
1.命題角度:(1)動(dòng)量定理及應(yīng)用;(2)動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用;(3)碰撞模型及拓展.2.常用方法:柱狀模型法.3.??碱}型:選擇題、計(jì)算題.
考點(diǎn)一 動(dòng)量定理及應(yīng)用
考點(diǎn)二 動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用
考點(diǎn)三 碰撞模型及拓展
1.沖量的三種計(jì)算方法
2.動(dòng)量定理(1)公式:FΔt=mv′-mv(2)應(yīng)用技巧①研究對(duì)象可以是單一物體,也可以是物體系統(tǒng).②表達(dá)式是矢量式,需要規(guī)定正方向.③勻變速直線運(yùn)動(dòng),如果題目不涉及加速度和位移,用動(dòng)量定理比用牛頓第二定律求解更簡(jiǎn)捷.④在變加速運(yùn)動(dòng)中F為Δt時(shí)間內(nèi)的平均沖力.⑤電磁感應(yīng)問題中,利用動(dòng)量定理可以求解時(shí)間、電荷量或?qū)w棒的位移.
3.流體作用的柱狀模型對(duì)于流體運(yùn)動(dòng),可沿流速v的方向選取一段柱形流體,設(shè)在極短的時(shí)間Δt內(nèi)通過某一截面積為S的橫截面的
柱形流體的長(zhǎng)度為Δl,如圖所示.設(shè)流體的密度為ρ,則在Δt的時(shí)間內(nèi)流過該橫截面的流體的質(zhì)量為Δm=ρSΔl=ρSvΔt,根據(jù)動(dòng)量定理,流體微元所受的合外力的沖量等于該流體微元?jiǎng)恿康淖兓浚碏Δt=ΔmΔv,分兩種情況:(以原來(lái)流速v的方向?yàn)檎较?(1)作用后流體微元停止,有Δv=-v,代入上式有F=-ρSv2;(2)作用后流體微元以速率v反彈,有Δv=-2v,代入上式有F=-2ρSv2.
例1 (多選)(2022·廣東梅州市一模)如圖所示,學(xué)生練習(xí)用腳順球.某一次足球由靜止自由下落1.25 m,被重新順起,離開腳部后豎直上升的最大高度仍為1.25 m.已知足球與腳部的作用時(shí)間為0.1 s,足球的質(zhì)量為0.4 kg,重力加速度大小g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力,則A.足球下落到與腳部剛接觸時(shí)動(dòng)量大小為2 kg·m/sB.足球自由下落過程重力的沖量大小為4 kg·m/sC.足球與腳部作用過程中動(dòng)量變化量為零D.腳部對(duì)足球的平均作用力為足球重力的11倍
足球下落到與腳部剛接觸時(shí)的速度為v= =5 m/s,則足球下落到與腳部剛接觸時(shí)動(dòng)量大小為p=mv=2 kg·m/s,A正確;
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,足球離開腳部時(shí)的速度大小也是5 m/s,所以腳部與足球作用過程中,由動(dòng)量定理得(F-mg)Δt=mv-m(-v),解得F=11mg,足球自由下落過程重力的沖量大小為mg =2 N·s,B錯(cuò)誤,D正確;足球與腳部作用過程中動(dòng)量變化大小為Δp=mv-m(-v)=4 kg·m/s,C錯(cuò)誤.
例2 (2022·湖南衡陽(yáng)市一模)飛船在進(jìn)行星際飛行時(shí),使用離子發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,這種發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),由電極發(fā)射的電子射入稀有氣體(如氙氣),使氣體離子化,電離后形成的離子由靜止開始在電場(chǎng)中加速并從飛船尾部高速連續(xù)噴出,利用反沖使飛船本身得到加速.已知一個(gè)氙離子質(zhì)量為m,電荷量為q,加速電壓為U,飛船單位時(shí)間內(nèi)向后噴射出的氙離子的個(gè)數(shù)為N,從飛船尾部高速連續(xù)噴出氙離子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于飛船的質(zhì)量,則飛船獲得的反沖推力大小為
1.判斷守恒的三種方法(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力為0,如光滑水平面上的板-塊模型、電磁感應(yīng)中光滑導(dǎo)軌上的雙桿模型.(2)近似守恒:系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,如爆炸、反沖.(3)某一方向守恒:系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為0,則在該方向上動(dòng)量守恒,如滑塊-斜面(曲面)模型.
2.動(dòng)量守恒定律的三種表達(dá)形式(1)m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,作用前的動(dòng)量之和等于作用后的動(dòng)量之和(常用).(2)Δp1=-Δp2,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向.(3)Δp=0,系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零.
例3 (多選)(2020·全國(guó)卷Ⅱ·21)水平冰面上有一固定的豎直擋板,一滑冰運(yùn)動(dòng)員面對(duì)擋板靜止在冰面上,他把一質(zhì)量為4.0 kg的靜止物塊以大小為5.0 m/s的速度沿與擋板垂直的方向推向擋板,運(yùn)動(dòng)員獲得退行速度;物塊與擋板彈性碰撞,速度反向,追上運(yùn)動(dòng)員時(shí),運(yùn)動(dòng)員又把物塊推向擋板,使其再一次以大小為5.0 m/s的速度與擋板彈性碰撞.總共經(jīng)過8次這樣推物塊后,運(yùn)動(dòng)員退行速度的大小大于5.0 m/s,反彈的物塊不能再追上運(yùn)動(dòng)員.不計(jì)冰面的摩擦力,該運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量可能為A.48 kg B.53 kgC.58 kg D.63 kg
例4 (2022·湖南岳陽(yáng)市二模)如圖所示,質(zhì)量均為m的木塊A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一豎直輕桿,輕桿上端的O點(diǎn)系一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線,細(xì)線另一端系一質(zhì)量為m0的球C,現(xiàn)將球C拉起使細(xì)線水平伸直,并由靜止釋放球C,則下列說法不正確的是(重力加速度為g)
小球C下落到最低點(diǎn)時(shí),A、B將要開始分離,此過程水平方向動(dòng)量守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒有:m0gL= m0vC2+ ×2mvAB2,取水平向左為正方向,由水平方向動(dòng)量守恒得:m0vC=2mvAB ,
C球由靜止釋放到最低點(diǎn)的過程中,選B為研究對(duì)象,由動(dòng)量定理有IAB=mvAB=m0 ,故C錯(cuò)誤;
C球由靜止釋放到最低點(diǎn)的過程中,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)C對(duì)地向左水平位移大小為x1,A、B對(duì)地水平位移大小為x2,則有m0x1=2mx2,x1+x2=L,可解得x2= ,故D正確.
1.碰撞問題遵循的三條原則(1)動(dòng)量守恒:p1+p2=p1′+p2′.(2)動(dòng)能不增加:Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′.(3)速度要符合實(shí)際情況:若碰后同向,后方物體速度不大于前方物體速度.
2.兩種碰撞特點(diǎn)(1)彈性碰撞兩球發(fā)生彈性碰撞時(shí)應(yīng)滿足動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律.以質(zhì)量為m1、速度為v1的小球與質(zhì)量為m2的靜止小球發(fā)生彈性正碰為例,有m1v1=m1v1′+m2v2′
結(jié)論:①當(dāng)m1=m2時(shí),v1′=0,v2′=v1,兩球碰撞后交換了速度.②當(dāng)m1>m2時(shí),v1′>0,v2′>0,碰撞后兩球都沿速度v1的方向運(yùn)動(dòng).③當(dāng)m1<m2時(shí),v1′0,碰撞后質(zhì)量小的球被反彈回來(lái).④當(dāng)m1?m2時(shí),v1′=v1,v2′=2v1.(2)完全非彈性碰撞
3.碰撞拓展(1)“保守型”碰撞拓展模型
(2)“耗散型”碰撞拓展模型
例5 (2022·湖南卷·4)1932年,查德威克用未知射線轟擊氫核,發(fā)現(xiàn)這種射線是由質(zhì)量與質(zhì)子大致相等的中性粒子(即中子)組成.如圖,中子以速度v0分別碰撞靜止的氫核和氮核,碰撞后氫核和氮核的速度分別為v1和v2.設(shè)碰撞為彈性正碰,不考慮相對(duì)論效應(yīng),下列說法正確的是A.碰撞后氮核的動(dòng)量比氫核的小B.碰撞后氮核的動(dòng)能比氫核的小C.v2大于v1D.v2大于v0
設(shè)中子的質(zhì)量為m,則氫核的質(zhì)量也為m,氮核的質(zhì)量為14m,
設(shè)中子和氫核碰撞后中子速度為v3,取v0的方向?yàn)檎较颍?br/>聯(lián)立解得v1=v0,設(shè)中子和氮核碰撞后中子速度為v4,取v0的方向?yàn)檎较颍?br/>可得EkH>EkN,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
例6 (多選)(2022·河南省名校聯(lián)盟二模)如圖所示,豎直放置的半圓形軌道與水平軌道平滑連接,不計(jì)一切摩擦.圓心O點(diǎn)正下方放置為2m的小球A,質(zhì)量為m的小球B以初速度v0向左運(yùn)動(dòng),與小球A發(fā)生彈性碰撞.碰后小球A在半圓形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道,則小球B的初速度v0可能為(重力加速度為g)
A與B碰撞的過程為彈性碰撞,則碰撞的過程中動(dòng)量守恒,設(shè)B的初速度方向?yàn)檎较?,設(shè)碰撞后B與A的速度分別為v1和v2,則:mv0=mv1+2mv2,由能量守恒得:
若小球A恰好能通過最高點(diǎn),說明小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)恰由小球的重力提供向心力,設(shè)在最高點(diǎn)的速度為vmin,由牛頓第二定律得:
若小球A不能到達(dá)最高點(diǎn),則小球不脫離軌道時(shí),恰好到達(dá)與O等高處,由機(jī)械能守恒定律得:
可知若小球A不脫離軌道時(shí),
例7 (多選)(2022·河北邢臺(tái)市高三期末)如圖所示,在足夠大的光滑水平面上停放著裝有光滑弧形槽的小車,弧形槽的底端切線水平,一小球以大小為v0的水平速度從小車弧形槽的底端沿弧形槽上滑,恰好能到達(dá)弧形槽的頂端.小車與小球的質(zhì)量均為m,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力.下列說法正確的是A.弧形槽的頂端距底端的高度為B.小球離開小車后,相對(duì)地面做自由落體運(yùn)動(dòng)C.在小球沿小車弧形槽滑行的過程中,小車對(duì)小球做的功為D.在小球沿小車弧形槽滑行的過程中,合力對(duì)小車的沖量大小為mv0
經(jīng)分析可知,小球到達(dá)弧形槽頂端時(shí),小球與小車的速度相同(設(shè)共同速度大小為v),在小球沿小車弧形槽上滑的過程中,小球與小車組成
的系統(tǒng)水平方向上動(dòng)量守恒,有mv0=2mv,設(shè)弧形槽的頂端距底端的高度為h,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 mv02= ×2mv2+mgh,解得h= ,A正確;
設(shè)小球返回弧形槽的底端時(shí),小球與小車的速度分別為v1、v2,在小球沿小車弧形槽滑行的過程中,小球與小車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量
守恒,以v0的方向?yàn)檎较?,有mv0=mv1+mv2,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 ,解得v1=0,v2=v0,可知小球離開小車后,相對(duì)地面做自由落體運(yùn)動(dòng),B正確;根據(jù)動(dòng)能定理,在小球沿小車弧形槽滑行的過程中,小車對(duì)小球做的功W=0- ,C錯(cuò)誤;
根據(jù)動(dòng)量定理,在小球沿小車弧形槽滑行的過程中,合力對(duì)小車的沖量大小I=mv2-0=mv0,D正確.
例8 (2022·全國(guó)乙卷·25)如圖(a),一質(zhì)量為m的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接,靜止在光滑水平面上;物塊B向A運(yùn)動(dòng),t=0時(shí)與彈簧接觸,到t=2t0時(shí)與彈簧分離,第一次碰撞結(jié)束,A、B的v-t圖像如圖(b)所示.已知從t=0到t=t0時(shí)間內(nèi),物塊A運(yùn)動(dòng)的距離為0.36v0t0.A、B分離后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,與一直在水平面上運(yùn)動(dòng)的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,達(dá)到的最高點(diǎn)與前一次相同.斜面傾角為θ(sin θ=0.6),與水平面光滑連接.碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi).求(1)第一次碰撞過程中,彈簧彈性勢(shì)能的最大值;
當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧彈性勢(shì)能最大,此時(shí)A、B速度相等,即在t=t0時(shí)刻,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mB·1.2v0=(mB+m)v0根據(jù)能量守恒定律有
聯(lián)立解得mB=5m,Epmax=0.6 mv02
(2)第一次碰撞過程中,彈簧壓縮量的最大值;
答案 0.768v0t0
B接觸彈簧后,壓縮彈簧的過程中,A、B動(dòng)量守恒,有mB·1.2v0=mBvB+mvA對(duì)方程兩邊同時(shí)乘時(shí)間Δt,有6mv0Δt=5mvBΔt+mvAΔt0~t0之間,根據(jù)位移等于速度在時(shí)間上的累積,可得6mv0t0=5msB+msA,將sA=0.36v0t0代入可得sB=1.128v0t0則第一次碰撞過程中,彈簧壓縮量的最大值Δs=sB-sA=0.768v0t0
(3)物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).
物塊A第二次到達(dá)斜面的最高點(diǎn)與第一次相同,說明物塊A第二次與B分離后速度大小仍為2v0,方向水平
向右,設(shè)物塊A第一次滑下斜面的速度大小為vA′,取向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得mvA′-5m·0.8v0=m·(-2v0)+5mvB′根據(jù)能量守恒定律可得
方法一:設(shè)在斜面上滑行的長(zhǎng)度為L(zhǎng),上滑過程,根據(jù)動(dòng)能定理可得
下滑過程,根據(jù)動(dòng)能定理可得
方法二:根據(jù)牛頓第二定律,可以分別計(jì)算出滑塊A上滑和下滑時(shí)的加速度大小,
mgsin θ+μmgcs θ=ma上mgsin θ-μmgcs θ=ma下上滑時(shí)末速度為0,下滑時(shí)初速度為0,設(shè)在斜面上滑行的位移為L(zhǎng),
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移速度關(guān)系可得2a上L=(2v0)2-0,2a下L=vA′2聯(lián)立可解得μ=0.45.
1.(2022·廣西北海市一模)一輛總質(zhì)量為M(含人和沙包)的雪橇在水平光滑冰面上以速度v勻速行駛.雪橇上的人每次以相同的速度3v(對(duì)地速度)向行駛的正前方拋出一個(gè)質(zhì)量為m的沙包.拋出第一個(gè)沙包后,車速減為原來(lái)的 .下列說法正確的是A.每次拋出沙包前后,人的動(dòng)量守恒B.雪橇有可能與拋出的沙包發(fā)生碰撞C.雪橇的總質(zhì)量M與沙包的質(zhì)量m滿足M∶m=12∶1D.拋出第四個(gè)沙包后雪橇?xí)笸?br/>每次拋出沙包前后,雪橇(含人)和拋出的沙包總動(dòng)量守恒,故A錯(cuò)誤;拋出沙包后,雪橇的速度不會(huì)超過v,不可能再與拋出的沙包發(fā)生碰撞,故B錯(cuò)誤;規(guī)定雪橇的初速度方向?yàn)檎较?,?duì)拋出第一個(gè)沙包前后,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有Mv=(M-m) v+m·3v,得M=11m,故C錯(cuò)誤;拋出第四個(gè)沙包后雪橇速度為v1,由全過程動(dòng)量守恒得Mv=(M-4m)v1+4m·3v,將M=11m代入得v1=- ,故D正確.
2.(2022·江蘇無(wú)錫市普通高中高三期末)如圖所示,質(zhì)量為M=100 g的木板左端是一半徑為R=10 m的 光滑圓弧軌道,軌道右端與木板上表面在B處水平相連.質(zhì)量為m1=80 g的木塊置于木板最右端A處.一顆質(zhì)量為m2=20 g的子彈以大小為v0=100 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.已知子彈打進(jìn)木塊的時(shí)間極短,木板上表面水平部分長(zhǎng)度為L(zhǎng)=10 m,木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2.(1)求子彈打進(jìn)木塊過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能;
子彈打進(jìn)木塊過程,由動(dòng)量守恒定律有m2v0=(m1+m2)v1,解得v1=20 m/s,由能量守恒定律有
解得ΔE1=80 J.
(2)若木板固定,求木塊剛滑上圓弧時(shí)對(duì)圓弧的壓力;
答案 4 N,方向豎直向下
木塊從A端滑到B端過程,
木塊滑到B端時(shí),由牛頓第二定律有
聯(lián)立解得FN=4 N,根據(jù)牛頓第三定律可得F壓=FN=4 N,方向豎直向下.
(3)若木板不固定,地面光滑,求木塊上升的最大高度.
從開始至木塊在圓弧軌道上滑至最高過程中水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有m2v0=(m2+m1+M)v3,得v3=10 m/s,
子彈打進(jìn)木塊后至木塊在圓弧軌道上滑至最高過程中,根據(jù)能量守恒定律有
1.(2022·福建三明市高三期末)跑鞋的鞋墊通常選擇更軟、更有彈性的抗壓材料,以下說法中錯(cuò)誤的是A.鞋墊減小了人與地面的作用力B.鞋墊減小了人落地過程的動(dòng)量變化量C.鞋墊延長(zhǎng)了人與地面相互作用的時(shí)間D.鞋墊可將吸收的能量盡可能多地回饋給人
根據(jù)動(dòng)量定理有(F-mg)t=0-(-mv),解得F= +mg,鞋墊的作用是延長(zhǎng)了人與地面的作用時(shí)間t,減小了人和地面的作用力F,鞋墊的作用是將盡可能多的能量反饋給人,A、C、D正確;鞋墊沒有改變?nèi)说某鮿?dòng)量0,也沒有改變?nèi)说哪﹦?dòng)量mv,人落地過程的動(dòng)量變化量不變,B錯(cuò)誤.
2.(2022·湖南郴州市質(zhì)檢)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)小球A、B,帶有等量異種電荷,通過絕緣輕彈簧相連接,置于絕緣光滑的水平面上.突然加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,兩球A、B將由靜止開始運(yùn)動(dòng),對(duì)兩小球A、B和彈簧組成的系統(tǒng),在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,以下說法正確的是(設(shè)整個(gè)過程中不考慮電荷間庫(kù)侖力的作用,且彈簧不超過彈性限度)A.系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.彈簧彈力與靜電力大小相等時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能最大D.系統(tǒng)所受合外力的沖量不為零
加上電場(chǎng)后,兩球所帶電荷量相等而電性相反,兩球所受的靜電力大小相等、方向相反,則系統(tǒng)
所受靜電力的合力為零,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,由動(dòng)量定理可知,合外力沖量為零,故A正確,D錯(cuò)誤;加上電場(chǎng)后,靜電力分別對(duì)兩球做正功,兩球的動(dòng)能先增加,當(dāng)靜電力和彈簧彈力平衡時(shí),動(dòng)能最大,然后彈力大于靜電力,兩球的動(dòng)能減小,直到動(dòng)能均為0,彈簧最長(zhǎng)為止,但此過程中系統(tǒng)機(jī)械能一直都在增加,故B、C錯(cuò)誤.
3.(2022·湖北卷·7)一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),在前一段時(shí)間內(nèi)速度大小由v增大到2v,在隨后的一段時(shí)間內(nèi)速度大小由2v增大到5v.前后兩段時(shí)間內(nèi),合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功分別為W1和W2,合外力的沖量大小分別為I1和I2.下列關(guān)系式一定成立的是A.W2=3W1,I2≤3I1 B.W2=3W1,I2≥I1C.W2=7W1,I2≤3I1 D.W2=7W1,I2≥I1
4.(多選)(2022·河南省大聯(lián)考)如圖甲所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物塊連接在勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧兩端,放置在光滑的水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài),從t=0時(shí)刻開始,給A一個(gè)水平向右、大小為v0的初速度,A、B運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,已知兩物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像具有對(duì)稱性,且為正、余弦曲線.彈簧的彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)和彈簧的形變量之間的關(guān)系為Ep= kx2,彈簧始終在彈性限度內(nèi),結(jié)合所給的信息分析,下列說法正確的是
A.t1時(shí)刻彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),t2時(shí)刻彈簧的壓縮量最大B.在0~t2的時(shí)間內(nèi),彈簧對(duì)B做的功為C.t1時(shí)刻,若A的速度v1與B的速度v2之差為Δv,則此時(shí)A與B的動(dòng)能之差為 mv0ΔvD.t2時(shí)刻彈簧的形變量為
分析A、B的運(yùn)動(dòng)過程,可知t1時(shí)刻A、B間的距離正在增大,彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),t2時(shí)刻A、B間的距離最小,彈簧的壓縮量最大,A正確;
0~t1時(shí)間內(nèi),由動(dòng)量守恒定律有mv0=mv1+mv2,A與B的動(dòng)能之差ΔEk= ,結(jié)合v1-v2=Δv,可得ΔEk= mv0Δv,C正確;
5.(多選)(2022·山東煙臺(tái)市高三期末)如圖所示,質(zhì)量為3m的小球B靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m、速度為v的小球A與小球B發(fā)生正碰,碰撞可能是彈性的,也可能是非彈性的,因此碰撞后小球B的速度可能有不同的值.碰撞后小球B的速度大小可能是
若A、B發(fā)生的是彈性碰撞,對(duì)A、B碰撞過程由動(dòng)量守恒定律可得mv=mv1+3mv2,
若A、B發(fā)生的是完全非彈性碰撞,則碰后兩者共速,
根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得mv=(m+3m)v′,解得碰撞后小球B的速度大小為v′= v,
6.(多選)(2022·山東濟(jì)南市、聊城市等高三學(xué)情檢測(cè))如圖所示,金屬塊內(nèi)有一個(gè)半徑為R的光滑圓形槽,金屬塊放在光滑水平面上且左邊挨著豎直墻壁.一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從離金屬塊左上端R處?kù)o止下落,沿圓槽切線方向進(jìn)入圓槽內(nèi),小球到達(dá)最低點(diǎn)后繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),恰好不能從圓形槽的右端沖出.已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.下列說法正確的是A.小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),小球?qū)饘賶K的壓力 大小為5mgB.金屬塊的質(zhì)量為mC.小球第二次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為D.金屬塊運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為
小球從靜止到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程,
根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)饘賶K的壓力大小為FN′=FN,聯(lián)立解得FN′=5mg,A正確;小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)至小球到達(dá)圓形槽右端過程,小球和金屬塊水平方向動(dòng)量守恒,則有mv0=(m+M)v,
小球第二次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中,水平方向動(dòng)量守恒,即有mv0=Mv1+mv2,
7.(多選)(2022·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三檢測(cè))在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上,物塊A、B、C位于同一直線上,A位于B、C之間,A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,且m= M,若開始時(shí)三者均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)給A一個(gè)向右的沖量I,物塊間的碰撞都可以看作是彈性碰撞,關(guān)于A與B、C間發(fā)生碰撞的分析正確的是A.A與B、C之間只能各發(fā)生一次碰撞B.A、B之間只能發(fā)生一次碰撞,A、C之間可以發(fā)生兩次碰撞C.A、C之間只能發(fā)生一次碰撞,A、B之間可以發(fā)生兩次碰撞D.A、C第一次碰撞后,C速度大小為vC1=
選取向右為正方向,設(shè)A、C碰撞之前A的速度為vA,第一次A、C碰撞之后,A的速度為vA1,C的速度為vC1,對(duì)物塊A,根據(jù)動(dòng)量定理有I=mvA,A、C發(fā)生彈性碰撞,碰撞過程由系統(tǒng)的動(dòng)量守恒有mvA=mvA1+MvC1,
由上述分析可知,A、C碰撞之后,A反向彈回,則A和B可以發(fā)生碰撞,
則vA2mBC.B運(yùn)動(dòng)后,彈簧的最大形變量等于xD.S1-S2=S3
由于在0~t1時(shí)間內(nèi),物體B靜止,則對(duì)B受力分析有F墻=F彈,則墻對(duì)B的沖量大小等于彈簧對(duì)B的沖量大小,
而彈簧既作用于B也作用于A,則可將研究對(duì)象轉(zhuǎn)換為A,撤去F后A水平方向只受彈力作用,則根據(jù)動(dòng)量定理有I=mAv0(方向向右),則墻對(duì)B的沖量與彈簧對(duì)A的沖量大小相等、方向相同,A正確;
由a-t圖像可知t1后彈簧被拉伸,在t2時(shí)刻彈簧的伸長(zhǎng)量達(dá)到最大,根據(jù)牛頓第二定律有
F彈=mAaA=mBaB,由題圖(b)可知aB>aA,則mB0
13.(2022·江蘇揚(yáng)州市高三期末)如圖所示,冰壺隊(duì)在某次訓(xùn)練中,藍(lán)壺靜止在大本營(yíng)Q處,質(zhì)量相等的紅壺與藍(lán)壺發(fā)生正碰,最終分別停在M點(diǎn)和N點(diǎn),下列說法正確的是A.碰后兩壺所受摩擦力的沖量相同B.碰后藍(lán)壺速度約為紅壺速度的4倍C.紅壺碰前速度約為碰后速度的3倍D.碰撞過程兩壺組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
碰后兩壺運(yùn)動(dòng)距離不相同,所以碰后兩球速度不相同,根據(jù)動(dòng)量定理可判斷出碰后兩壺所受摩擦力的沖量不相同,A錯(cuò)誤;碰后紅壺運(yùn)動(dòng)的距離為x1=R2-R1=0.61 m,
藍(lán)壺運(yùn)動(dòng)的距離為x2=2R2=2.44 m,二者質(zhì)量相同,假設(shè)二者碰后的所受摩擦力相同,則二者做減速運(yùn)動(dòng)的加速度也相同,
即碰后藍(lán)壺速度約為紅壺速度的2倍,B錯(cuò)誤;
這是一份新高考物理二輪復(fù)習(xí)講義課件 第1部分 專題2 第5講 功與功率 功能關(guān)系(含解析),共60頁(yè)。PPT課件主要包含了內(nèi)容索引,高考預(yù)測(cè),專題強(qiáng)化練,功率的分析與計(jì)算,功能關(guān)系及應(yīng)用等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考物理二輪復(fù)習(xí)講義課件 第1部分 專題1 第3講 拋體運(yùn)動(dòng)(含解析),共60頁(yè)。PPT課件主要包含了第3講拋體運(yùn)動(dòng),內(nèi)容索引,考點(diǎn)二平拋運(yùn)動(dòng),高考預(yù)測(cè),專題強(qiáng)化練,考點(diǎn)三斜拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的合成與分解,平拋運(yùn)動(dòng),斜拋運(yùn)動(dòng),答案40m等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份新高考物理二輪復(fù)習(xí)講義課件 第1部分 專題1 第1講 力與物體的平衡(含解析),共60頁(yè)。PPT課件主要包含了內(nèi)容索引,考點(diǎn)一靜態(tài)平衡問題,考點(diǎn)二動(dòng)態(tài)平衡問題,高考預(yù)測(cè),專題強(qiáng)化練,靜態(tài)平衡問題,動(dòng)態(tài)平衡問題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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