2020高考物理大一輪復(fù)習：課時作業(yè)專題七動量觀點和能量觀點綜合應(yīng)用的“四個模型”

1、專題七動量觀點和能量觀點綜合應(yīng)用的“四個模型課時作業(yè)(本欄目內(nèi)容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)基礎(chǔ)鞏固練1.(多選)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，與水平方向的夾角為0O一個質(zhì)量為 m 的小物塊從斜面底端沿斜面向上以初速度V0開始運動。當小物塊沿斜面向上運動到最高點時，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 . mvo= (m+ M)vB.mvocos0=(m+M)v12C.mgh+?m(vosin0)1212D.mgh + (m+ M)v = qmvo解析：小物塊沿斜面向上運動到最高點時，小物塊的速度與楔形物體的速度相同

2、，系統(tǒng)水平方向動量守恒， 全過程機械能守恒，以向右為正方向，在小物塊沿斜面向上運動的過 程中，由水平方向系統(tǒng)動量守恒，得mvocos0=(m+ M)v，故 A 錯誤，B 正確；根據(jù)系統(tǒng)機1212械能守恒，得 mgh+ 2(m+ M)v = 2mvo，故 C 錯誤，D 正確。答案： BD2.(多選)如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為m 的小車，小車的四分之一圓弧軌道在最低點與水平軌道相切，且整個軌道表面光滑。 在小車的右端固定一個輕彈簧，一個質(zhì)量也為 m 的小球從離水平軌道高為 h 處開始自由滑下，則在以后的運動過程中(重力加速度大小為 g)()A 小球和小車組成的系統(tǒng)的動量始終守恒B .

3、彈簧具有的最大彈性勢能為mghC.被彈簧反彈后，小球能回到離水平軌道高h 處D .小球具有的最大動能為 mgh解析：小球從小車上滑下的過程中，小球和小車構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，在水平方向動量守恒，但系統(tǒng)動量不守恒，所以A 錯誤；當小球與小車的速度相等時，彈簧的彈性勢12能最大，此時 mgh 2（m+ m車）共=Ep,經(jīng)分析可知共速時，小球和小車處于靜止狀態(tài)，根據(jù)機械能守恒可得彈簧具有的最大彈性勢能為mgh,所以 B 正確；被彈簧反彈后，小球回到小車上最高點時處于靜止狀態(tài)，根據(jù)機械能守恒知小球能回到離水平軌道高h 處，所以 C正確；當小球運動到水平軌道上時動能最大，因此時小車也有速度， 所以由機械

4、能守恒可知， 小球具有的最大動能小于 mgh，所以 D 錯誤。答案： BC3.（2019 安徽滁州模擬）如圖所示，A、B 兩物塊放在光滑的水平面上，一輕彈簧放在A、B之間與 A 相連，與 B 接觸但不連接，彈簧剛好處于原長，將物塊A 鎖定，物塊 C 與 A、B在一條直線上，二個物塊的質(zhì)量相等?，F(xiàn)使物塊C 以 v = 2 m/s 的速度向左運動，與 B 相碰并粘在一起，當 C 的速度為零時，解除 A 的鎖定，則 A 最終獲得的速度大小為（）121212小為 V3,根據(jù)動量守恒定律有 mv2= 2mv3,根據(jù)能量守恒定律可得 2x2mVl= ?mv2+ ?x2mv3,代入數(shù)據(jù)解得2 占v2= m/

5、s，故 D 正確，A、B、C 錯誤。答案：D3A.g m/s2B. 3 m/s.3C. 2 m/s2t3D .3 一 m/s解析：設(shè)物塊的質(zhì)量均為m, C 與 B 碰撞后的共同速度為v1,根據(jù)動量守恒定律有mv = 2mvi，代入數(shù)據(jù)解得 vi= 1 m/s,設(shè) A 最終獲得的速度大小為V2, B 和 C 獲得的速度大IT4.在光滑水平面上有三個彈性小鋼球a、b、c 處于靜止狀態(tài)，質(zhì)量分別為 2m、m 和 2m。其中 a、b 兩球間夾一被壓縮了的彈簧，兩球通過左右兩邊的光滑擋板束縛著。若某時刻將擋板撤掉，彈簧便把 a、b 兩球彈出，兩球脫離彈簧后，a 球獲得的速度大小為 v，若 b、c兩球相距

6、足夠遠，則 b、c 兩球相碰后()1A . b 球的速度大小為 3V，運動方向與原來相反2B.b 球的速度大小為 3V，運動方向與原來相反8C.c 球的速度大小為尹2D.c 球的速度大小為 3v解析： 設(shè) b 球脫離彈簧時的速度為 vo, b、c 兩球相碰后 b、c 的速度分別為 vb和 vc,取向右為正方向，彈簧將 a、b 兩球彈出過程，由動量守恒定律得0= 2mv + mvo，解得 vo1212=2v, b、c 兩球相碰過程，由動量守恒定律和機械能守恒得 mvo= mvb+ 2mvc, ?mvo= gmvb1224+ 2 2mvc，聯(lián)立解得 vb= v(負號表示方向向左，與原來相反),vc

7、= 3v，故 B 正確。答案： B5如圖甲所示，質(zhì)量 M = 2 kg 的木板以初速度 vo= 5 m/s 在光滑的水平面上運動，質(zhì)量 m= 0.5 kg 的滑塊落在木板的右端沒有彈起，最終恰好沒掉下來，從滑塊落到木板上開始計時，二者的速度一時間圖象如圖乙所示，g 取 10 m/s2,求:(1)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)w木板的長度 L 和系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能 Q。(1)由圖乙知，t = 2 s 末二者達到共同速度，設(shè)共同速度為對滑塊，由動量定理得wmg=mv0對木板和滑塊組成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒，由動量守恒定律得Mvo= (M + m)v聯(lián)立解得w=0.2。vo+ v(2)2 s 內(nèi)木板的位移

8、X1= t = 9 m滑塊的位移 X2=vt = 4 m解析:木板的長度 L = xi- X2= 5 m系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能 Q =卩 mgL 5 J。答案： (1)0.2(2)5 J能力提升練6.如圖所示，A、B 兩物體之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧，彈簧的一端固定在物體A 上，另一端與 B 接觸但不拴接，物體之間用一根輕質(zhì)細線連接在一起，以vo= 3 m/s 的速度向右運動，當兩物體運動到0 點時細線斷開，彈簧在短時間內(nèi)恢復(fù)原長后，A 物體的速度依然向右，大小變?yōu)?vA= 2 m/s, B 物體繼續(xù)向右運動到 C 點時，進入半徑為 R= 0.2 m 的光滑半 圓軌道且恰好通過最高點D，已知兩物體的質(zhì)

9、量 mA= mB= 1 kg，兩物體均可視為質(zhì)點，輕彈簧的長度不計，物體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為卩=0.2,求：(1) 細線斷開前彈簧具有的彈性勢能 Ep；(2) 0、C 兩點間的距離 X。解析：(1)細線斷開瞬間，物體 A、B 組成的系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可得 2mv0121212,=mvA+ mvB,由能量守恒定律可得 2 %2mvo+ Ep= ?mvA+ mvB，兩式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得Ep=1 Jo2VD(2)由于 B 物體恰好經(jīng)過半圓軌道的最高點，故有 mg= mR，在 B 物體由 O 運動到 D 的1212過程中，由動能定理可得一mg-mg2R=?mvD ?mvB,聯(lián)立可解得

10、 x= 1.5 m。答案：(1)1 J (2)1.5 m7. (2019 山西重點中學協(xié)作體聯(lián)考)如圖所示，在水平面上依次放置小物塊C 和 A 以及曲面劈 B,其中 A 與 C 的質(zhì)量相等均為 m,曲面劈 B 的質(zhì)量 M = 3m,劈 B 的曲面下端與水 平面相切，且劈 B 足夠高，各接觸面均光滑?，F(xiàn)讓小物塊C 以水平速度 V。向右運動，與 A發(fā)生碰撞，碰撞后兩個小物塊粘在一起又滑上劈B。求：(1) 碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能；(2) 碰后物塊 A 與 C 在曲面劈 B 上能夠達到的最大高度。碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能為1212E損=2 mvo解得 E損=&mv0;(2)當 A、C 上

11、升到最大高度時，A、B、C 組成的系統(tǒng)速度相等,根據(jù)動量守恒定律得 mvo= (m + m+ 3m)vi,1解得 v1= 5vo,由能量守恒定律得2解得h=40g。答案：(1)12(2)3V04mv040g8.(2019 鄭州模擬)如圖所示，在光滑的水平桌面上靜止放置一個質(zhì)量為980 g 的長方形勻質(zhì)木塊，現(xiàn)有一顆質(zhì)量為 20 g 的子彈以大小為 300 m/s 的水平速度沿木塊的中心軸線射向木 塊，最終留在木塊中沒有射出，和木塊一起以共同的速度運動。已知木塊沿子彈運動方向的長度為 10 cm，子彈打進木塊的深度為6 cm。設(shè)木塊對子彈的阻力保持不變。(1) 求子彈和木塊的共同速度以及它們在此

12、過程中所增加的內(nèi)能；(2) 若子彈是以大小為 400 m/s 的水平速度從同一方向水平射向該木塊，則在射中木塊后能否射穿該木塊？解析：(1)設(shè)子彈射入木塊后與木塊的共同速度為v,對子彈和木塊組成的系統(tǒng)，由動 量守解析:(1)小物塊 C 與 A 發(fā)生碰撞粘在一起，以水平向右為正方向，由動量守恒定律得 mvo= 2mv，解得 v =12VO;2mgh=1x2mxgvo5mX恒定律得0.02x300-m/s=6 m/s0.98+0.02此過程系統(tǒng)所增加的內(nèi)能12121212圧=AEk=尹 V0(M+m)v=2x0.02x300 JqX(0.98+0.02) x 6 J=882 J。設(shè)子彈以 V0 = 400 m/s 的速度入射時剛好能夠射穿質(zhì)量與粗糙程度均與該木塊相同、厚度為 d 的另一個木塊，則對以子彈和木塊組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得mv0 = (M + m)v” f ,mv00.02X400解得 v =m/s= 8 m/sM + m 0.98 + 0.02此過程系統(tǒng)所損耗的機械能為12