2017高考物理最新模擬題精選訓(xùn)練碰撞與動量守恒專題05人船模型含解析(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題05 人船模型 21（19分）（2017湖北八校聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為m32kg的滑道靜止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半徑為R0.3m的四分之一圓弧，圓弧底部與滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一個輕彈簧滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑質(zhì)量為m23kg的物體2（可視為質(zhì)點）放在滑道的B點，現(xiàn)讓質(zhì)量為m11kg的物體1（可視為質(zhì)點）自A點由靜止釋放兩物體在滑道上的C點相碰后粘為一體（g10m/s2）求：（1）物體1從釋放到與物體2相碰的過程中，滑道向左運動的距離；（2）若CD0.2m，兩物體與滑道的CD部分的動摩擦因數(shù)都為0.15，求在整個運動過程中，彈

2、簧具有的最大彈性勢能；（3）物體1、2最終停在何處（2）設(shè)、 剛要相碰時物體1的速度 ，滑道的速度為，由機(jī)械能守恒定律有 （2分）由動量守恒定律有 （1分）物體1和物體2相碰后的共同速度設(shè)為 ，由動量守恒定律有 （2分） 彈簧第一次壓縮最短時由動量守恒定律可知物體1、2和滑道速度為零，此時彈性勢能最大，設(shè)為。從物體1、2碰撞后到彈簧第一次壓縮最短的過程中，由能量守恒有 （2分）聯(lián)立以上方程，代入數(shù)據(jù)可以求得， （2分） 2.如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動，開始輕桿

3、處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v=4m/s， g取10m/s2（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向（2）若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大?。?）在滿足 （2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點與小球起始位置點間的距離【名師解析】（1）設(shè)小球能通過最高點，且此時的速度為v1，在上升過程中，因只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，則       設(shè)小球到達(dá)最高點時，輕桿對小球的作用力為F，方向向下，則小球受到的拉力和重力提供做圓周運動的向心力，有  由式

4、，得F=2N   由牛頓第三定律知，小球?qū)p桿的作用力大小為2N，方向豎直向上。（3）設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點與小球起始位置點間的距離為s1,滑塊向左移動的距離為s2。任意時刻小球的水平速度大小為v3，滑塊的速度大小為V。由系統(tǒng)水平方向的動量守恒，得  將式兩邊同乘以，得   因式對任意時刻附近的微小間隔都成立，累積相加后，有  ms1-Ms2=0又s1+s2=2L   ,由式，得s1=m 3氣球質(zhì)量為200 kg，載有質(zhì)量為50 kg的人，靜止在空氣中距地面20 m高的地方，氣球下方懸一

5、根質(zhì)量可忽略不計的繩子，此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至地面，為了安全到達(dá)地面，則這繩長至少應(yīng)為多長？(不計人的高度)【名師解析】(此題為豎直方向上的“人船模型”)下滑過程人和氣球組成的系統(tǒng)總動量為零且守恒，以向下為正方向，設(shè)m1、m2分別為人和氣球的質(zhì)量，v1、v2分別為人和氣球的平均速度大小，則m1v1m2v20，m1x1m2x20，x120 m，x25 m，繩長lx1x225 m。答案：25 m4質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M、長度為L的靜止小船的右端，小船的左端靠在岸邊，當(dāng)他向左走到船的左端時，船左端離岸多遠(yuǎn)？5質(zhì)量為m的木塊和質(zhì)量為M的鐵塊用細(xì)繩系在一起處于深水中靜止。剪斷細(xì)繩，木塊上浮，鐵塊下沉。當(dāng)木塊上浮距離h時（還沒有露出水面），鐵塊下沉的距離是多少？【名師解析】把木塊和鐵塊看作一個系統(tǒng)，所受浮力與重力相等，在豎直方向合外力為零，滿足動量守恒定律?？梢暈樨Q直方向的人船模型，mh-MH=0，解得：H=mh/M。 6.如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道，現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球在軌道的邊緣由靜止釋放，當(dāng)小球滑至半圓軌道的最低位置時，小車移動的距離為多少？小球的速度大小為多少？【名師解析】以車和小球為系統(tǒng)在水平方向總動量為零且守恒。當(dāng)小球滑至最低處時車和小球相對位移是R，利用 “人船模型”