2024-2025學(xué)年新教材高中物理第1章動量守恒定律分層作業(yè)9滑塊-斜曲面模型和滑塊-彈簧模型課件新人教版選擇性必修第一冊

第一章分層作業(yè)9滑塊—斜(曲)面模型和滑塊—彈簧模型1234567891011A組必備知識基礎(chǔ)練題組一

滑塊—斜(曲)面模型1.(2024湖南長沙高二月考)如圖所示,在光滑的水平地面上停放著質(zhì)量為m的

弧形槽小車。現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以v0的水平速度沿與切線水平的槽口向小車滑去,不計一切摩擦,則(

)A.在相互作用的過程中,小車和小球組成的系統(tǒng)總動量守恒B.小球從右側(cè)離開車后,對地將向右做平拋運動C.小球從右側(cè)離開車后,對地將做自由落體運動D.小球從右側(cè)離開車后,小車的速度有可能大于v0C1234567891011解析

整個過程中小車與小球組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,豎直方向動量不守恒,故A錯誤;設(shè)小球離開小車時,小球的速度為v1,小車的速度為v2,整個過程中水平方向動量守恒,有mv0=mv1+mv2,由機械能守恒定律得

,聯(lián)立解得v1=0,v2=v0,即小球與小車分離時二者交換速度,所以小球從小車右側(cè)離開后對地將做自由落體運動,故B、D錯誤,C正確。12345678910112.(多選)(2024廣西桂林高二月考)如圖所示,光滑的半圓槽置于光滑的水平地面上,從一定高度自由下落的小球m恰能沿半圓槽邊緣的切線方向滑入原先靜止的槽內(nèi),對此情況,下列說法正確的是(

)A.小球第一次離開槽時,將向右上方做斜拋運動B.小球第一次離開槽時,將做豎直上拋運動C.小球離開槽后,仍能落回槽內(nèi),而槽將做往復(fù)運動D.槽一直向右運動BC1234567891011解析

小球與半圓槽組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零,初狀態(tài)時系統(tǒng)在水平方向動量為零,由動量守恒定律可知,小球第一次離開槽時,系統(tǒng)水平方向動量為零,小球與槽在水平方向的速度都為零,小球離開槽后做豎直上拋運動,故A錯誤,B正確;小球沿槽的右側(cè)下滑到底端過程,槽向右做加速運動,小球從底端向左側(cè)上升過程,槽向右做減速運動,小球離開槽時,槽靜止,小球做豎直上拋運動,然后小球落回槽的左側(cè),小球從槽的左側(cè)下滑過程,槽向左做加速運動,從最低點向右上滑時,槽向左做減速運動,然后小球離開槽做豎直上拋運動,此后重復(fù)上述過程,由此可知,槽在水平面上做往復(fù)運動,故C正確,D錯誤。12345678910113.(2024河北唐山高二期中)質(zhì)量為m'的小車靜止在光滑水平面上,車上是一個四分之一的光滑圓弧軌道,軌道下端切線水平。質(zhì)量為m的小球沿水平方向從軌道下端以初速度v0滑上小車,重力加速度為g,如圖所示。已知小球不從小車上端離開小車,小球滑上小車又滑下,與小車分離時,小球與小車速度方向相反,速度大小之比等于1∶3,則m∶m'的值為(

)A.1∶3

B.1∶4 C.3∶5

D.2∶3C123456789101112345678910114.(2024四川綿陽高二期中)如圖所示,質(zhì)量為m'的滑塊靜止在光滑的水平面上,滑塊的光滑弧面底部與水平面相切,一質(zhì)量為m的小球以速度v0向滑塊滾來,設(shè)小球不能越過滑塊,則(

)A.小球滑到最高點的過程中,小球和滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒B.小球滑到最高點時滑塊的速度大小為0D解析

小球滑到最高點的過程中,小球和滑塊組成的系統(tǒng)動量不守恒,系統(tǒng)水平方向動量守恒,A錯誤;根據(jù)動量守恒定律得mv0=(m+m')v,小球滑到最12345678910111234567891011題組二

滑塊—彈簧模型5.(多選)(2024湖北黃石高二月考)如圖所示,與水平輕彈簧相連的物體A停放在光滑的水平面上,物體B沿水平方向向右運動,跟輕彈簧相碰。在B跟彈簧相碰后,對于A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng),下列說法正確的是(

)A.彈簧壓縮量最大時,A、B的速度相同B.彈簧壓縮量最大時,A、B的動能之和最小C.彈簧被壓縮的過程中,系統(tǒng)的總動量不斷減少D.物體A的速度最大時,彈簧的彈性勢能為零ABD解析

物體B與彈簧剛接觸時,彈簧發(fā)生形變,產(chǎn)生彈力,可知B做減速運動,A做加速運動,當(dāng)兩者速度相等時,彈簧的壓縮量最大,故A正確;A、B和彈簧組成的系統(tǒng)能量守恒,彈簧壓縮量最大時,彈性勢能最大,此時A、B的動能之和最小,故B正確;彈簧在壓縮的過程中,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,故C錯誤;當(dāng)兩者速度相等時,彈簧的壓縮量最大,然后A繼續(xù)加速,B繼續(xù)減速,彈簧逐漸恢復(fù)原長,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時,A的速度最大,此時彈簧的彈性勢能為零,故D正確。123456789101112345678910116.(多選)(2024山東濟寧高二期中)如圖甲所示,一輕質(zhì)彈簧的兩端分別與質(zhì)量分別是m1、m2的A、B兩物塊相連,它們靜止在光滑水平面上,兩物塊質(zhì)量之比m1∶m2=2∶3。現(xiàn)給物塊A一個水平向右的初速度v0并從此時刻開始計時,兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,下列說法正確的是(

)A.物塊A、B與彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒B.物塊A、B與彈簧組成的系統(tǒng)機械能不守恒C.v3=v0D.v3=0.4v0AD1234567891011解析

物塊A、B與輕質(zhì)彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力為零,滿足動量守恒,A正確;物塊A、B與輕質(zhì)彈簧組成的系統(tǒng)只有輕質(zhì)彈簧的彈力做功,機械能守恒,B錯誤;在0~t1時間內(nèi),A向右減速,B向右加速,結(jié)合圖乙可知,t1時刻兩者達(dá)到共同速度v3,據(jù)動量守恒定律可得m1v0=(m1+m2)v3,解得v3=0.4v0,C錯誤,D正確。12345678910117.(2024山東泰安高二月考)如圖所示,A、B兩個木塊用輕彈簧相連接,它們靜止在光滑水平面上,A和B的質(zhì)量分別是99m和100m,一顆質(zhì)量為m的子彈以速度v0水平射入木塊A內(nèi)沒有穿出,則在以后的過程中彈簧彈性勢能的最大值為(

)A1234567891011解析

子彈打入木塊A,由動量守恒得mv0=100mv1;對子彈和木塊A、B組成的系統(tǒng),當(dāng)它們速度相同時,彈簧壓縮量最大,彈性勢能最大,由動量守恒得mv0=200mv2,彈簧彈性勢能的最大值故選項A正確。1234567891011B組關(guān)鍵能力提升練8.(2024湖南長沙高二月考)如圖所示,在足夠長的光滑水平面上有一靜止的質(zhì)量為m'的斜面,斜面表面光滑、高度為h、傾角為θ。一質(zhì)量為m(m<m')的小物塊以一定的初速度沿水平面向右運動,不計沖上斜面過程中的機械能損失。如果斜面固定,則小物塊恰能沖到斜面的頂端。如果斜面不固定,則小物塊沖上斜面后能達(dá)到的最大高度為(

)D123456789101112345678910119.(多選)(2024廣東廣州高二月考)如圖所示,質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個木塊間用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,A緊靠豎直墻壁。用水平力向左推B,將彈簧壓縮,推到某位置靜止時推力大小為F,彈簧的彈性勢能為Ep。在此位置突然撤去推力,下列說法正確的是(

)A.從撤去推力到A離開豎直墻壁前,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量不守恒,機械能守恒B.從撤去推力到A離開豎直墻壁前,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,機械能守恒C.A離開豎直墻壁后,彈簧彈性勢能最大值為D.A離開豎直墻壁后,彈簧彈性勢能最大值為EpAC1234567891011解析

A離開墻壁前,墻壁對A有彈力,這個彈力雖不做功,但對A有沖量,因此系統(tǒng)動量不守恒,機械能守恒,選項A正確,B錯誤;由系統(tǒng)機械能守恒可得123456789101110.(2024湖北黃岡中學(xué)高二月考)如圖所示,形狀完全相同的光滑弧形槽A、B靜止在足夠長的光滑水平面上,兩弧形槽相對放置,底端與光滑水平面相切,弧形槽高度為h,弧形槽A質(zhì)量為2m,弧形槽B質(zhì)量為m'。質(zhì)量為m的小球,從弧形槽A頂端由靜止釋放,重力加速度為g。(1)求小球從弧形槽A滑下的最大速度;(2)若小球從弧形槽B上滑下后還能追上弧形槽A,求m'、m間所滿足的關(guān)系。1234567891011解析

(1)小球到達(dá)弧形槽A底端時速度最大。設(shè)小球到達(dá)弧形槽A底端時速度大小為v1,弧形槽A的速度大小為v2。小球與弧形槽A組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒,以水平向右為正方向,小球下滑過程中,由動量守恒定律得mv1-2mv2=01234567891011(2)小球沖上弧形槽B后,上滑到最高點后再返回分離,設(shè)分離時小球速度反向,大小為v3,弧形槽B的速度為v4。整個過程二者水平方向動量守恒,則有:mv1=-mv3+m'v4小球還能追上弧形槽A,須有v3>v2。解得m'>3m。1234567891011C組學(xué)科素養(yǎng)拔高練11.(2024湖南長沙高二月考)如圖所示,在光滑水平面上有一帶擋板的木板,擋板和木板的總質(zhì)量為m,木板長度為L(擋板的厚度可忽略),擋板上固定有一個小炸藥包(可視為質(zhì)量不計的點)。木板左端有一質(zhì)量也為m(可視為質(zhì)點)的滑塊。滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)恒定,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。給滑塊一個水平向右的初速度v0,滑塊相對木板向右運動,剛好能與小炸藥包接觸,接觸瞬間小炸藥包爆炸(此過程時間極短,爆炸后滑塊與木板只在水平方向上運動,且完好無損),滑塊最終回到木板的左端,恰與木板相對靜止。求:(1)滑塊與木板間的動摩擦因數(shù);(2)小炸藥包爆炸完畢時滑塊和木板的速度。1234567891011解析

(1)滑塊相對木板向右運動,剛好能與炸藥包接觸,此時滑塊和木板的速度相同,設(shè)滑塊剛要與炸藥包接觸時的速度為v1,以水平向右為正方向;滑塊和木板組成的系統(tǒng),滑塊在木板上滑動的過程中,系統(tǒng)所受合外力為零,則該系統(tǒng)動量守恒,故有mv0=2mv1解得v