高中物理必修一3第5讲.doc

高效作业知能提升一、选择题图1171如图117所示，光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽，槽两端固定有两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把槽、小球和弹簧视为一个系统，则在运动过程中()A系统的动量守恒，机械能不守恒B系统的动量守恒，机械能守恒C系统的动量不守恒，机械能守恒D系统的动量不守恒，机械能不守恒解析：槽、小球和弹簧组成的系统所受合外力等于零，动量守恒；在运动过程中，小球和槽通过弹簧相互作用，但因为只有弹簧的弹力做功，动能和势能相互转化，而总量保持不变，机械能守恒答案：B图1182如图118所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑以下说法正确的是()Aa比b先到达S，它们在S点的动量不相等Ba与b同时到达S，它们在S点的动量不相等Ca比b先到达S，它们在S点的动量相等Db比a先到达S，它们在S点的动量相等解析：a、b两球到达S点时速度方向不同，故它们的动量不等，C、D错误由机械能守恒定律知，a、b经过同一高度时速率相同，但b在竖直方向的分速度vb始终小于同高度时a球的速度va，应有平均速度ba，由t知，tatb，所以a先到达S点，A正确，B错误答案：A3质量为1kg的小球以4m/s的速度与质量为2kg的静止小球正碰，关于碰后的速度v1和v2，下面可能的是()Av1v2m/sBv11m/s，v22.5m/sCv11m/s，v23m/sDv14m/s，v24m/s解析：两球相碰，总动量是守恒的，由m1v0m1v1m2v2验证得：A、B、D满足动量守恒，C不满足动量守恒，C错误；两球碰撞过程中动能不增加，由m1vm1v12m2v22，验证可得，D项碰后总动能增加了，故D错误，A、B正确答案：AB图1194如图119所示，半径和动能都相等的两个小球相向而行甲球质量m甲大于乙球质量m乙，水平面是光滑的，两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况()A甲球速度为零，乙球速度不为零B两球速度都不为零C乙球速度为零，甲球速度不为零D两球都以各自原来的速率反向运动答案：AB5在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有()AE1E0Bp1p0CE2E0 Dp2p0解析：两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒，设钢球1初动量的方向为正方向，由动量守恒得：p0p2p1，可见p2p0，故选项D正确单从动量方面分析，p1可以大于p0，若如此必有碰后系统的机械能增加，但对于碰撞问题，碰撞后系统的动能不可能大于碰前系统的动能，因此E1E2E0，必有E1E0，E2E0，显然选项A正确，选项C不正确由动量的大小和动能的关系p22mEk，因为E1E0，得p1p0，选项B正确故本题答案为A、B、D.答案：ABD图11106如图1110所示，木块A静止于光滑的水平面上，其曲面部分MN光滑，水平部分NP是粗糙的，现有一物体B自M点由静止下滑，设NP足够长，则以下叙述正确的是()AA、B物体最终以不为零的速度共同运动BA物体先做加速运动，后做减速运动，最终做匀速运动C物体A、B构成的系统减少的机械能转化为内能DB物体减少的机械能等于A物体增加的动能解析：因NP足够长，最终物体B一定与A相对静止，由系统动量守恒可知(水平方向)，最终A、B一定静止，故A、B均不对因NP段有摩擦，系统减少的机械能都转化为内能，所以C正确，D错误答案：C7如图1111所示，铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v的速度抽出纸条，则铁块落地点为()图1111A仍在P点BP点左边CP点右边不远处DP点右边原水平位移的两倍处解析：两次抽动，二者间均为滑动摩擦力，第一次以速度v抽出，第二次以速度2v抽出，因此第一次所用的时间较第二次要长，所以第一次的摩擦力的冲量较第二次要大，这样，第一次铁块的动量变化较第二次大，即第一次铁块的速度变化比第二次大，第二次铁块获得的速度要小，故第二次铁块落在P点的左边答案：B图11128如图1112所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块，木箱和小木块都具有一定的质量，现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析：本题意在考查对动量守恒定律的理解和应用能力木箱和小木块组成的系统，所受合外力为零，故系统为动量守恒系统初动量向右，故小木箱相对木箱静止后，系统总动量也向右，故B项正确，A、D项错；而由于小木块与木箱间的摩擦，系统的机械能不断减少，C项错答案：B图11139矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图1113所示，质量为m的子弹以速度v水平射入滑块，若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击下层，整个子弹刚好嵌入，则上述两种情况相比较()A两次子弹对滑块做的功一样多B两次滑块受的冲量一样大C子弹射入下层过程中克服阻力做功较少D子弹射入上层过程中系统产生的热量较多解析：由水平方向动量守恒可以知道，两种情况对应的末速度是一样的，系统动能的减少也是一样的，系统产生的热量也一样多，D错误由动能定理可知，子弹克服阻力做功相同，子弹对滑块做功相同，A对，C错由动量定理可以分析，两次滑块所受冲量一样大，B也正确答案：AB二、非选择题图111410如图1114，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不相连将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离已知C离开弹簧后的速度恰为v0.求弹簧释放的势能解析：设碰后A、B和C的共同速度的大小为v，由动量守恒得3mvmv0 设C离开弹簧时，A、B的速度大小为v1，由动量守恒得3mv2mv1mv0 设弹簧的弹性势能为Ep，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有(3m)v2Ep(2m)vmv 由式得弹簧所释放的势能为Epmv 答案：mv图111511(2010高考新课标全国卷)如图1115所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有竖直的墙重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为.使木板与重物以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间设木板足够长，重物始终在木板上重力加速度为g.解析：第一次与墙碰撞后，木板的速度反向，大小不变此后木板向左做匀减速运动，重物向右做匀减速运动，最后木板和重物达到一共同的速度v.设木板的质量为m，重物的质量为2m，取向右为动量的正方向，由动量守恒定律得2mv0mv03mv设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的时间为t1，对木板应用动量定理得2mgt1mvm(v0)由牛顿第二定律得2mgma，式中a为木板的加速度在达到共同速度v时，木板离墙的距离lv0t1at开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为t2从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为tt1t2由以上各式得t.答案：12如图1116所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l1.0m物块A以速度v010m/s沿水平方向与B正碰碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v2.0m/s.已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数0.45.(设碰撞时间很短，g取10m/s2)图1116(1)计算与C碰撞前瞬间A、B的速度；(2)根据A、B与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后A、B的可能运动方向解析：(1)设A、B碰撞后的速度为v1，A、B碰撞过程由动量守恒定律得mv02mv1，设与C碰撞前瞬间A、B的速度为v2，由动能定理得2mgl2mv2mv，联立以上各式解得v24.0m/s.(2)若A、B与C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得2mv2(2k)mv，代入数据解得k2.此时A、B的运动方向与C相同若A、B与C发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒得2mv22mv3kmv，2mv2mvkmv2，v3v2，联立以上两式解得vv2.代入