《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律 專題強(qiáng)化七 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律 專題強(qiáng)化七 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年度高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律 專題強(qiáng)化七 動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練
1.(2018·江西南昌十校二模)如圖1所示,光滑水平面上放著質(zhì)量都為m的物塊A和B,A緊靠著固定的豎直擋板,A、B間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧(彈簧與A、B均不拴接),用手擋住B不動(dòng),此時(shí)彈簧彈性勢能為mv,在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩的長略大于彈簧的自然長度。放手后繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷,之后B繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后與向左勻速運(yùn)動(dòng)、速度為v0的物塊C發(fā)生碰撞,碰后B、C立刻形成粘合體并停止運(yùn)動(dòng),C的質(zhì)量為2m。求:
圖1
(1)B、C相撞前一瞬間B的速度大??;
2、(2)繩被拉斷過程中,繩對A所做的W。
解析 (1)B與C碰撞過程中動(dòng)量守恒
mvB=2mv0
解得:vB=2v0
(2)彈簧恢復(fù)原長時(shí),彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為物塊B的動(dòng)能,則Ep=mv
解得:vB0=3v0
繩子拉斷過程,A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒
mvB0=mvB+mvA
解得:vA=v0
繩對A所做的功為
W=mv=mv
答案 (1)2v0 (2)mv
2.(2018·貴州八校聯(lián)盟二模)如圖2所示,在平直軌道上P點(diǎn)靜止放置一個(gè)質(zhì)量為2m的物體A,P點(diǎn)左側(cè)粗糙,右側(cè)光滑。現(xiàn)有一顆質(zhì)量為m的子彈以v0的水平速度射入物體A并和物體A一起滑上光滑平面,與前方靜止
3、物體B發(fā)生彈性正碰后返回,在粗糙面滑行距離d停下。已知物體A與粗糙面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=,求:
圖2
(1)子彈與物體A碰撞過程中損失的機(jī)械能;
(2)B物體的質(zhì)量。
解析 (1)設(shè)子彈與物體A的共同速度為v,由動(dòng)量守恒定律有
mv0=3mv,
則該過程損失的機(jī)械能
ΔE=mv-·3mv2=mv。
(2)以子彈、物體A和物體B為系統(tǒng),設(shè)B的質(zhì)量為M,碰后子彈和物體A的速度為v1,物體B的速度為v2,由動(dòng)量守恒定律有
3mv=Mv2+3mv1,
碰撞過程機(jī)械能守恒,有
·3mv2=·3mv+Mv,
從子彈與物體A滑上粗糙面到停止,由能量守恒定律
4、有
3μmgd=·3mv,
又μ=,
綜上可解得M=9m。
答案 (1)mv (2)9m
3.(2018·河北正定模擬)如圖3所示,半徑為R的四分之三光滑圓軌道豎直放置,CB是豎直直徑,A點(diǎn)與圓心等高,有小球b靜止在軌道底部,小球a自軌道上方某一高度處由靜止釋放自A點(diǎn)與軌道相切進(jìn)入豎直圓軌道,a、b小球直徑相等、質(zhì)量之比為3∶1,兩小球在軌道底部發(fā)生彈性正碰后小球b經(jīng)過C點(diǎn)水平拋出落在離C點(diǎn)水平距離為2R的地面上,重力加速度為g,小球均可視為質(zhì)點(diǎn)。求
圖3
(1)小球b碰后瞬間的速度;
(2)小球a碰后在軌道中能上升的最大高度。
解析 (1)b小球從C點(diǎn)拋出
5、做平拋運(yùn)動(dòng),有
gt2=2R
解得t=
小球b做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x=vCt=2R
解得vC=
根據(jù)機(jī)械能守恒有mbv=mbv+2mbgR
可知小球b在碰后瞬間的速度vb=
(2)a、b兩小球相碰,由動(dòng)量守恒得:mava=mava′+mbvb
a、b兩小球發(fā)生彈性碰撞,由機(jī)械能守恒得:
mav=mava′2+mbv
又ma=3mb
解得:va=vb,va′=va=vb
可得:va′=,小球a在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng),不能到達(dá)圓心高度,所以小球a不會(huì)脫離軌道,只能在軌道內(nèi)來回滾動(dòng),根據(jù)機(jī)械能守恒可得mava′2=magh
解得h=
答案 (1) (2)
6、R
4.如圖4所示的水平軌道中,AC段的中點(diǎn)B的正上方有一探測器,C處有一豎直擋板,物體P1沿軌道向右以速度v1與靜止在A點(diǎn)的物體P2碰撞,并接合成復(fù)合體P,以此碰撞時(shí)刻為計(jì)時(shí)零點(diǎn),探測器只在t1=2 s至t2=4 s內(nèi)工作。已知P1、P2的質(zhì)量均為m=1 kg,P與AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1,AB段長L=4 m,g取10 m/s2,P1、P2和P均視為質(zhì)點(diǎn),P與擋板的碰撞為彈性碰撞。
圖4
(1)若v1=6 m/s,求P1、P2碰后瞬間的速度大小v和碰撞損失的動(dòng)能ΔE;
(2)若P與擋板碰后,能在探測器的工作時(shí)間內(nèi)通過B點(diǎn),求v1的取值范圍和P向左經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的最大動(dòng)能E。
7、
解析 (1)P1和P2碰撞過程動(dòng)量守恒,有mv1=2mv,
解得v==3 m/s。
碰撞過程中損失的動(dòng)能為ΔEk=mv-(2m)v2=9 J。
(2)由于P與擋板的碰撞為彈性碰撞,故P在AC間的運(yùn)動(dòng)可等效為勻減速直線運(yùn)動(dòng),
加速度大小為a=μg=1 m/s2,
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有vB=v-at,v-v2=-2a·3L,又因?yàn)関=。
①當(dāng)t=2 s時(shí)通過B點(diǎn),解得v1=14 m/s;
②當(dāng)t=4 s時(shí)通過B點(diǎn),解得v1=10 m/s。
綜上可得v1的取值范圍為10 m/s≤v1≤14 m/s。
設(shè)向左經(jīng)過A點(diǎn)的最大速度為vA,則v1=14 m/s時(shí)有此最大
8、速度,由v-v=-2aL,
得v=17 m2/s2。
則通過A點(diǎn)的最大動(dòng)能為E=(2m)v=17 J。
答案 (1)3 m/s 9 J (2)10 m/s≤v1≤14 m/s 17 J
5.如圖5所示,光滑半圓形軌道MNP豎直固定在水平面上,直徑MP垂直于水平面,軌道半徑R=0.5 m。質(zhì)量為m1的小球A靜止于軌道最低點(diǎn)M,質(zhì)量為m2的小球B用長度為2R的細(xì)線懸掛于軌道最高點(diǎn)P。現(xiàn)將小球B向左拉起,使細(xì)線水平,以豎直向下的速度v0=4 m/s釋放小球B,小球B與小球A碰后粘在一起恰能沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)。兩球可視為質(zhì)點(diǎn),g=10 m/s2,試求:
圖5
(1)B球與A球相碰前的速度大??;
(2)A、B兩球的質(zhì)量之比m1∶m2。
解析 (1)設(shè)B球與A球碰前速度為v1,碰后兩球的速度為v2。B球擺下來的過程中機(jī)械能守恒
m2v+m2g·2R=m2v
解得v1=6 m/s
(2)碰后兩球恰能運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),則
(m1+m2)g=(m1+m2)
得vP== m/s
碰后兩球沿圓弧運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒
(m1+m2)v=(m1+m2)v+(m1+m2)g·2R
解得v2=5 m/s
兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒m2v1=(m1+m2)v2
解得m1∶m2=1∶5
答案 (1)6 m/s (2)1∶5