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类型2019年度高考物理一轮复习第六章动量动量守恒定律专题强化七动力学动量和能量观点在力学中的应用课时达标训练.doc

  • 上传人(卖家):flying
  • 文档编号:34662
  • 上传时间:2018-08-15
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    资源描述:

    1、【 精品教育资源文库 】 能力课 动量和能量观点的综合应用 1 (2018 江西南昌十校二模 )如图 1 所示,光滑水平面上放着质量都为 m 的物块 A 和 B, A 紧靠着固定的竖直挡板, A、 B 间夹一个被压缩的轻弹簧 (弹簧与 A、 B 均不拴接 ),用手挡住 B 不动,此时弹簧弹性势能为 92mv20,在 A、 B 间系一轻质细绳,细绳的长略大于弹簧的自然长度。放手后绳在短暂时间内被拉断,之后 B 继续向右运动,一段时间后与向左匀速运动、速度为 v0的物块 C 发生碰撞,碰后 B、 C 立刻形成粘合体并停止运动, C 的质量为 2m。求: 图 1 (1)B、 C 相撞前一瞬间 B

    2、的速度 大小; (2)绳被拉断过程中,绳对 A 所做的 W。 解析 (1)B 与 C 碰撞过程中动量守恒 mvB 2mv0 解得: vB 2v0 (2)弹簧恢复原长时,弹性势能全部转化为物块 B 的动能,则 Ep 12mv2B0 解得: vB0 3v0 绳子拉断过程, A、 B 系统动量守恒 mvB0 mvB mvA 解得: vA v0 绳对 A 所做的功为 W 12mv2A 12mv20 答案 (1)2v0 (2)12mv20 2 (2018 贵州八校联盟二模 )如图 2 所示,在平直轨道上 P 点静止放置一个质量为 2m 的物体 A, P 点左侧粗糙,右侧光滑。现有一颗质量为 m 的子弹以

    3、 v0的水平速 度射入物体 A 并和物体 A 一起滑上光滑平面,与前方静止物体 B 发生弹性正碰后返回,在粗糙面滑行距离 d 停下。已知物体 A 与粗糙面之间的动摩擦因数为 v2072gd,求: 【 精品教育资源文库 】 图 2 (1)子 弹与物体 A 碰撞过程中损失的机械能; (2)B 物体的质量。 解析 (1)设子弹与物体 A 的共同速度为 v,由动量守恒定律有 mv0 3mv, 则该过程损失的机械能 E 12mv20 123 mv2 13mv20。 (2)以子弹、物体 A 和物体 B 为系统,设 B 的质量为 M,碰后子弹和物体 A 的速度为 v1,物体 B 的速度为 v2,由动量守恒

    4、定律有 3mv Mv2 3mv1, 碰撞过程机械能守恒,有 123 mv2 123 mv21 12Mv22, 从子弹与物体 A 滑上粗糙面到停止,由能量守恒定律有 3mgd 123 mv21, 又 v2072gd, 综上可解得 M 9m。 答案 (1)13mv20 (2)9m 3 (2018 河北正定模拟 )如图 3 所示,半径为 R 的四分之三光滑圆轨道竖直放置, CB 是竖直直径, A 点与圆心等高,有小球 b 静止在轨道底部,小球 a 自轨道上方某一高度处由静止释放自 A 点与轨道相切进入竖直圆轨道, a、 b 小球直径相等、质量之比为 31 ,两小球在轨道底部发生弹性正碰后小球 b 经

    5、过 C 点水平抛出落在离 C 点水平距离为 2 2R 的地面上,重力加速度为 g,小球均可视为质点。求 图 3 (1)小球 b 碰后瞬间的速度; 【 精品教育资源文库 】 (2)小球 a 碰后在轨道中能上升的最大高度。 解析 (1)b 小球从 C 点抛出做平抛运动,有 12gt2 2R 解得 t 4Rg 小球 b 做平抛运动的水平位移 x vCt 2 2R 解得 vC 2gR 根据机械能守恒有 12mbv2b 12mbv2C 2mbgR 可知小球 b 在碰后瞬间的速度 vb 6gR (2)a、 b 两小球相碰,由动量守恒得: mava mava mbvb a、 b 两小球发生弹性碰撞,由机械

    6、能守恒得: 12mav2a 12mava 2 12mbv2b 又 ma 3mb 解得: va 23vb, va 12va 13vb 可得: va 6gR3 ,小球 a 在轨道内运动,不能到达圆心高度,所以小球 a 不会脱离轨道,只能在轨道内来回滚动,根据机械能守恒可得 12mava 2 magh 解得 h R3 答案 (1) 6gR (2)13R 4如图 4 所示的水平轨道中, AC 段的中点 B 的正上方有一探测器, C 处有一竖直挡板,物体 P1沿轨道向右以速度 v1与静止在 A 点的物体 P2碰撞,并接合成复合体 P,以此碰撞时刻为计时零点,探测器只在 t1 2 s至 t2 4 s 内工

    7、作。已知 P1、 P2的质量均为 m 1 kg, P 与 AC 间的动摩擦因数为 0.1, AB 段长 L 4 m,g 取 10 m/s2, P1、 P2和 P 均视为质点, P 与挡板的碰撞为弹性碰撞。 图 4 (1)若 v1 6 m/s,求 P1、 P2碰后瞬间的速度大小 v 和碰撞损失的动能 E; (2)若 P 与挡板碰后,能在探测器的工作时间内通过 B 点,求 v1的取值范围和 P 向左经过 A 点时的最大动【 精品教育资源文库 】 能 E。 解析 (1)P1和 P2碰 撞过程动量守恒,有 mv1 2mv, 解得 v v12 3 m/s。 碰撞过程中损失的动能为 Ek 12mv21

    8、12(2m)v2 9 J。 (2)由于 P 与挡板的碰撞为弹性碰撞,故 P 在 AC 间的运动可等效为匀减速直线运动, 加速度大小为 a g 1 m/s2, 根据运动学公式有 vB v at, v2B v2 2a3 L,又因为 v v12。 当 t 2 s 时通过 B 点,解得 v1 14 m/s; 当 t 4 s 时通过 B 点,解得 v1 10 m/s。 综上可得 v1的取值范围为 10 m/s v114 m/s 。 设向左经过 A 点的最大速度为 vA,则 v1 14 m/s 时有此最大速度,由 v2A v2B 2aL, 得 v2A 17 m2/s2。 则通过 A 点的最大动能为 E 1

    9、2(2m)v2A 17 J。 答案 (1)3 m/s 9 J (2)10 m/s v114 m/s 17 J 5如图 5 所示,光滑半圆形轨道 MNP 竖直固定在水平面上,直径 MP 垂直于水平面,轨道半径 R 0.5 m。质量为 m1的小球 A 静止于轨道最低点 M,质量为 m2的小球 B 用长度为 2R 的细线悬挂于轨道最高点 P。现将小球 B 向左拉起,使细线水平 ,以竖直向下的速度 v0 4 m/s 释放小球 B,小球 B 与小球 A 碰后粘在一起恰能沿半 圆形轨道运动到 P 点。两球可视为质点, g 10 m/s2,试求: 图 5 (1)B 球与 A 球相碰前的速度大小; (2)A、 B 两球的质量之比 m1 m2。 解析 (1)设 B 球与 A 球碰前速度为 v1,碰后两球的速度为 v2。 B 球摆下来的过程中机械能守恒 12m2v20 m2g2 R 12m2v21 解得 v1 6 m/s 【 精品教育资源文库 】 (2)碰后两球恰能运动到 P 点,则 (m1 m2)g (m1 m2)v2PR 得 vP gR 5 m/s 碰后两球沿圆弧运动机械能守恒 12(m1 m2)v22 12(m1 m2)v2P (m1 m2)g2 R 解得 v2 5 m/s 两球碰撞过程中动量守恒 m2v1 (m1 m2)v2 解得 m1 m2 15 答案 (1)6 m/s (2)15

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