新教材2023_2024學年高中物理第1章動量及其守恒定律習題課動量和能量的綜合應用分層作業(yè)課件魯科版選擇性必修第一冊

這是一份新教材2023_2024學年高中物理第1章動量及其守恒定律習題課動量和能量的綜合應用分層作業(yè)課件魯科版選擇性必修第一冊，共28頁。
第1章習題課:動量和能量的綜合應用1234567891011121.如圖所示,木塊A、B的質量均為2 kg,置于光滑水平面上,B與一輕質彈簧的一端相連,彈簧的另一端固定在豎直擋板上,當A以4 m/s 的速度向B撞擊時,由于有橡皮泥而粘在一起運動,那么彈簧被壓縮到最短時,彈簧具有的彈性勢能大小為(　　)A.4 J B.8 JC.16 J D.32 JB解析 A、B在碰撞過程中動量守恒,碰后粘在一起共同壓縮彈簧的過程中機械能守恒。由碰撞過程中動量守恒得mAvA=(mA+mB)v,代入數(shù)據(jù)解得v= =2 m/s,所以碰后A、B及彈簧組成的系統(tǒng)的機械能為 (mA+mB)v2=8 J,當彈簧被壓縮至最短時,系統(tǒng)的動能為0,只有彈性勢能,由機械能守恒得此時彈簧的彈性勢能為8 J。1234567891011121234567891011122.(2023山西運城高二期末)如圖所示,一質量M=3.0 kg的長木板B放在光滑水平地面上,在其上表面右端放一個質量m=1.0 kg的小木塊A(可視為質點),同時給A和B以大小均為1.0 m/s、方向相反的初速度,使A開始向左運動,B開始向右運動,已知小木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.6,g取10 m/s2。要使小木塊A不滑離長木板B,則長木板B的最小長度為(　　)A.0.25 m B.0.4 mC.0.45 m D.0.8 mA 解析 當從開始到A、B速度相同的過程中,取水平向右為正方向,由動量守恒定律得Mv0-mv0=(M+m)v,由能量關系可知 ,聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得L=0.25 m,故選A。1234567891011121234567891011123.如圖所示,物體B和C(可視為質點)用一輕彈簧連接起來豎直放在水平面上,穩(wěn)定后物體B位于E點,O點是彈簧處于原長時物體B所處的位置,E、O間距離為x。把一物體A從靜止釋放,釋放時A、B之間的距離為h,物體A和物體B的質量均為m,發(fā)生碰撞后粘在一起向下運動(以后不再分開),壓縮彈簧然后反彈,A、B上升到最高點D,O、D之間距離也為x,重力加速度為g,物體C始終靜止,下列說法正確的是(　　)A.碰撞后瞬間物體B的速度為B.運動到O點時,A、B之間彈力不為零C.物體C的質量可能等于mD.h和x的關系滿足h=4xC解析 由運動學公式得碰撞前物體A的速度 ,A、B組成的系統(tǒng)根據(jù)動量守恒有mv0=2mv,得碰撞后瞬間物體A、B的速度為 ,故A錯誤;O點是彈簧原長位置,所以運動到O點時,A與B組成的系統(tǒng)僅受重力作用,加速度為重力加速度g,A、B之間彈力為零,故B錯誤;因為C始終靜止,說明彈簧的拉力小于等于C的重力,當運動至D點時,O、D之間距離也為x,由胡克定律可知彈簧的彈力大小等于物體B受到的重力,所以物體C的質量要大于或等于B的質量m,故C正確;根據(jù)能量守恒有 ×2mv2=2mg·2x,解得h=8x,故D錯誤。1234567891011121234567891011124.如圖所示,光滑水平面上有A、B兩輛小車,質量分別為mA=20 kg、mB=25 kg。A車以初速度v0=3 m/s向右運動,B車靜止,且B車右端放著物塊C,C的質量為mC=15 kg。A、B相撞且在極短時間內連接在一起,不再分開。已知C與B上表面間動摩擦因數(shù)為μ=0.2,B車足夠長,求C沿B上表面滑行的長度。123456789101112解析 A、B相撞有mAv0=(mA+mB)v1,解得v1= m/s。由于在極短時間內摩擦力對C的沖量可以忽略,故A、B剛連接為一體時,C的速度為零。此后,C沿B上表面滑行,直至相對于B靜止為止。這一過程中,系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)的動能損失等于滑動摩擦力與C在B上的滑行距離之積;(mA+mB)v1=(mA+mB+mC)v1234567891011125.兩質量分別為m1和m2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示,一質量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h,物塊從靜止滑下,然后又滑上劈B,求物塊在B上能夠達到的最大高度。123456789101112解析 設物塊到達劈A的底端時,物塊和A的速度大小分別為v和v1,由機械能守恒定律和動量守恒定律得m1v1=mv設物塊在劈B上達到的最大高度為h',此時物塊和B的共同速度大小為v2,由動量守恒定律和機械能守恒定律得mv=(m2+m)v21234567891011126.(2023山西呂梁高二期末)如圖所示,B球和C球靜止在光滑水平面上,輕彈簧一端固定在B球上,另一端與C球接觸但未拴接,彈簧處于自然伸長狀態(tài),A球從光滑圓弧面上距水平地面高h處由靜止滑下,圓弧面與水平地面平滑連接,A球與B球發(fā)生彈性正碰,并在碰撞后立即將A球拿走。已知A球的質量為m,B球的質量為5m,重力加速度為g。(1)求A球和B球碰撞后瞬間,B球的速度大小。(2)要使C球能獲得最大動能,C球的質量應為多少?123456789101112解析 (1)設A球與B球第一次碰撞前的速度大小為v0,根據(jù)動能定理有 設碰撞后,A球的速度為v1,B球的速度為v2,以A球碰撞瞬間的速度方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律有mv0=mv1+5mv2根據(jù)能量守恒定律有123456789101112(2)設C球的質量為mC,要使C球具有最大動能,則B、C通過彈簧作用,將C球彈離時,B球的速度為零,設C球獲得的速度大小為v3,根據(jù)動量守恒定律有5mv2=mCv3根據(jù)能量守恒定律有1234567891011127.如圖所示,質量為m的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上,底部與水平面平滑連接,一個質量也為m的小球從槽高h處開始自由下滑,則(　　)A.小球和槽組成的系統(tǒng)總動量守恒B.球下滑過程中槽對小球的支持力不做功C.重力對小球做功的瞬時功率一直增大D.地球、小球和槽組成的系統(tǒng)機械能守恒D 解析 小球在下滑過程中,小球與槽組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,A錯誤;下滑過程中,小球的位移方向與槽對小球的支持力方向夾角為鈍角,支持力做負功,B錯誤;剛開始時小球速度為零,重力的功率為零,當小球到達底端時,速度水平與重力方向垂直,重力的功率為零,所以重力的功率先增大后減小,C錯誤;小球下滑過程中地球、小球和槽組成的系統(tǒng)機械能守恒,D正確。1234567891011121234567891011128.如圖所示,光滑水平直軌道上有三個質量均為m的物塊A、B、C。B的左側固定一輕彈簧(彈簧左側的擋板質量不計)。設A以速度v0朝B運動,壓縮彈簧,當A、B速度相等時,B與C恰好相碰并粘在一起,然后繼續(xù)運動。假設B和C碰撞過程時間極短。求從A開始壓縮彈簧直至與彈簧分離的過程中:(1)整個系統(tǒng)損失的機械能;(2)彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能。123456789101112解析 (1)從A壓縮彈簧到A與B具有相同速度v1時,對A、B與彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒,有mv0=2mv1此時B與C發(fā)生完全非彈性碰撞,設碰撞后的瞬時速度為v2,損失的機械能為ΔE,對B、C組成的系統(tǒng),由動量守恒和能量守恒得mv1=2mv2123456789101112(2)由(1)可知v2