2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 第3講 動(dòng)量、動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)綜合應(yīng)用的三類典型模型課時(shí)作業(yè)（含解析）

動(dòng)量、動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)綜合應(yīng)用的三類典型模型一、多項(xiàng)選擇題1如圖所示，已知物體與三塊材料不同的長(zhǎng)方形板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為、2和3，三塊板長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，并排鋪在水平地面上，該物體以一定的初速度v0，從第一塊板的最左端a點(diǎn)滑上第一塊板，恰好滑到第三塊板的最右端d點(diǎn)停下來，物體在運(yùn)動(dòng)過程中三塊板均保持靜止若讓物體從d點(diǎn)以相同大小的初速度水平向左運(yùn)動(dòng)，三塊板仍能保持靜止，則下列說法正確的是()A物體恰好運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)并停下來B物體不能運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)C物體兩次經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)速度大小相等D物體兩次經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)速度大小相等解析：物體由a點(diǎn)到d點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理有(mg2mg3mg)L0mv02，同理物體由d點(diǎn)到a點(diǎn)，有(mg2mg3mg)Lmva2mv02，解得va0，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；物體由a點(diǎn)到c點(diǎn)和物體由d點(diǎn)到c點(diǎn)，合外力做的功相等，由動(dòng)能定理知，物體兩次經(jīng)過c點(diǎn)速度大小相等，選項(xiàng)C正確；同理，物體由a點(diǎn)到b點(diǎn)和物體由d點(diǎn)到b點(diǎn)，合外力做的功不相等，物體兩次經(jīng)過b點(diǎn)速度大小不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AC2(2019·江西上饒六校一聯(lián))如圖甲所示，在光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧一端固定，物體A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，測(cè)得彈簧的最大壓縮量為x.現(xiàn)讓彈簧一端連接另一質(zhì)量為m的物體B(如圖乙所示)，物體A以2v0的速度向右壓縮彈簧，測(cè)得彈簧的最大壓縮量仍為x，則()AA物體的質(zhì)量為3mBA物體的質(zhì)量為2mC彈簧壓縮量最大時(shí)的彈性勢(shì)能為mv02D彈簧壓縮量最大時(shí)的彈性勢(shì)能為mv02解析：彈簧固定，當(dāng)彈簧壓縮量最大時(shí)，彈性勢(shì)能最大，A的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，A及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則知彈簧被壓縮過程中最大的彈性勢(shì)能等于A的初動(dòng)能，設(shè)A的質(zhì)量為mA，即有EpmmAv02當(dāng)彈簧一端連接另一質(zhì)量為m的物體B時(shí)，A與彈簧相互作用的過程中B將向右運(yùn)動(dòng)，A、B速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，選取A的初速度的方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：mA·2v0(mmA)v由機(jī)械能守恒定律得：EpmmA(2v0)2(mAm)v2解得：mA3m，Epmmv02故A、C正確，B、D錯(cuò)誤答案：AC3(2019·山東六校聯(lián)考)如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量和速度均相同的子彈分別水平射入靜止在光滑水平地面上質(zhì)量相同、材料不同的兩矩形滑塊A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的兩倍兩種射入過程相比較()A射入滑塊A的子彈速度變化大B整個(gè)射入過程中兩滑塊受的沖量一樣大C射入滑塊A中時(shí)阻力對(duì)子彈做功是射入滑塊B中時(shí)的兩倍D兩個(gè)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相同解析：在子彈打入滑塊的過程中，子彈與滑塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，mv0(Mm)v，兩種情況下子彈和滑塊的末速度相同，即兩種情況下子彈的速度變化量相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩滑塊質(zhì)量相同，且最后的速度相同，由動(dòng)量定理可知，兩滑塊受到的沖量相同，B項(xiàng)正確；由動(dòng)能定理可知，兩種射入過程中阻力對(duì)子彈做功相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；兩個(gè)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量與系統(tǒng)損失的機(jī)械能相同，D項(xiàng)正確答案：BD二、非選擇題4.一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示圖中ab為粗糙的水平面，長(zhǎng)度為L(zhǎng)；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對(duì)靜止重力加速度為g.求：(1)木塊在ab段受到的摩擦力f；(2)木塊最后距a點(diǎn)的距離s.解析：(1)從開始到木塊到達(dá)最大高度的過程：動(dòng)量守恒：mv03mv1能量守恒：mv02·3mv12mghfL解得：f(2)木塊從最大高度至與物體P最終相對(duì)靜止的過程：動(dòng)量守恒：3mv13mv2能量守恒：·3mv12mgh·3mv22fx距a點(diǎn)的距離：sLx解得：sLL答案：(1)(2) L5(2019·河南三市模擬)如圖所示，長(zhǎng)木板B的質(zhì)量為m21.0 kg，靜止放在粗糙的水平地面上，質(zhì)量為m31.0 kg的物塊C(可視為質(zhì)點(diǎn))放在長(zhǎng)木板的最右端一個(gè)質(zhì)量為m10.5 kg的物塊A從距離長(zhǎng)木板B左側(cè)l9.5 m處，以速度v010 m/s向著長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后物塊A與長(zhǎng)木板B發(fā)生彈性正碰(時(shí)間極短)，之后三者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過程物塊C始終在長(zhǎng)木板上已知物塊A及長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為10.1，物塊C與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.2，物塊C與長(zhǎng)木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10 m/s2，求：(1)碰后瞬間物塊A和長(zhǎng)木板B的速度；(2)長(zhǎng)木板B的最小長(zhǎng)度和物塊A離長(zhǎng)木板左側(cè)的最終距離解析：(1)設(shè)物塊A與木板B碰前的速度為v由動(dòng)能定理得1m1glm1v2m1v02解得v9 m/sA與B發(fā)生彈性碰撞，假設(shè)碰撞后的瞬間速度分別為v1、v2，由動(dòng)量守恒定律得m1vm1v1m2v2由機(jī)械能守恒定律得m1v2m1v12m2v22聯(lián)立解得v1v3 m/s，v2v6 m/s.(2)碰撞后B減速運(yùn)動(dòng)，C加速運(yùn)動(dòng)，B、C達(dá)到共同速度之前，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)木板B有：1(m2m3)g2m3gm2a1對(duì)物塊C有：2m3gm3a2設(shè)從碰撞后到兩者達(dá)到共同速度經(jīng)歷的時(shí)間為tv2a1ta2t木板B的最小長(zhǎng)度dv2ta1t2a2t23 mB、C達(dá)到共同速度之后，因12，二者一起減速至停下，設(shè)加速度大小為a3由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：1(m2m3)g(m2m3)a3整個(gè)過程B運(yùn)動(dòng)的位移為：xBv2ta1t26 mA與B碰撞后，A做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小也為a3，位移為：xA4.5 m物塊A離長(zhǎng)木板B左側(cè)的最終距離為xAxB10.5 m.答案：(1)3 m/s6 m/s(2)3 m10.5 m6(2019·湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)模擬)如圖所示，光滑的水平面上有一木板，在其左端放有一重物，右方有一豎直的墻，重物的質(zhì)量為木板質(zhì)量的2倍，重物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.使木板與重物以共同的速度v06 m/s向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短已知木板足夠長(zhǎng)，重物始終在木板上，重力加速度g取10 m/s2，求木板從第一次與墻碰撞到第二次與墻碰撞所經(jīng)歷的時(shí)間解析：第一次與墻碰撞后，木板的速度反向，大小不變，此后木板向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，重物向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，最后木板和重物達(dá)到共同的速度v.設(shè)木板的質(zhì)量為m，重物的質(zhì)量為2m，取向右為動(dòng)量的正方向，由動(dòng)量守恒得：2mv0mv03mv設(shè)從第一次與墻碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的時(shí)間為t1，對(duì)木板應(yīng)用動(dòng)量定理得：2mgt1mvm(v0)設(shè)重物與木板有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)木板的加速度為a，由牛頓第二定律得：2mgma在達(dá)到共同速度v時(shí)，木板離墻的距離為：lv0t1at12從木板與重物以共同速度v開始向右做勻速運(yùn)動(dòng)到第二次與墻碰撞的時(shí)間為：t2從第一次碰撞到第二次碰撞所經(jīng)過的時(shí)間為：tt1t2由以上各式得t代入數(shù)據(jù)可得：t4 s.答案：4 s7(2019·寧夏銀川一中模擬)如圖所示，有一質(zhì)量為M2 kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)有質(zhì)量均為m1 kg的小物塊A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn))，由車上P處開始，A以初速度v12 m/s向左運(yùn)動(dòng)，B同時(shí)以v24 m/s向右運(yùn)動(dòng)最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車兩物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1，g取10 m/s2.求：(1)求小車總長(zhǎng)L；(2)物塊B在小車上滑動(dòng)的過程中產(chǎn)生的熱量QB；(3)從物塊A、B開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)，經(jīng)6 s小車離原位置的距離x.解析：(1)設(shè)最后達(dá)到共同速度v，取向右為正方向，整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒、能量守恒：mv2mv1(2mM)vmgLmv12mv22(2mM)v2解得：v0.5 m/s，L9.5 m.(2)設(shè)物塊A離小車左端的距離為x1，從A開始運(yùn)動(dòng)至左端歷時(shí)t1，在A運(yùn)動(dòng)至左端前，小車是靜止的mgmaAv1aAt1x1aAt12聯(lián)立可得t12 s，x12 m所以物塊B離小車右端的距離x2Lx17.5 m，所以QBmgx27.5 J.(3)設(shè)從開始到達(dá)到共同速度歷時(shí)t2，則vv2aBt2mgmaB聯(lián)立可得：t23.5 s小車在t1前靜止，在t1至t2之間以加速度a向右加速：mg(Mm)a此時(shí)小車向右運(yùn)動(dòng)的位移x3a(t2t1)2接下去三個(gè)物體組成的系統(tǒng)以v共同勻速運(yùn)動(dòng)了x4v(6 st2)聯(lián)立以上式子，解得小車在6 s內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)的總距離xx3x41.625 m.答案：(1)9.5 m(2)7.5 J(3)1.625 m6