2015_2016學(xué)年高中物理典題訓(xùn)練知能夯實(shí)區(qū)1含解析新人教版選修3_5

1、典題訓(xùn)練·知能夯實(shí)區(qū)11.對于實(shí)驗(yàn)最終的結(jié)論m1v1+m2v2=m1v1+m2v2,下列說法正確的是()a.僅限于一維碰撞b.任何情況下m1v12+m2v22=m1v12+m2v22也一定成立c.式中的v1、v2、v1、v2都是速度的大小d.式中的不變量是m1和m2組成的系統(tǒng)的質(zhì)量與速度乘積之和【解析】選d。這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然是在一維情況下設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),但結(jié)論具有普遍性,對各種碰撞均成立;系統(tǒng)的質(zhì)量與速度的乘積之和在碰撞前后為不變量是實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,其他探究的結(jié)論情況不成立,而速度是矢量,應(yīng)考慮方向。故選項(xiàng)d正確。2.(多選)(2015·銀川高二檢測)從同樣高度落下的玻璃杯,掉在水泥地

2、上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是()a.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量大,而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量小b.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變大,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小c.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變快,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變慢d.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時(shí),相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的沖擊力小【解析】選c、d。由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上時(shí)的速度相同,動(dòng)量相同,故選項(xiàng)a錯(cuò);最后速度減為零,動(dòng)量變化量相同,故選項(xiàng)b錯(cuò);由動(dòng)量定理可知落在水泥地上作用時(shí)間短,受到的作用力大,故選項(xiàng)c、d對。3.水平推力f1和f2分別作用于水平面上等質(zhì)量的a、b兩物體上,作用

3、一段時(shí)間后撤去推力,物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停下,兩物體的v-t圖像分別如圖中oab、ocd所示,圖中abcd,則()a.f1的沖量大于f2的沖量 b.f1的沖量等于f2的沖量c.兩物體受到的摩擦力大小相等 d.兩物體受到的摩擦力大小不等【解析】選c。設(shè)f1、f2的作用時(shí)間分別為t1、t2,則由圖知t1<t2,當(dāng)只有摩擦力ff作用時(shí),由abcd知圖線斜率相同,則加速度相同,由牛頓第二定律知,摩擦力ff相同,故c選項(xiàng)正確,d選項(xiàng)錯(cuò)誤;對a,由動(dòng)量定理得:f1t1-fft1=mva;對b同理可得:f2t2-fft2=mvc。由圖像知:va=vc,t1<t2,mva=mvc,所以f1t1

4、-fft1=f2t2-fft2,因此,f2t2>f1t1,即a、b選項(xiàng)均錯(cuò)。4.質(zhì)量m=100kg的小船靜止在平靜水面上,船兩端載著m甲=40kg、m乙=60kg的游泳者,在同一水平線上甲向左、乙向右同時(shí)以相對于岸3m/s的速度躍入水中,如圖所示,則小船的運(yùn)動(dòng)速率和方向?yàn)?)a.0.6m/s,向左 b.3m/s,向左c.0.6m/s,向右 d.3m/s,向右【解析】選a。甲、乙和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以水平向右為正方向,開始時(shí)總動(dòng)量為零,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:0=-m甲v甲+m乙v乙+mv,解得:v=-(-m甲v甲+m乙v乙)m,代入數(shù)據(jù)解得v=-0.6m/s,負(fù)號說明小船的速度方向向左,

5、故選項(xiàng)a正確。5.在光滑水平面上有兩個(gè)相同的彈性小球a、b,質(zhì)量都為m,b球靜止,a球向b球運(yùn)動(dòng),發(fā)生正碰。已知碰撞過程中機(jī)械能守恒,兩球壓縮最緊時(shí)彈性勢能為ep,則碰前a球的速度等于()a.epm b.2epm c.2epm d.22epm【解析】選c。兩球壓縮最緊時(shí)速度相等,mva=2mv; 彈性勢能ep=12mva2-12×2mv2; 由得:va=2epm。故c正確。6.(2015·虹口區(qū)高二檢測)如圖所示,光滑水平面上有大小相同的a、b兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng)。兩球質(zhì)量關(guān)系為mb=2ma,規(guī)定向右為正方向,a、b兩球的動(dòng)量均為6kg·m/s,運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞

6、,碰撞后a球的動(dòng)量增量為-4kg·m/s,則()a.左方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為25b.左方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為110c.右方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為25d.右方是a球,碰撞后a、b兩球速度大小之比為110【解析】選a。由mb=2ma,pa=pb知碰前vb<va若左方為a球,設(shè)碰后二者速度分別為va、vb由題意知pa=mava=2kg·m/spb=mbvb=10kg·m/s由以上各式得va'vb'=25,故正確選項(xiàng)為a。若右方為a球,由于碰前動(dòng)量都為6kg·m/s,即都向右運(yùn)動(dòng),兩球不可

7、能相碰。7.(2015·煙臺高二檢測)如圖所示,質(zhì)量為m的天車靜止在光滑水平軌道上,下面用長為l的細(xì)線懸掛著質(zhì)量為m的沙箱,一顆質(zhì)量為m0的子彈以v0的水平速度射入沙箱,并留在其中,在以后運(yùn)動(dòng)過程中,求:(1)沙箱上升的最大高度。(2)天車的最大速度?！窘馕觥?1)子彈打入沙箱過程中動(dòng)量守恒m0v0=(m0+m)v1擺動(dòng)過程中,子彈、沙箱、天車系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒。沙箱到達(dá)最大高度時(shí),系統(tǒng)有相同的速度,設(shè)為v2,則有(m0+m)v1=(m0+m+m)v212(m0+m)v12=12(m0+m+m)v22+(m0+m)gh聯(lián)立三式可得沙箱上升的最大高度h=m02mv022(

8、m0+m)2(m0+m+m)g(2)子彈和沙箱再擺回最低點(diǎn)時(shí),天車速度最大,設(shè)此時(shí)天車速度為v3,沙箱速度為v4,由動(dòng)量守恒得(m0+m)v1=mv3+(m+m0)v4由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得12(m0+m)v12=12mv32+12(m+m0)v42聯(lián)立兩式可求得天車的最大速度v3=2(m0+m)m0+m+mv1=2m0m0+m+mv0答案:(1)m02mv022(m0+m)2(m0+m+m)g(2)2m0m0+m+mv0【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)(2015·南寧高二檢測)如圖所示,在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小球a和質(zhì)量為13m的小球b通過輕彈簧相連并處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧處于自然伸長狀態(tài);質(zhì)量為

9、m的小球c以初速度v0沿ab連線向右勻速運(yùn)動(dòng),并與小球a發(fā)生彈性碰撞。在小球b的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出),當(dāng)小球b與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走。不計(jì)所有碰撞過程中的機(jī)械能損失,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),小球b與擋板的碰撞時(shí)間極短,碰后小球b的速度大小不變,但方向相反。則b與擋板碰后彈簧彈性勢能的最大值em可能是()a.mv02 b.12mv02 c.16mv02 d.130mv02【解析】選b、c。質(zhì)量相等的c球和a球發(fā)生彈性碰撞后速度交換,當(dāng)a、b兩球的動(dòng)量相等時(shí),b球與擋板相碰,則碰后系統(tǒng)總動(dòng)量為零,則彈簧再次壓縮到最短即彈性勢能最大(動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為彈性勢能),根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,系統(tǒng)損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能ep=12m