高考物理总复习 第6单元 动量 专题训练（5）力学观点综合应用.doc

专题训练(五)专题5力学观点综合应用时间 / 40分钟基础巩固1.2017湖南株洲一模 如图z5-1甲所示,质量为2 kg的物体受水平拉力f的作用,在粗糙水平面上做加速直线运动,其a-t图像如图乙所示,已知t=0时其速度大小为2 m/s,所受滑动摩擦力的大小恒为2 n,则()图z5-1a.在t=6 s的时刻,物体的速度为18 m/sb.在06 s时间内,合力对物体做的功为400 jc.在06 s时间内,拉力对物体的冲量为36 n sd.在t=6 s的时刻,拉力f的功率为200 w2.(多选)2017哈尔滨三中验收考试 矩形滑块由上、下两层不同的材料粘在一起组成,放置在光滑的水平面上,子弹水平射向滑块,若击中的是滑块上层,子弹刚好不穿出,若击中的是滑块下层,子弹刚好完全嵌入,如图z5-2所示.从子弹击中滑块到与滑块相对静止的过程中,下列说法中正确的是()图z5-2a.两种情况下子弹对滑块做的功一样多b.若子弹击中滑块的上层,则子弹对滑块做的功较多c.两种情况下滑块所受的水平方向的冲量一样大d.两种情况下子弹击中并嵌入木块的过程中,系统产生相同的热量3.(多选)2017黑龙江双鸭山一中模拟 如图z5-3所示,光滑水平面上的三个小球a、b、c的质量均为m,小球b、c与轻弹簧相连且静止,小球a以速度v0冲向小球b,与之相碰并粘在一起运动.在整个运动过程中,下列说法正确的是()图z5-3a.三个小球与弹簧组成的系统动量守恒,机械能不守恒b.三个小球与弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒c.当小球b、c速度相等时,弹簧弹性势能最大d.当弹簧恢复原长时,小球c的动能一定最大,小球b的动能一定不为零4.2017山东聊城一中三模拟 如图z5-4所示,光滑的水平面上有一质量m=9 kg的木板,其右端恰好和光滑固定的圆弧轨道ab的底端等高对接(木板的水平上表面与圆弧轨道相切),木板右端放有一质量m0=2 kg的物体c(可视为质点),已知圆弧轨道半径r=0.9 m.现将一质量m=4 kg的小滑块(可视为质点)由圆弧轨道的a端无初速度释放,滑块滑到b端后冲上木板,并与木板右端的物体c粘在一起在木板上向左滑行,最后恰好不从木板左端滑出.已知小滑块与木板上表面的动摩擦因数1=0.25,物体c与木板上表面的动摩擦因数2=0.1,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)小滑块到达圆弧的b端时对轨道的压力大小;(2)木板的长度l.图z5-45.如图z5-5所示,某时刻质量m1=50 kg的人站在质量m2=10 kg的小车上,推着质量m3=40 kg的铁箱一起以大小为2 m/s的速度v0在水平地面沿直线运动到a点,迅速将铁箱推出,推出后人和车刚好停在a点,铁箱向右运动,与距a点s=0.25 m的竖直墙壁发生碰撞后被弹回,碰撞过程中存在能量损失,铁箱弹回时的速度大小是碰撞前的二分之一,当其回到a点时又被人接住,之后人、小车、铁箱一起向左运动.已知小车、铁箱受到的摩擦力均为其对地面压力的,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)人推出铁箱时对铁箱做的功;(2)人、小车和铁箱停止运动时距a点的距离.图z5-5技能提升6.2017长春质检 如图z5-6所示,一根轻弹簧水平放置,左端固定在a点,右端与一个质量m1=1 kg的物块p接触但不相连.ab是水平轨道,b端与半径r=0.8 m的竖直光滑半圆轨道bcd的底部相切,d是半圆轨道的最高点.质量m2=1 kg的物块q静止于b点.用外力缓慢向左推动物块p,使弹簧压缩(弹簧始终处于弹性限度内),使物块p静止于距b端l=2 m处.现撤去外力,物块p被弹簧弹出后与物块q发生正碰,碰撞前物块p已经与弹簧分开且碰撞时间极短,碰撞后两物块粘到一起,恰好能沿半圆轨道运动到d点.物块p与ab间的动摩擦因数=0.5,物块p、q均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2.求:(1)物块p与物块q发生碰撞前瞬间的速度大小;(2)释放物块p时弹簧的弹性势能ep.图z5-67.2017安徽黄山质检 如图z5-7所示,小车置于光滑的水平面上,轻质弹簧的右端固定在挡板上,左端拴接一个在小车上的物块b,小车质量m=3 kg,ao部分粗糙且长度l=2 m,ob部分光滑.另一个物块a在小车的最左端,和小车一起以大小为4 m/s的速度v0向右匀速运动,与小车ao部分间的动摩擦因数=0.3,小车撞到固定挡板的瞬间速度变为零,但不与挡板粘连.已知车ob部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,a、b两物块的质量均为m=1 kg且均可看作质点,a、b碰撞时间极短,碰后一起向右运动,但不粘连.g取10 m/s2.求:(1)物块a与b碰后瞬间的速度大小;(2)当物块a相对小车静止时小车右端b到挡板的距离;(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到o点的距离.图z5-7挑战自我8.2017河南济源二模 如图z5-8所示,长木板b的质量m2=1 kg,静止于粗糙的水平地面上,质量m3=1 kg的物块c(可视为质点)静止于长木板的最右端,质量m1=0.5 kg的物块a从距离长木板b左侧l=9.5 m处以大小为10 m/s的初速度v0沿直线正对着长木板运动,一段时间后物块a与长木板b发生弹性正碰(时间极短),之后三者发生相对运动,整个过程物块c始终在长木板上.已知物块a及长木板与地面间的动摩擦因数均为1=0.1,物块c与长木板间的动摩擦因数2=0.2,物块c与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,求:(1)碰后瞬间物块a和长木板b的速度;(2)长木板b的最小长度和最终物块a到长木板左侧的距离.图z5-8专题训练(五)1.d解析 类比速度时间图像中位移的表示方法可知,速度变化量大小在加速度时间图像中由图线与横轴所围面积表示,在06 s内v=18 m/s,已知v0=2 m/s,则物体在t=6 s时的速度v=20 m/s,a错误;由动能定理可知,在06 s内,合力做的功w=396 j,b错误;由动量定理可知if-ft=mv-mv0,解得拉力对物体的冲量if=48 ns,c错误;在6 s末,由牛顿第二定律有f-f=ma,解得f=10 n,所以拉力的功率p=fv=200 w,d正确.2.acd解析 根据动量守恒定律得mv=(m+m)v共,则无论子弹击中上层还是下层,滑块的最终速度相同,滑块动能的增量等于子弹对其做的功,所以两种情况下子弹对滑块做的功一样多,a正确,b错误;根据i=mv共可得两次滑块所受的水平方向的冲量一样大,c正确;子弹击中并嵌入下层或上层的过程中,系统产生的热量都等于系统减少的动能,系统减少的动能相同,故产生的热量也相同,故d正确.3.acd解析 在整个运动过程中,系统所受的合外力为零,动量守恒,a与b碰撞的过程中系统机械能减小,故a正确,b错误;当小球b、c速度相等时,弹簧的形变量最大,弹性势能最大,故c正确;当弹簧恢复原长时,小球c的动能一定最大,根据动量守恒和机械能守恒分析可知,小球b的动能一定不为零,故d正确.4.(1)120 n(2)1.2 m解析 (1)小滑块从a端下滑到b端的过程中,机械能守恒mgr=解得v0=3 m/s小滑块到达圆弧轨道的b端时,由牛顿第二定律得fn-mg=m解得轨道对小滑块的支持力fn=120 n由牛顿第三定律可知,小滑块对轨道的压力大小为120 n.(2)小滑块滑上木板后与木板右端的物体c发生碰撞,以向左为正方向,设碰撞后二者共同的速度为v1,则mv0=(m+m0)v1解得v1=2 m/s滑块、物体c以及木板三者组成的系统在水平方向上动量守恒,设三者的末速度为v2,由动量守恒定律有(m+m0)v1=(m+m0+m)v2由能量守恒定律得(1m+2m0)gl=(m+m0)(m+m+m0)解得l=1.2 m.5.(1)420 j(2)0.2 m解析 (1)对人推出铁箱的过程,由动量守恒定律得v0=m3v1解得v1=5m/s由动能定理,可知人推出铁箱时对铁箱做的功w=420 j.(2)设铁箱与墙壁相碰前瞬间的速度为v2,再次滑到a点时速度为v3,根据动能定理得- -解得v2=2 m/s,v3= m/s设人、小车、铁箱一起向左运动的速度为v4,根据动量守恒定律得m3v3=v4解得v4= m/s根据动能定理得-(m1+m2+m3)gx=0-(m1+m2+m3)解得x=0.2 m.6.(1)4 m/s(2)90 j解析 (1)设物块p与物块q发生碰撞前瞬间的速度大小为v0,碰后瞬间二者速度大小为v1,两物块沿半圆轨道运动到d点时的速度大小为v2,两物块恰好沿半圆轨道运动到d点,有 (m1+m2)g=(m1+m2)对两物块从b点运动到d点的过程,由动能定理得-(m1+m2)g2r=(m1+m2)(m1+m2)解得v1=2 m/s物块p与物块q碰撞的过程中动量守恒,有m1v0=(m1+m2)v1解得物块p与物块q发生碰撞前瞬间的速度v0=4 m/s.(2)从释放点至b点,对物块p,由动能定理得w-m1gl=-0解得ep=w=90 j.7.(1)1 m/s(2)0.031 25 m(3)0.125 m解析 (1)对物块a,由动能定理得-mgl=解得a与b碰前瞬间速度v1=2 m/sa、b碰撞过程中动量守恒,以a的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv1=2mv2解得v2=1 m/s.(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离,a以速度v2=1 m/s在小车上向左滑动,a与b分离后至与车同速的过程中,a与小车组成的系统在水平方向上动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得mv2=(m+m)v3解得v3=0.25 m/s对小车,由动能定理得mgx车=解得物块a与小车同速时小车b端到挡板的距离x车= m=0.031 25 m.(3)对a与小车组成的系统,由能量守恒定律得mgx=(m+m)解得物块a与小车相对静止时在小车上的位置与o点的距离x= m=0.125 m.8.(1)3 m/s,向左6 m/s,向右(2)3 m10.5 m解析 (1)设物块a与木板b碰撞前瞬间的速度为v.由动能定理得-1m1gl=解得v=9 m/s物块a与长木板b发生弹性正碰,设碰撞后瞬间两者的速度分别为v1和v2,取向右为正方向,由动量守恒定律有m1v=m1v1+m2v2由机械能守恒定律有联立解得v1=-3 m/s,v2=6 m/s.(2)a、b碰撞后,b减速,c加速,b、c达到共同速度之前,根据牛顿第二定律对木板b,有-1(m2+m3)g-2m3g=m2a1对物块c,有2m3g=m3a2设从a、b碰撞后到