8. (6分)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一
质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员
获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向
挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,
运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,
该运动员的质量可能为( )
参考答案
BC
2020_新课标Ⅱ卷 (物理)
8. (6分)水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一
质量为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板,运动员
获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞,速度反向,追上运动员时,运动员又把物块推向
挡板,使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过8次这样推物块后,
运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力,
该运动员的质量可能为( )
BC
【分析】根据动量守恒定律得到第n次推出物块后运动员的速度表达式,根据第7次推
出后还能再推,第8次推出后不能再推求出运动员质量范围即可。
【解答】 解 : 设该运动员的质量为M,物块的质量为m=4.0kg,推物块的速度大小为v=
5.0m/s,取人运动的方向为正方向,根据动量守恒定律可得:
第一次推物块的过程中:0=Mv1﹣mv
第二次推物块的过程中:Mv1+mv=Mv2﹣mv
第三次推物块的过程中:Mv2+mv=Mv3﹣mv
…
第n次推物块的过程中:Mv n﹣1+mv=Mvn﹣mv
以上各式相加可得:Mvn=(2n﹣1)mv
当n=7时,v 7<v,解得M>52kg
当n=8时,v 8≥v,解得M≤60kg,
故52kg<M≤60kg,故AD错误、BC正确。
故选:BC。
【点评】 本题主要是考查动量守恒定律, 解答本题的关键是能够根据数学归纳法得到第n
次的速度表达式,再根据实际情况进行分析。
二、非选择题:共62分。第9~12题为