（全国通用）2019版高考物理一轮复习 第六章 动量 动量守恒定律 微专题50 力学三大规律的综合应用备考精炼.doc

50 力学三大规律的综合应用方法点拨做好以下几步：确定研究对象，进行运动分析和受力分析；分析物理过程，按特点划分阶段；选用相应规律解决不同阶段的问题，列出规律性方程1(2018广东东莞模拟)如图1所示，某超市两辆相同的手推购物车质量均为m、相距l沿直线排列，静置于水平地面上为节省收纳空间，工人给第一辆车一个瞬间的水平推力使其运动，并与第二辆车相碰，且在极短时间内相互嵌套结为一体，以共同的速度运动了距离，恰好停靠在墙边若车运动时受到的摩擦力恒为车重的k倍，忽略空气阻力，重力加速度为g.求：图1(1)购物车碰撞过程中系统损失的机械能；(2)工人给第一辆购物车的水平冲量大小2(2017河北石家庄第二次质检)如图2所示，质量分布均匀、半径为r的光滑半圆形金属槽，静止在光滑的水平面上，左边紧靠竖直墙壁一质量为m的小球从距金属槽上端r处由静止下落，恰好与金属槽左端相切进入槽内，到达最低点后向右运动从金属槽的右端冲出，小球到达最高点时与金属槽圆弧最低点的距离为r，重力加速度为g，不计空气阻力求：图2(1)小球第一次到达最低点时对金属槽的压力大小；(2)金属槽的质量3.(2017江西上饶一模)如图3所示，可看成质点的a物体叠放在上表面光滑的b物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板c发生碰撞，碰撞后b、c的速度相同，b、c的上表面相平且b、c不粘连，a滑上c后恰好能到达c板的右端已知a、b质量相等，c的质量为a的质量的2倍，木板c长为l，重力加速度为g.求：图3(1)a物体与木板c上表面间的动摩擦因数；(2)当a刚到c的右端时，b、c相距多远？4(2017河南六市第一次联考)足够长的倾角为的光滑斜面的底端固定一轻弹簧，弹簧的上端连接质量为m、厚度不计的钢板，钢板静止时弹簧的压缩量为x0，如图4所示一物块从钢板上方距离为3x0的a处沿斜面滑下，与钢板碰撞后立刻与钢板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又向上运动已知物块质量也为m时，它们恰能回到o点，o为弹簧自然伸长时钢板的位置若物块质量为2m，仍从a处沿斜面滑下，则物块与钢板回到o点时，还具有向上的速度，已知重力加速度为g，计算结果可以用根式表示，求：图4(1)质量为m的物块与钢板碰撞后瞬间的速度大小v1；(2)碰撞前弹簧的弹性势能；(3)质量为2m的物块沿斜面向上运动到达的最高点离o点的距离5(2017山东泰安一模)如图5所示，质量为m10.5 kg的小物块p置于台面上的a点并与水平弹簧的右端接触(不拴接)，轻弹簧左端固定，且处于原长状态质量m1 kg的长木板静置于水平面上，其上表面与水平台面相平，且紧靠台面右端木板左端放有一质量m21 kg的小滑块q.现用水平向左的推力将p缓慢推至b点(弹簧仍在弹性限度内)，撤去推力，此后p沿台面滑到边缘c时速度v010 m/s，与长木板左端的滑块q相碰，最后物块p停在ac的正中点，q停在木板上已知台面ab部分光滑，p与台面ac间的动摩擦因数10.1，ac间距离l4 mq与木板上表面间的动摩擦因数20.4，木板下表面与水平面间的动摩擦因数30.1(g取10 m/s2)，求：图5(1)撤去推力时弹簧的弹性势能；(2)长木板运动中的最大速度；(3)长木板的最小长度6(2018河北邢台质检)如图6所示，某时刻质量为m150 kg的人站在m210 kg的小车上，推着m340 kg的铁箱一起以速度v02 m/s在水平地面沿直线运动到a点时，该人迅速将铁箱推出，推出后人和车刚好停在a点，铁箱则向右运动到距a点s0.25 m的竖直墙壁时与之发生碰撞而被弹回，弹回时的速度大小是碰撞前的二分之一，当铁箱回到a点时被人接住，人、小车和铁箱一起向左运动，已知小车、铁箱受到的摩擦力均为地面压力的0.2倍，重力加速度g10 m/s2，求：图6(1)人推出铁箱时对铁箱所做的功；(2)人、小车和铁箱停止运动时距a点的距离答案精析1(1)mkgl(2)m解析(1)设第一辆车碰前瞬间的速度为v1，与第二辆车碰后的共同速度为v2.由动量守恒定律有mv12mv2由动能定理有2kmg0(2m)v22则碰撞中系统损失的机械能emv12(2m)v22联立以上各式解得emkgl(2)设第一辆车推出时的速度为v0由动能定理有kmglmv12mv02imv0联立解得im2(1)5mg(2)解析(1)小球从静止到第一次到达最低点的过程，根据机械能守恒定律有：mg2rmv02小球刚到最低点时，根据圆周运动规律和牛顿第二定律有：fnmgm据牛顿第三定律可知小球对金属槽的压力为：fnfn联立解得：fn5mg(2)小球第一次到达最低点至小球到达最高点过程，小球和金属槽水平方向动量守恒，选取向右为正方向，则：mv0(mm)v设小球到达最高点时与金属槽圆弧最低点的高度为h.则有r2h2(r)2根据能量守恒定律有：mghmv02(mm)v2联立解得m.3(1)(2)解析(1)设a、b的质量为m，则c的质量为2m.b、c碰撞过程中动量守恒，令b、c碰后的共同速度为v1，以b的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv03mv1解得：v1b、c共速后a以v0的速度滑上c，a滑上c后，b、c脱离，a、c相互作用过程中动量守恒，设最终a、c的共同速度v2，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv02mv13mv2解得：v2在a、c相互作用过程中，根据能量守恒定律得： fflmv022mv123mv22又ffmg解得：(2)a在c上滑动时，c的加速度aa从滑上c到与c共速经历的时间：tb运动的位移：xbv1tlc运动的位移xcb、c相距：xxcxb4(1)(2)mgx0sin (3)解析(1)设物块与钢板碰撞前速度为v0，3mgx0sin mv02解得v0设物块与钢板碰撞后一起运动的速度为v1，以沿斜面向下为正方向，由动量守恒定律得mv02mv1解得v1(2)设碰撞前弹簧的弹性势能为ep，当它们一起回到o点时，弹簧无形变，弹性势能为零，根据机械能守恒定律得ep(2m)v2mgx0sin 解得epmgx0sin (3)设v2表示质量为2m的物块与钢板碰后开始一起向下运动的速度，以沿斜面向下为正方向，由动量守恒定律得2mv03mv2它们回到o点时，弹性势能为零，但它们仍继续向上运动，设此时速度为v，由机械能守恒定律得ep(3m)v223mgx0sin (3m)v2在o点物块与钢板分离，分离后，物块以速度v继续沿斜面上升，设运动到达的最高点离o点的距离为l，有v22al2mgsin 2ma解得l5(1)27 j(2)2 m/s(3)3 m解析(1)小物块p由b到c的过程：w弹1m1glm1v020解得w弹27 jepw弹27 j即撤去推力时弹簧的弹性势能为27 j.(2)小物块p和滑块q碰撞过程动量守恒，以v0的方向为正方向m1v0m1vpm2vq小物块p从碰撞后到静止1m1gl0m1vp2解得vq6 m/sq在长木板上滑动过程中：对q：2m2gm2a1对木板：2m2g3(mm2)gma2解得a14 m/s2，a22 m/s2当滑块q和木板速度相等时，木板速度最大，设速度为v，滑行时间为t.对q：vvqa1t对木板：va2t解得t1 sv2 m/s长木板运动中的最大速度为2 m/s(3)在q和木板相对滑动过程中q的位移：xq(vqv)t木板的位移：x板(0v)t木板的最小长度：lxqx板解得l3 m6(1)420 j(2)0.2 m解析(1)人推铁箱过程，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得：(m1m2m3)v0m3v1解得v15 m/s人推出铁箱时对铁箱所做的功为：wm3v12m3v02420 j(2)设铁箱与墙壁相碰前的速度为v2，箱子再次滑到a点时速度为v3，根据动能定理得