高三物理(第04期)好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒(選修3-5)(含解析)
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專題16 碰撞與動(dòng)量守恒(選修3-5) 一、選擇題 1.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考】 如圖3所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體A接觸,但未與物體A連接,彈簧水平且無形變?,F(xiàn)對(duì)物體A施加一個(gè)水平向右的瞬間沖量,大小為I0,測(cè)得物體A向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為x0,之后物體A被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側(cè)2x0處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內(nèi),物體A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,下列說法中正確的是( ) A.物體A整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,彈簧對(duì)物體A的沖量為零 B.物體A向右運(yùn)動(dòng)過程中與彈簧接觸的時(shí)間一定小于物體A向左運(yùn)動(dòng)過程中與彈簧接觸的時(shí)間 C. 物體A向左運(yùn)動(dòng)的最大速度 D.物體A與彈簧作用的過程中,系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能Ep= 【答案】B 考點(diǎn):功能關(guān)系、動(dòng)量定理 2.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考】甲、乙兩個(gè)質(zhì)量都是M的小車靜置在光滑水平地面上.質(zhì)量為m的人站在甲車上并以速度v(對(duì)地)跳上乙車,接著仍以對(duì)地的速率v反跳回甲車.對(duì)于這一過程,下列說法中正確的是 A.最后甲、乙兩車的速率相等 B.最后甲、乙兩車的速率之比v甲:v乙=M:(m+M) C.人從甲車跳到乙車時(shí)對(duì)甲的沖量I1,從乙車跳回甲車時(shí)對(duì)乙車的沖量I2,應(yīng)是I1=I2 D.選擇(C)中的結(jié)論應(yīng)是I1<I2 【答案】BD 【解析】以人與甲車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以人的速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律得:,以乙車與人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以人的速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律得,人跳上甲車時(shí),,人跳離甲車時(shí),,以人與甲車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以人的速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律得:,解得:,故A錯(cuò)誤,B正確;由動(dòng)量定理得,對(duì)甲車:,對(duì)乙車,,故C錯(cuò)誤,D正確。 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理 3.【遼師大附中2016—2017學(xué)年上學(xué)期期中考試】質(zhì)量相同的子彈a、橡皮泥b和鋼球c以相同的初速度水平射向豎直墻,結(jié)果子彈穿墻而過,橡皮泥粘在墻上,鋼球被以原速率反向彈回。關(guān)于它們對(duì)墻的水平?jīng)_量的大小,下列說法中正確的是 A.子彈、橡皮泥和鋼球?qū)Φ臎_量大小相等 B.子彈對(duì)墻的沖量最小 C.橡皮泥對(duì)墻的沖量最小 D.鋼球?qū)Φ臎_量最小 【答案】B 考點(diǎn):動(dòng)量定理 4.【蘭州市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】高空作業(yè)須系安全帶。如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落,從開始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))。此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng),若在此過程中該作用力始終豎直向上,則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】人下落h高度的過程為自由落體運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué),得,緩沖過程(取向上為正)由動(dòng)量定理得,解得:,故選A。 考點(diǎn):動(dòng)量定理、自由落體運(yùn)動(dòng)。 5.【山西省“晉商四?!?017屆高三11月聯(lián)考】一個(gè)質(zhì)量為0.3kg的彈性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng),速度大小與碰撞前相同,作用時(shí)間為0.1s。則碰撞過程中墻壁對(duì)小球的平均作用力F和墻壁對(duì)小球做功的平均功率大小P為 A.F=18N B.F=36N C.P=0 D.P=108w 【答案】BC 考點(diǎn):動(dòng)量定理;功率 6.【山西省“晉商四校”2017屆高三11月聯(lián)考】子彈以一定的速度v0能將置于光滑水平面上的木塊擊穿后飛出,設(shè)子彈所受阻力恒定,若子彈仍以v0射入同種材料、同樣長(zhǎng)度、質(zhì)量更大的木塊時(shí),子彈也能擊穿木塊,則擊穿木塊后 A、木塊獲得速度變大 B、子彈穿過木塊后速度變小 C、子彈射穿木塊的時(shí)間變長(zhǎng) D、木塊加速位移變小 【答案】D 【解析】因木塊對(duì)子彈的阻力不變,可知子彈的加速度不變,而由于子彈對(duì)木塊的作用力不變,木塊質(zhì)量變大時(shí),木塊的加速度減小,因子彈相對(duì)木塊的位移等于木塊的厚度不變,可知子彈穿過木塊的時(shí)間變短,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)v1=v0-at可知子彈穿過木塊后速度變大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;動(dòng)量守恒定律可知:mv0=mv1+Mv2;因v1變大,M變大,可知v2減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)可知,a木變小,t變小,可知木塊加速位移變小,選項(xiàng)D正確;故選D. 考點(diǎn):牛頓定律的綜合應(yīng)用 7.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考】如圖3所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體A接觸,但未與物體A連接,彈簧水平且無形變。現(xiàn)對(duì)物體A施加一個(gè)水平向右的瞬間沖量,大小為I0,測(cè)得物體A向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為x0,之后物體A被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側(cè)2x0處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內(nèi),物體A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,下列說法中正確的是( )I0 A 圖3 2x0 x0 A.物體A整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,彈簧對(duì)物體A的沖量為零 B.物體A向右運(yùn)動(dòng)過程中與彈簧接觸的時(shí)間一定小于物體A向左運(yùn)動(dòng)過程中與彈簧接觸的時(shí)間 C. 物體A向左運(yùn)動(dòng)的最大速度 D.物體A與彈簧作用的過程中,系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能Ep= 【答案】B 考點(diǎn):功能關(guān)系;動(dòng)量定理 8.【內(nèi)蒙古鄂爾多斯市一中2017屆高三上學(xué)期第四次月考】甲、乙兩個(gè)質(zhì)量都是M的小車靜置在光滑水平地面上.質(zhì)量為m的人站在甲車上并以速度v(對(duì)地)跳上乙車,接著仍以對(duì)地的速率v反跳回甲車.對(duì)于這一過程,下列說法中正確的是 A.最后甲、乙兩車的速率相等 B.最后甲、乙兩車的速率之比v甲:v乙=M:(m+M) C.人從甲車跳到乙車時(shí)對(duì)甲的沖量I1,從乙車跳回甲車時(shí)對(duì)乙車的沖量I2,應(yīng)是I1=I2 D.選擇(C)中的結(jié)論應(yīng)是I1<I2 【答案】BD 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;動(dòng)量定理 9.【黃岡市黃岡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】質(zhì)量為M和的滑塊用輕彈簧連接,以恒定的速度v沿光滑水平面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞,如圖所示,碰撞時(shí)間極短,在此過程中,下列情況可能發(fā)生的是( ) A.M、、m速度均發(fā)生變化,分別為,而且滿足 B.的速度不變,M和m的速度變?yōu)楹?,而且滿足 C.的速度不變,M和m的速度都變?yōu)椋覞M足 D.M、、m速度均發(fā)生變化,M、速度都變?yōu)?,m的速度變?yōu)?,且滿足 【答案】BC 【解析】碰撞的瞬間M和m組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,m0的速度在瞬間不變,以M的初速度方向?yàn)檎较?,若碰后M和m的速度變v1和v2,由動(dòng)量守恒定律得:Mv=Mv1+mv2;若碰后M和m速度相同,由動(dòng)量守恒定律得:Mv=(M+m)v′.故BC正確,AD錯(cuò)誤.故選BC。 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律 10.【廣西桂林市桂林中學(xué)2017屆高三11月月考理科綜合】如圖所示,兩帶電金屬球在絕緣的光滑水平桌面上沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),A球帶電為-q,B球帶電為+2q。下列說法中正確的是( ) A.相碰前兩球的運(yùn)動(dòng)過程中,兩球的總動(dòng)量守恒 B.相碰前兩球的總動(dòng)量隨兩球的距離逐漸減小而增大 C.相碰分離后的兩球的總動(dòng)量不等于相碰前兩球的總動(dòng)量,因?yàn)閮汕蛳嗯銮白饔昧橐?而相碰后的作用力為斥力 D.相碰分離后任一瞬時(shí)兩球的總動(dòng)量等于碰前兩球的總動(dòng)量,因?yàn)閮汕蚪M成的系統(tǒng)合外力為零 【答案】AD 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律 11.【黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】甲、乙兩名滑冰運(yùn)動(dòng)員沿同一直線相向運(yùn)動(dòng),速度大小分別為3 m/s和1 m/s,迎面碰撞后(正碰)甲、乙兩人反向運(yùn)動(dòng),速度大小均為2 m/s。則甲、乙兩人質(zhì)量之比為( ) A.3∶5 B.2∶5 C.5∶3 D.2∶3 【答案】A 【解析】?jī)扇伺鲎策^程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以甲的初速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量守恒定律得: m甲v甲+m乙v乙′=m甲v甲′+m乙v乙′, 即:m甲3+m乙(-1)=m甲(-2)+m乙2,解得:m甲:m乙=3:5,故A正確;故選A. 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律 12.【河北省衡水中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖,質(zhì)量分別為m1=1.0kg和m2=2.0kg的彈性小球a、b,用輕繩緊緊的把它們捆在一起,使它們發(fā)生微小的形變。該系統(tǒng)以速度v0=0.10m/s沿光滑水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻輕繩突然自動(dòng)斷開,斷開后兩球仍沿原直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過時(shí)間t=5.0s后,測(cè)得兩球相距s=4.5m,則下列說法正確的是( ) A、剛分離時(shí),a球的速度大小為0.7m/s B、剛分離時(shí),b球的速度大小為0.2m/s C、剛分離時(shí),a、b兩球的速度方向相同 D、兩球分開過程中釋放的彈性勢(shì)能為0.27J 【答案】ABD 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;能量守恒定律 13.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示,質(zhì)量為m的半圓軌道小車靜止在光滑的水平地面上,其水平直徑AB長(zhǎng)度為2R,現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點(diǎn)正上方h0高處由靜止釋放,然后由A點(diǎn)經(jīng)過半圓軌道后從B沖出,在空中能上升的最大高度為(不計(jì)空氣阻力),則( ) A.小球和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B.小車向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為 C.小球離開小車后做斜上拋運(yùn)動(dòng) D.小球第二次能上升的最大高度 【答案】D 【解析】小球與小車組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零,水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒,但系統(tǒng)整體所受合外力不為零,系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,以向右為正方向,在水平方向,由動(dòng)量守恒定律得:mv-mv′=0,,解得,小車的位移:x=R,故B錯(cuò)誤;小球與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,小球由A點(diǎn)離開小車時(shí)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量為零,小球與小車水平方向速度為零,小球離開小車后做豎直上拋運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;小球第一次車中運(yùn)動(dòng)過程中,由動(dòng)能定理得:mg(h0-h0)-Wf=0,Wf為小球克服摩擦力做功大小,解得:Wf=mgh0,即小球第一次在車中滾動(dòng)損失的機(jī)械能為mgh0,由于小球第二次在車中滾動(dòng)時(shí),對(duì)應(yīng)位置處速度變小,因此小車給小球的彈力變小,摩擦力變小,摩擦力做功小于mgh0,機(jī)械能損失小于mgh0,因此小球再次離開小車時(shí),能上升的高度大于:h0-h0=h0,而小于h0,故D正確;故選D。 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;機(jī)械能守恒定律 14.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】如圖所示,質(zhì)量為M的楔形物體靜止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足夠長(zhǎng),與水平方向的夾角為θ.一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端沿斜面向上以初速度v0開始運(yùn)動(dòng).當(dāng)小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度大小為v,距地面高度為h,則下列關(guān)系式中正確的是( ) A.mv0=(m+M)v B.mv0cosθ=(m+M)v C.mgh=m(v0sinθ)2 D.mgh+(m+M)v2=mv02 【答案】BD 考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律;動(dòng)量守恒 15.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】甲、乙兩球在光滑的水平面上,沿同一直線同一方向運(yùn)動(dòng),它們的動(dòng)量分別為p甲=10kgm/s,p乙=14kgm/s,已知甲的速度大于乙的速度,當(dāng)甲追上乙發(fā)生碰撞后,乙球的動(dòng)量變?yōu)?0kgm/s,則甲、乙兩球的質(zhì)量m甲:m乙的關(guān)系可能是( ) A.3:10 B.1:10 C.1:4 D.1:6 【答案】AC 【解析】因?yàn)榕鲎睬?,甲球速度大于乙球速度,則有,得到;根據(jù)動(dòng)量守恒得:p甲+p乙=p甲′+p乙′,代入解得 p甲′=4kg?m/s.根據(jù)碰撞過程總動(dòng)能不增加,得到: 代入解得: ;碰撞后兩球同向運(yùn)動(dòng),則甲的速度不大于乙的速度,應(yīng)有:代入解得:;綜合有:.故AC正確,BD錯(cuò)誤.故選AC. 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律 16.【淮北一中2016~2017學(xué)年度高三第三次月考】A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧,靜置于光滑水平桌面上.已知A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m.當(dāng)用板擋住A球而只釋放B球時(shí),B球被彈出落于距桌邊距離為x的水平地面上,如圖所示.問當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時(shí)釋放,B球的落地點(diǎn)距離桌邊距離為( ) A. B. C. D. 【答案】D 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律、平拋運(yùn)動(dòng)、能量關(guān)系 二、非選擇題 1.【淮北一中2016~2017學(xué)年度高三第三次月考】(12分)如圖,光滑水平地面上有一質(zhì)量為M的小車,車上表面水平且光滑,車上裝有半徑為R的光滑四分之一圓環(huán)軌道,圓環(huán)軌道質(zhì)量不計(jì)且與車的上表面相切,質(zhì)量為m的小滑塊從跟車面等高的平臺(tái)以v0的初速度滑上小車(v0足夠大,以至滑塊能夠滑過與環(huán)心O等高的b點(diǎn)),試求: (1)滑塊滑到b點(diǎn)瞬間小車的速度; (2)滑塊從滑上小車至滑到環(huán)心O等高的b點(diǎn)過程中,車的上表面和環(huán)的彈力共對(duì)滑塊做了多少功; (3)小車所能獲得的最大速度. 【答案】(1) (2) (3) 【解析】(1)滑塊到b點(diǎn)瞬間,滑塊與小車在水平方向上有共同速度,設(shè)為滑塊小車系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒: (2分) 解得: (2分) (3)滑塊越過b點(diǎn)后,相對(duì)小車作豎直上拋運(yùn)動(dòng),隨后,將再度從b點(diǎn)落入圓球,小車進(jìn)一步被加速,當(dāng)滑塊滑回小車的上表面時(shí),車速最大,設(shè)此時(shí)滑塊速度為,車速為 系統(tǒng)動(dòng)量守恒: 系統(tǒng)機(jī)械能守恒:(2分) 由以上聯(lián)立解得:(2分) 考點(diǎn):動(dòng)量守恒、能量守恒 2.【遼寧省鞍山市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次模擬考試】(10分)如圖所示,CDE為光滑的軌道,其中ED是水平的,CD是豎直平面內(nèi)的半圓,與ED相切于D點(diǎn),且半徑R=0.5m,質(zhì)量m=0.1kg的滑塊A靜止在水平軌道上,另一質(zhì)量M=0.5kg的滑塊B前端裝有一輕質(zhì)彈簧(A、B均可視為質(zhì)點(diǎn))以速度v0向左運(yùn)動(dòng)并與滑塊A發(fā)生彈性正碰,若相碰后滑塊A能過半圓最高點(diǎn)C,取重力加速度g=10m/s2,則: (i)B滑塊至少要以多大速度向前運(yùn)動(dòng); (ii)如果滑塊A恰好能過C點(diǎn),滑塊B與滑塊A相碰后輕質(zhì)彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少? 【答案】 (1)3m/s (2)0.375J ( ii)由于B與A碰撞后,當(dāng)兩者速度相同時(shí)有最大彈性勢(shì)能Ep,設(shè)共同速度為v,A、B碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒、能量守恒,以向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律得: Mv0=(M+m)v, (1分) 由機(jī)械能守恒定律得: (2分) 以上聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:Ep=0.375J; (1分) 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律 3.【遼師大附中2016—2017學(xué)年上學(xué)期期中考試】如圖所示,一小車置于光滑水平面上,輕質(zhì)彈簧右端固定,左端栓連物塊b,小車質(zhì)量M=3kg,AO部分粗糙且長(zhǎng)L=2m,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,OB部分光滑.另一小物塊a放在車的最左端,和車一起以v0=4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),車撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱?,但不與擋板粘連.已知車OB部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度,彈簧始終處于彈性限度內(nèi).a(chǎn)、b兩物塊視為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量均為m=1kg,碰撞時(shí)間極短且不粘連,碰后一起向右運(yùn)動(dòng).(取g=10m/s2)求: (1)物塊a與b碰后的速度大?。? (2)當(dāng)物塊a相對(duì)小車靜止時(shí)小車右端B到擋板的距離; (3)當(dāng)物塊a相對(duì)小車靜止時(shí)在小車上的位置到O點(diǎn)的距離. 【答案】(1)1m/s (2) (3) 【解析】(1)對(duì)物塊a,由動(dòng)能定理得: 代入數(shù)據(jù)解得a與b碰前速度:; a、b碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以a的初速度方向?yàn)檎较颍? 由動(dòng)量守恒定律得:,代入數(shù)據(jù)解得:; (3)由能量守恒得:, 解得滑塊a與車相對(duì)靜止時(shí)與O點(diǎn)距離:; 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理。 4.【陜西省寶雞中學(xué)2017屆高三月考(二)理科綜合】如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛小車,左側(cè)靠在豎直墻壁上,小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,在最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切,BC的長(zhǎng)度是圓弧半徑的10倍,整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi),可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A點(diǎn)正上方某處無初速度下落,恰好落入小車圓弧軌道滑動(dòng),然后沿水平軌道至軌道末端C處恰好沒有滑出,已知物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B對(duì)軌道的壓力是物塊重力的9倍,小車的質(zhì)量是物塊的3倍,不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失,求: ①物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的幾倍; ②物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 【答案】①4倍②μ=0.3 【解析】①設(shè)物塊的質(zhì)量為m,其開始下落處的位置距BC的豎直高度為h,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v,小車圓弧軌道半徑為R.則由機(jī)械能守恒定律得, 物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)根據(jù)牛頓第二定律得, 解得h=4R,即物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍. 考點(diǎn):考查了動(dòng)量守恒定律,動(dòng)能定理,機(jī)械能守恒定律,牛頓第二定律 5.【江西省鷹潭市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第四次月考】如圖所示,圓心在O點(diǎn),半徑為R的圓弧支架豎直放置,支架底邊ab離地距離為4R,Oc與Oa夾角為60。圓弧邊緣c處有一小滑輪,圓弧邊緣a處切線水平;一輕繩兩端系著質(zhì)量分別為和的小球,掛在定滑輪兩邊,開始時(shí),和均靜止,且都可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)一切摩擦, (1)為使能夠沿圓弧下滑到a點(diǎn),和之間必須滿足什么關(guān)系(連線足夠長(zhǎng),此時(shí)沒有到達(dá)c點(diǎn))? (2)已知=3,若到達(dá)圓弧最低點(diǎn)a時(shí),(此時(shí)沒有到達(dá)c點(diǎn)),繩子恰好與斷開,則落地點(diǎn)離a點(diǎn)的水平距離是多少? 【答案】(1)(2) (2)由速度分解,, 由和組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒; 解得:; 繩子斷裂后,做平拋運(yùn)動(dòng): 豎直方向:,水平方向:, 解得:; 考點(diǎn):考查了機(jī)械能守恒,動(dòng)量守恒,平拋運(yùn)動(dòng) 6.【山西省“晉商四?!?017屆高三11月聯(lián)考】如圖,在光滑的水平地面上,質(zhì)量為M=3.0kg的長(zhǎng)木板A的左端,疊放著一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn)),處于靜止?fàn)顟B(tài),小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30.在木板A的左端正上方,用長(zhǎng)為R=0.8m的不可伸長(zhǎng)的輕繩將質(zhì)量為m=1.0kg的小球C懸于固定點(diǎn)O點(diǎn).現(xiàn)將小球C拉至與O等高的位置且使輕繩拉直,由靜止釋放到達(dá)O點(diǎn)的正下方時(shí),小球C與B發(fā)生彈性正碰,空氣阻力不計(jì),取g=10m/s2. 求: (1) C與B碰撞后B的速度是多少? (2)木板長(zhǎng)度L至少為多大時(shí),小物塊才不會(huì)滑出木板? 【答案】(1)4m/s(2)2m (2)B在木板A上滑動(dòng)過程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有mv2=(m+M)v B在木板A上滑動(dòng)的過程中,由能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得 L=2m 考點(diǎn):能量守恒定律;動(dòng)量守恒定律 7.【廣東省韶關(guān)市六校2017屆高三10月聯(lián)考】如圖所示,坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為m1的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下,進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無機(jī)械能損失,為使A制動(dòng),將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線M處的墻上,另一端與質(zhì)量為m2的檔板相連,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),B恰好位于滑道的末端O點(diǎn)。A與B碰撞時(shí)間極短,碰撞后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧。已知在OM段A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,其余各處的摩擦不計(jì),重力加速度為g,求 (1)物塊A在與檔板B碰撞前瞬間的速度v的大?。? (2)彈簧最大壓縮時(shí)為d時(shí)的彈性勢(shì)能EP(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)。 【答案】(1)(2) 考點(diǎn):考查了機(jī)械能守恒定律,動(dòng)量守恒定律,能量守恒定律 8.如圖所示,光滑水平面M、N上放兩相同小物塊AB,左端擋板處有一彈射裝置P, 右端N處與水平傳送帶理想連接,傳送帶水平部分長(zhǎng)度L=8m,沿逆時(shí)針方向以恒定速度v=6m/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng).物塊A、B(大小不計(jì))與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.物塊A、B質(zhì)量mA=mB=1kg.開始時(shí)A、B靜止,A、B間有一壓縮輕質(zhì)彈簧處于鎖定狀態(tài),貯有彈性勢(shì)能Ep=16J.現(xiàn)解除彈簧鎖定,彈開A、B,同時(shí)迅速撤走彈簧.求: (1)物塊B沿傳送帶向右滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離; (2)物塊B滑回水平面MN的速度vB; (3)若物體B返回水平面MN后與被彈射裝置P彈回的A在水平面上相碰,且A、B碰后互換速度,則彈射裝置P必須給A做多少功才能讓AB碰后B能從Q端滑出。 【答案】(1)4m(2)4m/s (3)8J 【解析】(1)解除鎖定彈開AB過程中,系統(tǒng)機(jī)械能守恒:Ep=mAvA2+mBvB2…① 由動(dòng)量守恒有:mAvA=mBvB …② 由①②得:vA=4m/svB=4m/s B滑上傳送帶勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減為零時(shí),滑動(dòng)的距離最遠(yuǎn).由動(dòng)能定理得:?μmBgsm=0?mBvB2…③ 所以:. (3)設(shè)彈射裝置給A做功為W,…⑤ AB碰后速度互換,B的速度vB=vA…⑥ B要滑出平臺(tái)Q端,由能量關(guān)系有:…⑦ 又mA=mB所以,由⑤⑥⑦得W≥μmBgL?mAvA2…⑧ 解得:W≥8J. 考點(diǎn):動(dòng)量及能量守恒定律 9.【黃岡市黃岡中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(11分)在原子核物理中,研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”。這類反應(yīng)的前半部分過程和下述力學(xué)模型類似。兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連,在光滑的水平軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)。在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P,右邊有一個(gè)小球C沿軌道以速度v0射向B球,如圖所示,C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個(gè)整體D。在它們繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)的過程中,當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變到最短時(shí),長(zhǎng)度突然被鎖定,不再改變。然后,A球與擋板P發(fā)生碰撞,碰后A、D都靜止不動(dòng),A與P接觸而不黏連。過一段時(shí)間,突然解除鎖定(鎖定及解除鎖定均無機(jī)械能損失)。已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m,求: (1)彈簧長(zhǎng)度剛被鎖定后A球的速度; (2)在A球離開擋板P之后的運(yùn)動(dòng)過程中,彈簧的最大彈性勢(shì)能。 【答案】(1)v0(2)mv02 【解析】(1)設(shè)C球與B球發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個(gè)整體D時(shí),D的速度為v1,由動(dòng)量守恒有: mv0=(m+m)v1…① 當(dāng)彈簧壓縮至最短時(shí),D與A的速度相等,設(shè)此速度為v2,由動(dòng)量守恒有:2mv1=3mv2…② 由①②兩式得A的速度為:v2=v0 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律的應(yīng)用 10.【貴州省銅仁市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第三次月考理科】(14分)如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37固定斜面(足夠長(zhǎng))上,對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v—t圖像如圖乙,試求:(g=10m/s2) v/ms-1 t/s 2 1 0 20 甲 乙 F 10 θ (1)物體沿斜面上行時(shí)加速運(yùn)動(dòng)與減速運(yùn)動(dòng)的加速度大?。? (2)物體與斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ; (3)第1s內(nèi)拉力F的沖量. 【答案】(1)20m/s2;10m/s2(2)0.5(3)30Ns 考點(diǎn):v-t圖線;牛頓第二定律的應(yīng)用 11.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(8分)如圖所示,光滑固定斜面傾角θ=30,一輕質(zhì)彈簧底端固定,上端與M=3kg的物體B相連,初始時(shí)B靜止,A物體質(zhì)量m=1kg,在斜面上距B物體S1=10cm處由靜止釋放,A物體下滑過程中與B發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短,碰撞后粘在一起,已知碰后AB經(jīng)t=0.2s下滑S2=5cm至最低點(diǎn),彈簧始終處于彈性限度內(nèi),A、B可視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,求: (1)從碰后到最低點(diǎn)的過程中彈性勢(shì)能的增加量 (2)從碰后至返回到碰撞點(diǎn)的過程中,彈簧對(duì)物體B沖量的大?。? 【答案】(1)1.125J;(2)10Ns 【解析】(1)A下滑S1時(shí)的速度由動(dòng)能定理: mgs1sinθ=mv02 設(shè)初速度方向?yàn)檎较?;AB相碰時(shí)由動(dòng)量守恒定律:mv0=(m+M)v1 解得:v=0.25m/s; 從碰后到最低點(diǎn),由系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律:△EP=(m+M)v12+(m+M)gs2sinθ 解得:△EP=1.125J; (2)從碰后至返回到碰撞點(diǎn)的過程中,由動(dòng)量定理得: I﹣(m+M)gsinθ2t=(m+M)v1﹣﹣(M+m)v1)] 解得:I=10Ns 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;機(jī)械能守恒定律;動(dòng)量定理 12.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(9分)如圖所示,一輛質(zhì)量為M的小車靜止在水平面上,車面上右端點(diǎn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊1,水平面上有與車右端相距為4R的固定的光滑圓弧軌道,其圓周半徑為R,圓周E處的切線是豎直的,車上表面與地面平行且與圓弧軌道的末端D等高,在圓弧軌道的最低點(diǎn)D處,有另一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊2,兩滑塊質(zhì)量均為m.某人由靜止開始推車,當(dāng)車與圓弧軌道的豎直壁CD碰撞后人即撤去推力并離開小車,車碰后靠著豎直壁靜止但不粘連,滑塊1和滑塊2則發(fā)生碰撞,碰后兩滑塊牢牢粘在一起不再分離.車與地面的摩擦不計(jì),滑塊1、2與車面的摩擦系數(shù)均為μ,重力加速度為g,滑塊與車面的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力. (1)若人推車的力是水平方向且大小為,則在人推車的過程中,滑塊1與車是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)? (2)在(1)的條件下,滑塊1與滑塊2碰前瞬間,滑塊1的速度多大? (3)若車面的長(zhǎng)度為,小車質(zhì)量M=km,則k的取值在什么范圍內(nèi),兩個(gè)滑塊最終沒有滑離車面? 【答案】(1)滑塊1與車面之間沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng).(2)(3)k≤2 顯然f<fm,說明滑塊1與車面之間沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng). (2)設(shè)滑塊1與滑塊2碰撞前瞬間滑塊1的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理有: …⑥ 聯(lián)立③⑥求得:…⑦ 設(shè)滑塊1和2發(fā)生碰撞后的共同速度為v1,由動(dòng)量守恒定律有:mv=2mv1 …⑧ 聯(lián)立⑦⑧求得:…⑨ 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律的應(yīng)用 13.【江西師范大學(xué)附屬中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(10分)如圖所示為水平傳送裝置,軸間距離AB長(zhǎng)l=8.3m,質(zhì)量為M=1kg的木塊隨傳送帶一起以v1=2m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)(傳送帶的傳送速度恒定),木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)至最左端A點(diǎn)時(shí),一顆質(zhì)量為m=20g的子彈以=300m/s水平向右的速度正對(duì)射入木塊并穿出,穿出速度v=50m/s,以后每隔1s就有一顆子彈射向木塊,設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短,且每次射入點(diǎn)各不相同,g取10m/s2.求: (1)在被第二顆子彈擊中前,木塊向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離? (2)木塊在傳達(dá)帶上最多能被多少顆子彈擊中? (3)從第一顆子彈射中木塊到木塊最終離開傳送帶的過程中,子彈、木塊和傳送帶這一系統(tǒng)產(chǎn)生的總內(nèi)能是多少? 【答案】(1)0.9m.(2)16(3)14155.5J; 【解析】(1)子彈射入木塊過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以子彈的初速度方向?yàn)檎捶较?,由?dòng)量守恒定律得: mv0﹣Mv1=mv+Mv1′, 解得:v1′=3m/s, 木塊向右作減速運(yùn)動(dòng)加速度:a==μg=0.510=5m/s2, 木塊速度減小為零所用時(shí)間: 解得:t1=0.6s<1s 所以木塊在被第二顆子彈擊中前向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)最遠(yuǎn)時(shí),速度為零,移動(dòng)距離為:, 解得:s1=0.9m. (3)第一顆子彈擊穿木塊過程中產(chǎn)生的熱量為: Q1=mv02+Mv12﹣mu2﹣Mv1′2, 木塊向右減速運(yùn)動(dòng)過程中板對(duì)傳送帶的位移為:s′=v1t1+s1, 產(chǎn)生的熱量為:Q2=μMgs′, 木塊向左加速運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)傳送帶的位移為:s″=v1t2﹣s2, 產(chǎn)生的熱量為:Q3=μMgs″, 第16顆子彈射入后木塊滑行時(shí)間為t3有:v1′t3﹣at32=0.8, 解得:t3=0.4s 木塊與傳送帶的相對(duì)位移為:S=v1t3+0.8 產(chǎn)生的熱量為:Q4=μMgs, 全過程中產(chǎn)生的熱量為:Q=15(Q1+Q2+Q3)+Q1+Q4 解得:Q=14155.5J; 考點(diǎn):牛頓第二定律及能量守恒定律的綜合應(yīng)用 14.【貴州省銅仁市第一中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第三次月考理科】 (18分)如圖所示, ABCD是由三部分光滑軌道平滑連接在一起組成的,AB為水平軌道, BCD是半徑為R的半圓弧軌道,DE是半徑為2R的圓弧軌道,BCD與DE相切在軌道最高點(diǎn)D,R=0.6m.質(zhì)量為M=0.99 kg的小物塊,靜止在AB軌道上,一顆質(zhì)量為m=0.01kg子彈水平射入物塊但未穿出,物塊與子彈一起運(yùn)動(dòng),恰能貼著軌道內(nèi)側(cè)通過最高點(diǎn)從E點(diǎn)飛出.取重力加速度g=10m/s2,求: (1)物塊與子彈一起剛滑上圓弧軌道B點(diǎn)的速度; (2)物塊與子彈經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)受到的彈力的大??; (3)若物塊和子彈在CD段某點(diǎn)脫離軌道,求子彈打擊前速度的取值范圍. A B C D E M m 【答案】(1)6m/s(2)40N(3) (2)從C到D由動(dòng)能定理: 解得 (1) 從CD段脫離整體在B點(diǎn)的速度最大值和最小值分別為vB1和vB2 解得: 由動(dòng)量守恒mv0=(M+m)vB 解得 考點(diǎn):牛頓第二定律;動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律的應(yīng)用 15.【河北省滄州市第一中學(xué)2017屆高三11月月考】光滑水平面上放著質(zhì)量mA=1kg的物塊A與質(zhì)量mB=2kg的物塊B,A與B均可視為質(zhì)點(diǎn),A靠在豎直墻壁上,AB間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧( 彈簧與AB均不栓接),用手擋住B不動(dòng),此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能EP=49J;在AB間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度,如圖所示.放手后B向右運(yùn)動(dòng),繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷,之后B沖上與水平面相切的豎直半圓形光滑導(dǎo)軌,半徑為R=0.5m.B恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn).求: (1)繩拉斷后瞬間B的速度vB的大?。? (2)繩拉斷過程繩對(duì)B的沖量I的大??; (3)繩拉斷過程繩對(duì)A所做的功W 【答案】(1)5m/s;(2)4N?s;(3)8J (2)設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)B的速率為v1,取向右為正方向, 彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化給B的動(dòng)能,Ep=mBv12------③ 根據(jù)動(dòng)量定理有:I=mBvB-mBv1 -----------------④ 由③④解得:I=-4 N?s,其大小為4N?s (3)設(shè)繩斷后A的速率為vA,取向右為正方向, 根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:mBv1=mBvB+mAvA-----⑤ 根據(jù)動(dòng)能定理有:W=mAvA2------⑥ 由⑤⑥解得:W=8J 考點(diǎn):動(dòng)能定理;動(dòng)量守恒定律;動(dòng)量定理 16.【新鄉(xiāng)市2017屆高三上學(xué)期模擬考試能力提升訓(xùn)練】質(zhì)量為M的小車置于水平面上。小車的上表面由1/4圓弧和平面組成,車的右端固定有一不計(jì)質(zhì)量的彈簧,圓弧AB部分光滑,半徑為R,平面BC部分粗糙,長(zhǎng)為,C點(diǎn)右方的平面光滑?;瑝K質(zhì)量為m ,從圓弧最高處A無初速下滑(如圖),與彈簧相接觸并壓縮彈簧,最后又返回到B相對(duì)于車靜止。求: R M A B C m (1)BC部分的動(dòng)摩擦因數(shù); (2)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能; (3)當(dāng)滑塊與彈簧剛分離時(shí)滑塊和小車的速度大小. 【答案】(1)(2)(3) 【解析】(1)滑塊與小車初始狀態(tài)為靜止,末狀態(tài)滑塊相對(duì)小車靜止,即兩者共速且速度為0, 據(jù)能量守恒:mgR=μmg?2l, ∴ (2)彈簧壓縮到最大形變量時(shí),滑塊與小車又一次共速,且速度均為0,此時(shí)據(jù)能量守恒, 彈簧的彈性勢(shì)能EP=mgR?μmgl= 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;能量守恒定律 【名師點(diǎn)睛】解決該題關(guān)鍵要分析物體的運(yùn)動(dòng)過程,結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律進(jìn)行求解。 17.【新鄉(xiāng)市2017屆高三上學(xué)期模擬考試能力提升訓(xùn)練】如圖所示是某游樂場(chǎng)過山車的娛樂裝置原理圖,弧形軌道末端與一個(gè)半徑為R的光滑圓軌道平滑連接,兩輛質(zhì)量均為m的相同小車(大小可忽略),中間夾住一輕彈簧后連接在一起,兩車從光滑弧形軌道上的某一高度由靜止滑下,當(dāng)兩車剛滑入圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)連接兩車的掛鉤突然斷開,彈簧將兩車彈開,其中后車剛好停下,前車沿圓環(huán)軌道運(yùn)動(dòng)恰能越過圓弧軌道最高點(diǎn),求: h R (1)前車被彈出時(shí)的速度; (2)前車被彈出的過程中彈簧釋放的彈性勢(shì)能; (3)兩車從靜止下滑到最低點(diǎn)的高度h。 【答案】(1)(2)(3) 【解析】(1)設(shè)前車在最高點(diǎn)速度為v2,依題意有 (1) 設(shè)前車在最低位置與后車分離后速度為v1,根據(jù)機(jī)械能守恒 (2) 由(1)(2)得:v1= (2)設(shè)兩車分離前速度為v0,由動(dòng)量守恒定律2mv0 =mv1 得 設(shè)分離前彈簧彈性勢(shì)能Ep,根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒 (3)兩車從h高處運(yùn)動(dòng)到最低處機(jī)械能守恒 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律 18.【山東省菏澤市2017屆高三上學(xué)期期中考試】(10分)如圖所示,一質(zhì)量為m=1.5kg的滑塊從傾角為θ=37的斜面上自靜止開始滑下,斜面末端水平(水平部分光滑,且與斜面平滑連接,滑塊滑過斜面末端時(shí)無能量損失),滑塊離開斜面后水平滑上與平臺(tái)等高的小車.已知斜面長(zhǎng)s=10m,小車質(zhì)量為M=3.5kg,滑塊與斜面及小車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.35,小車與地面光滑且足夠長(zhǎng),取g=10m/s2. 求:(1)滑塊滑到斜面末端時(shí)的速度。(2)當(dāng)滑塊與小車相對(duì)靜止時(shí),滑塊在車上滑行的距離. 【答案】(1)8m/s(2)6.4m (2)小車與滑塊達(dá)到共同速度時(shí)小車開始勻速運(yùn)動(dòng),該過程中小車與滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量守恒,則:mv0=(m+M)v 代入數(shù)據(jù)得:v=2.4m/s 滑塊在小車上運(yùn)動(dòng)的過程中,系統(tǒng)減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,得: μmgL=mv02?(m+M)v2 代入數(shù)據(jù)得:L=6.4m 考點(diǎn):牛頓第二定律;動(dòng)量守恒定律;能量守恒定律 19. 【新鄉(xiāng)市2017屆高三上學(xué)期模擬考試能力提升訓(xùn)練】如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量均為M=2kg的甲、乙兩輛小車,兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連(當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時(shí),兩車自動(dòng)分離)。其中甲車上表面光滑,乙車上表面與滑塊P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。一根通過細(xì)線拴著而被壓縮的輕質(zhì)彈簧固定在甲車的左端,質(zhì)量為m=1kg的滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧的右端接觸但不相連,此時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能E0=10J,彈簧原長(zhǎng)小于甲車長(zhǎng)度,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?,F(xiàn)剪斷細(xì)線,求: 甲 乙 P ⑴滑塊P滑上乙車前的瞬時(shí)速度的大小; ⑵滑塊P滑上乙車后最終未滑離乙車,P在乙車上滑行的距離為多大? 【答案】(1)4m/s(2)m 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律 20.【黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(14分)如圖,光滑的水平面上放置質(zhì)量均為m=2kg的甲、乙兩輛小車,兩車之間通過一感應(yīng)開關(guān)相連(當(dāng)滑塊滑過感應(yīng)開關(guān)時(shí),兩車自動(dòng)分離)。甲車上帶有一半徑R=1m的1/4光滑的圓弧軌道,其下端切線水平并與乙車上表面平滑對(duì)接,乙車上表面水平,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,其上有一右端與車相連的輕彈簧,一質(zhì)量為m0=1kg的小滑塊P(可看做質(zhì)點(diǎn))從圓弧頂端A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過乙車左端點(diǎn)B后將彈簧壓縮到乙車上的C點(diǎn),此時(shí)彈簧最短(彈簧始終在彈性限度內(nèi)),之后彈簧將滑塊P彈回,已知B、C間的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1.5m,求: (1)滑塊P滑上乙車前瞬間甲車的速度v的大?。? (2)彈簧的最大彈性勢(shì)能EPm; (3)計(jì)算說明滑塊最終能否從乙車左端滑出,若能滑出,則求出滑出時(shí)滑塊的速度大??;若不能滑出,則求出滑塊停在車上的位置距C點(diǎn)的距離。 【答案】(1)1m/s(2)(3)1m (2) 設(shè)滑塊沒有滑出,共同速度為,由動(dòng)量守恒可知 由能量守恒定律有: 解得:<L,所以不能滑出,停在車上的位置距C點(diǎn)的距離為1m。 考點(diǎn):動(dòng)量守恒定律;能量守恒定律 21.【重慶市第八中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次適應(yīng)性考試】(10分)如圖21所示,光滑水平面AB與半徑R=0.4m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切,D為軌道最高點(diǎn).用輕質(zhì)細(xì)線連接甲、乙兩小球,中間夾一處于壓縮的輕質(zhì)彈簧,彈簧與甲、乙兩球不拴接.甲球的質(zhì)量為m1=0.1kg,乙球的質(zhì)量為m2=0.3kg,甲、乙兩球靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)固定甲球,燒斷細(xì)線,乙球離開彈簧后進(jìn)入半圓軌道,通過D點(diǎn)平拋的落地點(diǎn)距B點(diǎn)0.8m.重力加速度g取10m/s2,甲、乙兩球可看作質(zhì)點(diǎn). 圖 21 ①試求細(xì)線燒斷前彈簧的彈性勢(shì)能; ②若甲球不固定,燒斷細(xì)線,求乙球離開彈簧后進(jìn)入半圓軌道能達(dá)到的最大高度. 【答案】①?gòu)椥詣?shì)能是2.4J ②最大高度是0.2m. ②若甲球不固定,取向右方向?yàn)檎较颍鶕?jù)甲乙球和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒得: m2v2-m1v1=0 對(duì)于乙球,由機(jī)械能守恒得: 解得:h=0.2m,因h<R,故乙球不會(huì)脫離半圓軌道,乙球能達(dá)到的最大高度h=0.2m 考點(diǎn):考查動(dòng)量守恒定律;機(jī)械能守恒定律. 22.【廣東省肇慶市2017屆高三上學(xué)期第一次統(tǒng)一檢測(cè)理科綜合】(18分)如圖所示,質(zhì)量為2m的木板A靜止在光滑水平面上,其左端與固定臺(tái)階相距S,長(zhǎng)木板的右端固定一半徑為R光滑的四分之一圓弧,圓弧的下端與木板水平相切但不相連。質(zhì)量為m的滑塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度從圓弧的頂端沿圓弧下滑,當(dāng)B到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),B從A右端的上表面水平滑入同時(shí)撤走圓?。瓵與臺(tái)階碰撞無機(jī)械能損失,不計(jì)空氣阻力,A、B之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A足夠長(zhǎng),B不會(huì)從A表面滑出;重力加速度為g.試分析下列問題: 臺(tái)階 A S (1)滑塊B到圓弧底端時(shí)的速度大小v1; (2)A與臺(tái)階只發(fā)生一次碰撞,求S滿足的條件; (3)S在滿足(2)條件下,討論A與臺(tái)階碰撞前瞬間B的速度。 【答案】(1) (2) (3)或 【解析】 試題分析: (1)滑塊B從釋放到最低點(diǎn),機(jī)械能守恒,取水平面為零勢(shì)面,由機(jī)械能守恒定律得: ① 由①解得: ② (3)設(shè)S=時(shí),A左端到臺(tái)階板前瞬間,A、B恰好達(dá)到共同速度,由動(dòng)量守定律得: ⑦ 對(duì)A應(yīng)用動(dòng)能定理: ⑧ 聯(lián)立⑦⑧得: 討論: (i)當(dāng)即時(shí),AB共速后A才與擋板碰撞. 由⑦式可得A與臺(tái)階碰撞前瞬間的A、B的共同速度為: 即A與臺(tái)階碰撞前瞬間B的速度為: (ii)當(dāng)即時(shí),AB共速前A就與臺(tái)階碰撞, 對(duì)A應(yīng)用動(dòng)能定理有: 由上式解得A與臺(tái)階碰撞前瞬間的速度: 設(shè)此時(shí)B的速度為,由動(dòng)量守恒定律得: 由上式解得: 考點(diǎn):考查動(dòng)量守恒定律;機(jī)械能守恒定律. 23.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期期中考試】(15分)如圖所示,絕緣水平面上有寬l=0.4 m的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,場(chǎng)強(qiáng)E=6105 N/C,方向水平向左。不帶電的物塊B靜止在電場(chǎng)邊緣的O點(diǎn);帶電量q=+510-8 C、質(zhì)量m=110-2 kg的物塊A在距O點(diǎn)x=2.25 m處以v0=5 m/s的水平初速度向右運(yùn)動(dòng),并與B發(fā)生碰撞。假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒有動(dòng)能損失,A的質(zhì)量是B的k(k>1)倍,A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2,物塊可視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,且A的電荷量始終不變,g取10 m/s2。 左 右 l E B A O x v0 (1)求A到達(dá)O點(diǎn)與B碰撞前的速度大??; (2)求碰撞后瞬間A和B的速度大??; (3)討論k在不同取值范圍時(shí)電場(chǎng)力對(duì)A做的功。 【答案】(1)4m/s (2) (3)見解析 考點(diǎn):動(dòng)能定理及動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 高三物理第04期好題速遞分項(xiàng)解析匯編 專題16 碰撞與動(dòng)量守恒選修3-5含解析 物理 04 速遞 解析 匯編 專題 16 碰撞 動(dòng)量 守恒 選修
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