高考物理一轮复习 课时跟踪检测29 热点专题7 动量和能量观点的综合应用.doc

课时跟踪检测二十九热点专题7 动量和能量观点的综合应用1(2017届长春质检)如图所示，在光滑的水平面上静止着一个质量为4m的木板b，b的左端静止着一个质量为2m的物块a，已知a、b之间的动摩擦因数为，现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与a物块碰撞后立即以大小为v0的速率弹回，在整个过程中物块a始终未滑离木板b，且物块a可视为质点，求：(1)相对b静止后的速度；(2)木板b至少多长？解析：(1)设小球m与物块a碰撞后a的速度为v1，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得mv0mv02mv1设物块a与木板b共同的速度为v2由动量守恒定律得2mv1(2m4m)v2.解上两式可得v1v0，v2v0.(2)设a在b上滑过的距离为l，由能的转化和守恒定律得2mgl2mv(2m4m)v解得l.答案：(1)v0(2)2从地面竖直向上发射一枚礼花弹，当上升速度为30 m/s时，距地面高度为150 m，恰好此时礼花弹炸开，分裂成质量相等的两部分，其中一部分经5 s落回发射点，求：(1)另一部分炸开时的速度；(2)另一部分落点位置和落回地面的时间解析：(1)在距离地面150米高处自由下落到地面，由hgt，解得所用时间为t0 s，大于5 s，说明经t15 s落回发射点的弹片炸开时具有向下的速度，做竖直下抛运动hv1t1gt，解得v15 m/s.礼花弹炸开，动量守恒，设向上为正方向，v0是爆炸前的速度，v1是爆炸后上升部分的速度，由动量守恒定律，mv00.5mv20.5mv1解得v265 m/s.(2)另一部分做竖直上抛运动，落回到抛出点由hv2t2gt，解得t2 s.舍弃负值，得t2 s.答案：(1)65 m/s(2) s3.平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车上的a点，距货厢水平距离为l4 m，如图所示人的质量为m，车连同货厢的质量为m4m，货厢高度为h1.25 m(g取10 m/s2)求：(1)车在人跳出后到落到a点期间的反冲速度；(2)车在地面上移动的位移是多少？人落在a点并站定以后，车还运动吗？解析：(1)人从货厢边跳离的过程，系统(人、车和货厢)的动量守恒，设人的水平速度是v1，车的反冲速度是v2，则mv1mv20，解得v2v1/4，人跳离货厢后做平抛运动，车以v2做匀速运动，由hgt2，解得运动时间为t0.5 s.在这段时间内人的水平位移x1和车的位移x2分别为x1v1t，x2v2t，由图可知x1x2l，即v1tv2tl，联立解得v2 m/s1.6 m/s.(2)车的水平位移x2为x2v2t1.60.5 m0.8 m，人落到车上a点的过程，系统水平方向的动量守恒，人落到车上前的水平速度仍为v1，车的速度为v2，落到车上后设它们的共同速度为v，根据水平方向动量守恒得mv1mv2(mm)v，则v0.故人落到车上a点站定后车的速度为零答案：(1)1.6 m/s(2)0.8 m不运动4.如图所示，在固定的光滑水平杆上，套有一个质量为m0.5 kg的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为m1.98 kg的木块，现有一质量为m020 g的子弹以v0100 m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间，g取10 m/s2)，求：(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；(2)木块所能达到的最大高度解析：(1)子弹射入木块过程，系统的动量守恒，取向右方向为正方向，根据动量守恒定律得m0v0(m0m )v得v1 m/s机械能只在该过程有损失，损失的机械能为em0v(m0m)v299 j.(2)木块(含子弹)在向上摆动过程中，以木块(含子弹)和圆环木块(含子弹)和圆环组成的系统为研究对象，根据系统水平方向的动量守恒得，(m0m)v(m0mm)v解得v0.8 m/s木块(含子弹)向上摆动过程中，根据机械能守恒定律有：(m0m )v2(m0mm)v2(m0m )gh联立解得h0.01 m.答案：(1)99 j(2)0.01 m5(2017届河北定州中学第一学期高三周练试题(一)在相互平行且足够长的两根水平光滑的硬杆上，穿着三个半径相同的刚性球a、b、c，三球的质量分别为ma1 kg、mb2 kg、mc6 kg，初状态bc球之间连着一根轻质弹簧并处于静止，b、c连线与杆垂直并且弹簧刚好处于原长状态，a球以v09 m/s的速度向左运动，与同一杆上的b球发生完全非弹性碰撞(碰撞时间极短)，求：(1)a球与b球碰撞中损耗的机械能；(2)在以后的运动过程中弹簧的最大弹性势能；(3)在以后的运动过程中b球的最小速度解析：(1)a、b发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有mav0(mamb)v1碰后a、b的共同速度v1v03 m/s损失的机械能emav(mamb)v27 j.(2)a、b、c系统所受合外力为零，动量守恒，机械能守恒，三者速度相同时，弹簧的弹性势能最大根据动量守恒定律有(mamb)v1(mambmc)v2三者共同速度v2v11 m/s最大弹性势能epm(mamb)v(mambmc)v9 j.(3)三者第一次有共同速度时，弹簧处于伸长状态，a、b在前，c在后此后c向左加速，a、b的加速度沿杆向右，直到弹簧恢复原长，故a、b继续向左减速，若能减速到零则再向右加速弹簧第一次恢复原长时，取向左为正方向，根据动量守恒定律有(mamb)v1(mamb)v3mcv4根据机械能守恒定律：(mamb)v(mamb)vmcv此时a、b的速度v3 v11 m/s，c的速度v4v12 m/s可知碰后a、b已由向左的共同速度v13 m/s减小到零后反向加速到向右的1 m/s，故b的最小速度为0.答案：(1)27 j(2)9 j(3)06(2017届天津静海一中质检)如图所示是固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽，槽口向上(图为俯视图)槽内放置一个木质滑块，滑块的左半部是半径为r的半圆柱形光滑凹槽，木质滑块的宽度为2r，比“”形槽的宽度略小现有半径r(rr)的金属小球以水平初速度v04 m/s冲向滑块，从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入已知金属小球的质量为m1 kg，木质滑块的质量为m3 kg，整个运动过程中无机械能损失求：(1)当金属小球滑离木质滑块时，金属小球的速度v1和木质滑块的速度v2各是多大；(2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端a点时，金属小球的对地速度大小解析：(1)设滑离时小球和滑块的速度分别为v1和v2，选择向右为正方向，由动量守恒：mv0mv1mv2又mvmvmv得v12 m/s，v22 m/s即金属小球和木质滑块的速度的大小均为2 m/s.(2)设小球过a点时沿轨道方向两者有共同速度v，沿切向方向速度为v则mv0(mm)vmvm(v2v2)mv2得v1 m/s，v2 m/s金属小球的对地速度大小v合 m/s.答案：(1)v12 m/sv22 m/s(2) m/s7.(2016届河南平顶山新乡许昌三模)如图所示，ab为光滑的斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道bc相连接，小球乙静止于水平轨道上一个质量大于小球乙的小球甲以水平速度v0与乙球发生弹性正碰，碰后乙球沿水平轨道滑向斜面轨道ab.求：在甲、乙发生第二次碰撞之前，乙球在斜面上能达到最大高度的范围(设斜面轨道足够长，重力加速度为g)解析：设甲球的质量为m，乙球的质量为m，由甲、乙两球发生弹性正碰，动量守恒，能量守恒，有：mv0mv1mv2mvmvmv解得v2当m远大于m时，v22v0当mm时，v2v0，由乙球碰后，滑上斜面过程中机械能守恒得mvmgh解得h所以有v0v22v0h.答案：h8在光滑水平面上有n个完全相同的小物快(可看作质点)沿一直线排列，相邻两物快间距均为s，开始物块1以初速度v0向物块2运动，碰撞后粘在一起，又向物块3运动，碰撞后粘在一起，如此进行碰撞(1)最后物块n的速度vn多大？(2)从物块1开始运动计时，到物块n刚开始运动，经历多长时间？每次碰撞所用时间不计解析：(1)对n个完全相同的小物块组成系统，符合动量守恒条件，因最后粘在一起，由动量守恒定律，mv0nmvn，解得vnv0/n.(2)从物块1开始运动，到与物块碰撞，需要时间t1.物块1与