小球B由静止起沿圆弧下滑，这一过程中（）A.若圆弧光滑，则系统的动量守恒，机械能守恒 B.若圆弧光滑，则系统的动量不守恒，机械能守恒

C.若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量守恒，但机械能不守恒 D.若圆弧不光滑，则系统水平方向的动量不守恒，机械能不守恒

13.甲、乙两球在光滑水平轨道上沿同一方向运动，已知它们的动量分别是P甲=5kg•m/s，P乙=7kg•m/s，甲追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为P′乙=10kg•m/s，则两球质量m甲与m乙的关系可能是（）

A.m乙=m甲 B.m乙=3m甲 C.m乙=4m甲 D.m乙=5m甲

14.如图所示，小球位于光滑的曲面体顶端，曲面体位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小球沿曲面下滑的过程中，则下列说法正确的是（）

A.小球与曲面体组成的系统动量守恒，机械能守恒 B.曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功 C.球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比

D.球沿曲面体下滑过程中，球和曲面体所受合外力的冲量始终等大反向 15.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量为m的小物块从槽上高h处开始下滑，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A.物体第一次滑到槽底端时，槽的动能为B.物体第一次滑到槽底端时，槽的动能为

第2页，共11页 C.在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒 D.物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，但不能回到槽上高h处

三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）

16.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验；气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通人压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图（b）所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．滑块1右端安有撞针，滑块2左端粘有橡皮泥．

（1）下面是实验的主要步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ②向气垫导轨通入压缩空气；

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向； ④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳； ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；

⑥先______，然后______，让滑块1带动纸带一起运动，与滑块2相撞并合在一起共同运动； ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图（c）所示：

⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g；试完善实验步骤⑥的内容．

（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为______ kg•m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______ kg•m/s（保留三位有效数字）．（3）试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是______ ．

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

17.质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA=2kg的物体A（可视为质点），如图所示，一颗质量为mB=20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A仍静止在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求（1）平板车最后的速度是多大？（2）小车长度至少是多少．

第3页，共11页

18.如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：（1）弹簧的最大弹性势能；

（2）弹被簧压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量；（3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。

19.如图所示，将质量为m1的铅球以大小为v0、仰角为θ的初速度抛入一个装有砂子的总质量为M的静止的砂车中，砂车与水平地面间的摩擦可以忽略．求：

（1）球和砂车的共同速度；

（2）球和砂车获得共同速度后，砂车底部出现一小孔，砂子从小孔中流出，当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度．

第4页，共11页

答案和解析

【答案】 1.C 2.A 3.D 4.D 5.A 6.B 7.C 8.D 9.B 10.D 11.ABCD 12.BC 13.BCD 14.BC 15.AD

16.接通打点计时器的电源；放开纸带；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用

17.解：（1）子弹击中物体过程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： mBv0=mBv′+mAvA，0.02×600=0.02×100+2vA，解得：vA=5m/s，平板车与物体A组成的系统自子弹穿出后直至相对静止过程中系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA=（M+mA）v车，代入数据解得，平板车最后速度为：v车=

=2.5m/s；

（2）物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热，假设A在平板车上滑行距离为s，由能量守恒定律得：μmAgs=mAvA-（M+mA）v车，即：0.5×2×10s=×2×52-×（2+2）×2.52，解得：s=1.25m，则平板车的长度至少为1.25m；答：（1）平板车最后的速度是2.5m/s；（2）小车长度至少为1.25m．

18.解：（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与木板B具有相同的速度，此时弹簧的弹性势能最大。设共同速度为v，从木块A开始沿木板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒，取向右为正方向，则有：

mv0=（m+2m）v，由能量关系，得：弹簧的最大弹性势能Ep=mv02-（m+2m）v2，解得：Ep=。

22（2）对木块A，根据动量定理得I=mv-mv0。得I=-，方向向左。

（3）从木块A滑上木板B直到二者分离，系统的机械能守恒，设分离时A、B的速度分别为v1和v2。根据动量守恒定律有mv0=mv1+2mv2。根据机械能守恒定律有mv02=mv12+解得v1=-，方向向左，v2=

2mv22。，方向向右。

；，方向向左；，方向向右。

答：（1）弹簧的最大弹性势能是（2）弹簧呗压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量是（3）当木块A和B板分离时，木块A板的速度为，方向向左，B的速度大小为

第5页，共11页 19.解：（1）以铅球、砂车为系统，水平方向动量守恒，m1v0cosθ=（M+m1）v，得球和砂车的共同速度

v=．

（2）球和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统水平方向动量也守恒，设当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度为v′，砂子漏出后做平抛运动，水平方向的速度仍为v，由（M+m1）v=m2v+（M+m1-m2）v′，得v′=v=，方向水平向右．

答：（1）球和砂车的共同速度是

（2）当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度是，方向水平向右．

【解析】 1.【分析】

根据弹性碰撞和非弹性碰撞的性质明确可能出现的情况，讨论可能出现的碰撞过程即可明确碰撞次数．本题考查弹性碰撞和非弹性碰撞，注意在完全非弹性碰撞中两球连在一起；而在于完全弹性碰撞中两球交换速度。【解答】

如果珠子之间的碰撞是完全非弹性碰撞，每碰撞一次，运动的个体就减小一个，所以最多碰4次；如果是完全弹性碰撞，则碰撞一次，珠子将交换速度，最终应该是外面的珠子速度大，里面的珠子速度小．初始状态时，如果外面的珠子速度大，里面珠子速度小，且外面珠子在向里运动时，它们发生碰撞的次数最多，如图所示，它们的速率关系为：v1＞v4＞v2＞v3．珠子1的速度传递给速度4，需要3次碰撞，珠子2的速度传递到珠子4，需要2次碰撞，珠子3的速度传给4，需要1次碰撞，所以它们之间最多可以碰撞3+2+1=6次；故选C。

2.解：设甲溜冰者的运动方向为正方向，根据动量守恒定律，选择开始和最后两个状态列方程得：

（M甲+m）v0-M乙v0=M乙×0-（M甲+m）v，代入数据解得v=0，故BCD错误，A正确．故选A．

以两人和球为研究对象，系统水平方向动量守恒，根据动量守恒列方程即可正确解答．

该题比较简单，考查了动量守恒定律的应用，注意该定律的应用条件，同时注意动量守恒定律公式的矢量性．

3.解：A、播种器利用空气压力把荚以5m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，该过程中播种器对荚做的功转化为荚的动能：W=

J．故A错误；

B、离开无人机后，荚做斜下抛运动，竖直方向：y=代入数据可得：t=1s（t=-2s不符合题意）；故B错误；

第6页，共11页 C、荚离开无人机时的速度：v0=设荚到达地面的速度为v，则：

m/s

代入数据可得：v=15m/s 不考虑重力的作用，则土壤对荚冲量的大小等于荚的动量的变化，大小为：

kg•m/s。故C错误；

D、荚的初速度为15m/s，到达地面的速度为15m/s，由几何关系可知，荚到达地面的速度方向与水平方向之间的夹角为45°

荚能进入地面下10cm，则荚相对于地面的位移大小为：s=m 不计重力，根据动能定理可得：-Fs=0-

代入数据可得：F=22.5N．故D正确。故选：D。

由动能定理即可求出播种器对荚做的功；由平抛运动的特点即可求出荚在空中运动的时间；由机械能守恒求出荚到达地面的速度，由动量定理即可求出土壤对荚冲量的大小；由动量定理即可求出荚在土壤内受到平均阻力的大小。

该题属于物理知识在日常生活中的应用，解答的关键是要注意荚空中的运动为斜下抛运动，解答的过程中要将荚的运动分解为竖直方向的分运动与水平方向的分运动。

4.解：跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定．由动量定理可知，运动员受到的冲量I一定；跳高运动员在跳高时跳到沙坑里或跳到海绵垫上可以延长着地过程的作用时间t，由I=Ft可知，延长时间t可以减小运动员所受到的平均冲力F，故D正确，A、B、C错误．故选：D

跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定．由动量定理可知，运动员受到的冲量一定，延长与地面的接触时间，可以减小运动员受到的冲击力．

沙坑或海绵垫子具有缓冲作用，可以延长运动员与地面的接触时间，减小运动员受到的冲击力，避免运动员受伤．

5.解：设运动员的质量为m，他刚落到蹦床瞬间的速度为v，运动员自由下落的过程，只受重力作用，故机械能守恒，即：，解得：

；

选取小球接触蹦床的过程为研究过程，取向上为正方向。设蹦床对运动员的平均作用力为，由动量定理得：；

蹦床对运动员的冲量大小为；

结合以上两个式子可得：．故A正确、BCD错误。故选：A。

根据机械能守恒求出小球落到蹦床瞬间的速度；到最低点时，小球的速度和动量均为零，运用动量定理可求得软蹦床对运动员的冲量大小。

本题题型是用动量定理求解一个缓冲过程平均作用力的冲量问题，一定要注意选取合适的研究过程和正方向的选取；本题也可选小球从开始下落到最低点全过程来解答。

6.解：A、小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，所以系统动量不守恒．M和m组成的系统机械能守恒，故A错误，B正确； C、系统水平方向动量守恒，由于系统初始状态水平方向动量为零，所以m从A到C的过程中，m向右运动，M向左运动，m从C到B的过程中M还是向左运动，即保证系统水平方向动量为零．故C错误； D、设滑块从A到B的过程中为t，滑块发生的水平位移大小为x，则物体产生的位移大小为2R-x，取水平向右方向为正方向．则根据水平方向平均动量守恒得：

m-M=0

第7页，共11页解得：x=，故D错误；所以物体产生的位移的大小为2R-x=故选：B．

小滑块m从A点静止下滑，物体M与滑块m组成的系统水平方向所受合力为零，系统水平方向动量守恒，竖直方向有加速度，合力不为零，系统动量不守恒．

用位移表示平均速度，根据水平方向平均动量守恒定律求出物体M发生的水平位移．

分析清物体运动过程，该题属于水平方向动量守恒的类型，知道系统某一方向动量守恒的条件，求解两个物体的水平位移时，注意要以地面为参照物．

7.解：因为碰撞前，甲球速度大于乙球速度，则有：＞

得：＞1.4 根据动量守恒得：p甲+p乙=p甲′+p乙′，代入解得：p甲′=2kg•m/s。据碰撞过程总动能不增加，得：

≥

代入数据解得：＞

碰撞后两球同向运动，甲的速度不大于乙的速度，则有：≤

代入数据解得：≤5

所以有：＜≤5

则m乙=4m甲，不可能，其他三式子是可能的，故ABD错误，C正确。故选：C。

两球碰撞过程遵守动量守恒定律，由动量守恒定律求出碰撞后甲的动量。根据碰撞前甲球速度大于乙球速度，以及碰撞过程中总动能不增加，列出不等式，求出m甲与m乙比值的范围，再进行选择。

本题考查对碰撞规律的理解和应用能力。要知道碰撞有三个基本规律：

一、动量守恒；

二、系统总动能不增加；

三、碰撞后如同向运动，后面的物体的速度不大于前面物体的速度，即要符合实际运动情况。8.解：A、当A、B速度相同时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，以AB组成的系统为研究对象，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2mv，解得：v=，则速度AB速度都不为零，故AB错误；

C、对B，根据动能定理得：弹簧对物体B所做的功，故C错误；

D、在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的弹力大小相等，方向相反，根据I=Ft可知，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反，故D正确．故选：D 第8页，共11页物体速度相等时弹簧压缩量最大，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律求出速度，对B根据动能定理求出弹簧对物体B所做的功，弹簧对物体A和物体B的弹力大小相等，方向相反，根据I=Ft判断冲量关系．本题考查了动量守恒定律以及动能定理的直接应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，注意使用动量守恒定律时要规定正方向，难度适中．

9.解：AD、在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒．炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断可知：b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与物体原来动量的大小关系．由于物体原来的动量不是零，所以根据动量守恒定律可知，a、b的动量大小不一定相等．故A、D错误．

B、从炸裂到落地的过程中，a、b都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，由h=gt2得知，a、b飞行时间一定相同．故B正确．

C、在炸裂过程中，a，b受到爆炸力大小相等，方向相反，作用时间相同，由冲量的定义I=Ft知，爆炸力的冲量大小相等、方向相反，所以冲量不同．故C错误．故选：B

当物体的速度沿水平方向炸裂成a、b两块时，质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，根据动量守恒定律判断可知b运动方向一定沿水平方向，a、b均做平抛运动，高度相同，运动时间相同，同时到达地面．在炸裂过程中，a、b间相互作用力大小相等，作用时间相等，冲量大小一定相等．

本题是动量守恒定律的应用问题．系统的动量守恒，不仅作用前后总动量的大小保持不变，总动量的方向也保持不变，解题时要抓住这一点．

10.解：两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前，A、B的速度分别为：vA=2v0、vB=v0．

碰撞前系统总动量：P=mAvA+mBvB=m×2v0+2m×（-v0）=0，P=0，系统总动量为0，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是0；

由于碰撞是弹性碰撞，则碰撞后二者的速度不能等于0，运动的方向一定相反．故D正确，ABC错误．故选：D．

两球碰撞过程，系统动量守恒，先选取正方向，再根据动量守恒定律列方程，求解即可．

本题碰撞过程中遵守动量守恒，不仅碰撞前后总动量的大小不变，方向也保持不变，要注意选取正方向，用符号表示速度的方向．

11.解：A、若两手同时放开A、B两车，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；

B、先放开左手，再放开右手，两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B正确； C、先放开左手，再放开右手，系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，故C正确；

D、无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，故D正确；故选：ABCD。

根据动量守恒的条件分析答题，系统所受的合外力为零系统动量守恒．本题考查了动量守恒的判断，知道动量守恒的条件即可正确解题，系统所受合外力为零时，系统动量守恒． 12.解：不论圆弧是否光滑，小车与小球组成的系统在小球下滑过程中系统所受合外力都不为零，则系统动量都不守恒．但系统水平方向不受外力，所以系统水平方向的动量守恒．

若圆弧光滑，只有重力做功，系统的机械能守恒．若圆弧不光滑，系统要克服摩擦力做功，机械能减少，故AD错误，BC正确．故选：BC

系统所受合外力为零，系统动量守恒．只有重力或弹力做功时，物体的机械能守恒．根据题意与守恒条件分析答题．

第9页，共11页判断动量是否守恒时，要分析受力，确定合外力是否为零．判断机械能守恒时，可以根据是否只有重力做功分析，也可以根据是否只发生动能和势能之间的转化分析．

13.解：因为碰撞前，甲球速度大于乙球速度，则有根据动量守恒得，p甲+p乙=p甲′+p乙′，代入解得p甲′=2kg•m/s．

据碰撞过程总动能不增加得到：

+≥+

＞，得到＜

代入解得：=

碰撞后两球同向运动，甲的速度不大于乙的速度，则≤，代入解得≥

所≤≤

故选：BCD．

两球碰撞过程遵守动量守恒定律，由动量守恒求出碰撞后甲的动量．根据甲球速度大于乙球速度，以及碰撞过程中总动能不增加，列出不等式，求出甲与乙质量比值的范围进行选择．

本题考查对碰撞规律的理解和应用能力．碰撞有三个基本规律：

一、动量守恒；

二、系统总动能不增加；

三、碰撞后如同向运动，后面的物体的速度不大于前面物体的速度，即要符合实际运动情况．

14.解：A、在小球沿曲面下滑的过程中，小球有竖直分加速度，系统的合外力不为零，动量不守恒。只发生重力势能与动能的转化，所以系统的机械能守恒，故A错误。

B、曲面体对小球的作用力垂直于接触面，由于曲面向右移动，曲面体对小球的作用力与小球相对于地的速度方向成钝角，所以曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功，故B正确。

C、取水平向左为正方向，由系统水平动量守恒得m球-m曲=0，得=，即球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比，故C正确。

D、球沿曲面体下滑过程中，球对曲面体的作用力冲量与曲面体对球的作用力冲量始终等大反向，而合外力是物体受到的所有力的合力，则球和曲面体所受合外力的冲量关系不能确定，故D错误。故选：BC。

小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒．只发生动能和重力势能的转化，系统的机械能守恒；根据系统水平方向动量守恒列式求解水平位移关系．结合动量定理分析．

本题关键要掌握小球下滑过程中，系统水平方向不受外力，由动量守恒定律分析水平位移关系．对于机械能是否守恒，可根据能量的转化情况分析．

15.解：AB、物体下滑过程中，物体与槽组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，只有重力做功，系统机械能守恒。设物体到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，规定向右为正方向，由系统水平方向动量守恒得：mv1-2mv2=0 由系统的机械能守恒得：mgh=mv12+•2mv22，由以上两式解得：v1=2底端时，槽的动能为Ek2=•2mv22=，故A正确，B错误。，v2=，所以物体第一次滑到槽C、在压缩弹簧的过程中，墙壁对弹簧有作用力，所以物块和弹簧组成的系统动量不守恒，故C错误。

第10页，共11页 D、物块第一次被弹簧反弹后能追上槽，到达最高点时物体与槽的速度相同，物体的动能一部分转化为槽的动能，到达最高点时的重力势能减小，所以不能回到槽上高h处。故D正确；故选：AD。

物体在下滑过程中，物体与槽组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，系统机械能也守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出物体第一次滑到槽底端时槽的动能．根据动量守恒的条件和机械能守恒的条件判断机械能和动量是否守恒．结合物体与槽的速度大小关系判断物体能否回到高h处．本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题．

16.解：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；

（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰前的速度打出5个点的位移为20.0cm=0.20m；用时0.1s 碰后打7个点的位移为16.8cm=0.168m，用时0.14s；碰撞前滑块1的动量为：P1=m1v1=0.310×

=0.620kg•m/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kg•m/s

碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为：

P2=（m1+m2）v2=（0.310+0.205）×=0.618kg•m/s

（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用．

故答案为：（1）接通打点计时器的电源；放开纸带；（2）0.620；0.618；（3）纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用

使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带；本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．

本题利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验，本实验中要注意明确实验原理，同时还要注意打点计时器的使用方法，知道气垫导轨要水平才能满足动量守恒． 17.（1）由动量守恒定律可以求出平板车的速度；

（2）由能量守恒定律可以求出A相对于平板车滑行的距离，然后求出平板车的长度．

本题考查了求速度、A的滑行距离问题，分析清楚物体运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题．

18.（1）弹簧的弹性势能最大时，A、B的速度相同。A、B组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出共同速度。再由能量守恒定律（或机械能守恒定律）可以求出弹簧的最大弹性势能。