2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第2章 動量和能量 課時作業(yè)6 動量和能量觀點的綜合應(yīng)用.doc
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課時作業(yè)6 動量和能量觀點的綜合應(yīng)用 一、選擇題(1~3題為單項選擇題,4~6題為多項選擇題) 1.若物體在運動過程中受到的合力不為零,則下列說法正確的是( ) A.物體的動能不可能總是不變的 B.物體的動量不可能總是不變的 C.物體的加速度一定變化 D.物體的速度方向一定變化 解析:若物體在運動過程中受到的合力不為零,物體一定有加速度,但加速度不一定變化,選項C錯誤.若物體做加速或減速直線運動,其速度方向可能不變,選項D錯誤.若物體做勻速圓周運動,物體在運動過程中受到的合力不為零,物體的動能不變,選項A錯誤.由動量定理可知,若物體在運動過程中受到的合力不為零,物體的動量不可能總是不變的.選項B正確. 答案:B 2.籃球運動員接傳來的籃球時,通常要先伸出兩臂迎接,手接觸到球后,兩臂隨球迅速引至胸前,這樣做可以( ) A.減小球的動量的變化量 B.減小球?qū)κ肿饔昧Φ臎_量 C.減小球?qū)κ值臎_擊力 D.延長接球過程的時間來減小動量的變化量 解析:設(shè)人對球的作用力為F,對球應(yīng)用動量定理得-Ft=0-mv0,接球時,兩臂隨球迅速收縮至胸前,延長了作用時間,則F減小,根據(jù)牛頓第三定律,球?qū)θ说臎_擊力F′=F,所以球?qū)θ说臎_擊力減小,故選項C是正確的. 答案:C 3. 如圖所示,將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上,槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊.今讓一小球自左側(cè)槽口A的正上方從靜止開始落下,與半圓槽相切自A點進(jìn)入槽內(nèi),則以下說法中正確的是( ) A.小球在半圓槽內(nèi)運動的全過程中,只有重力對它做功 B.小球在半圓槽內(nèi)運動的全過程中,小球與半圓槽機(jī)械能守恒 C.小球自半圓槽的最低點B向C點運動的過程中,小球與半圓槽組成的系統(tǒng)動量守恒 D.小球離開C點以后,將做豎直上拋運動 解析:小球在半圓槽內(nèi)運動,到達(dá)B點之前有水平方向的速度,在水平方向上動量增加.到達(dá)B點之后,小球?qū)Π雸A槽做正功,半圓槽對小球做負(fù)功,半圓槽和小球組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,全過程機(jī)械能守恒.離開C點后,小球具有向上和向右的速度,所以做斜拋運動. 答案:B 4.滑塊甲的質(zhì)量為0.8 kg,以大小為5.0 m/s的速度向右運動時,與另一質(zhì)量為1.0 kg、以大小為3.0 m/s的速度迎面而來的滑塊乙相撞.碰撞后滑塊甲恰好靜止.假設(shè)碰撞時間極短,以向右為正方向,下列說法正確的是( ) A.碰后乙的速度大小為2 m/s B.碰撞過程中甲受到的乙的作用力的沖量大小為4.0 Ns C.碰撞過程中乙動量的變化量為2.0 kgm/s D.碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為14 J 解析:由動量守恒定律得m甲v甲-m乙v乙=m乙v乙′,代入數(shù)據(jù)解得v乙′=1.0 m/s,選項A錯誤.碰撞過程中甲動量的變化量為Δp甲=0-m甲Δv甲=-4.0 kgm/s,由動量定理可得甲滑塊受到的乙的作用力的沖量為I=Δp甲=-4.0 Ns,選項B正確.碰撞過程中乙動量的變化量為Δp乙=m乙v乙′-(-m乙v乙)=4.0 kgm/s,選項C錯誤.由能量守恒定律得m甲v+m乙v=m乙v乙′2+ΔE,代入數(shù)據(jù)解得ΔE=14 J,選項D正確. 答案:BD 5.[2018河北廊坊調(diào)研]如圖所示,小車A的質(zhì)量M=2 kg,置于光滑水平面上,初速度v0=14 m/s.帶正電荷可視為質(zhì)點的物體B,電荷量q=0.2 C,質(zhì)量m=0.1 kg,將其輕放在小車A的右端,在A、B所在的空間存在勻強(qiáng)磁場,方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0.5 T,物體B與小車之間存在摩擦力的作用,設(shè)小車足夠長,小車表面是絕緣的(g取10 m/s2),則( ) A.物體B的最終速度為10 m/s B.小車A的最終速度為13.5 m/s C.小車A和物體B的最終速度約為13.3 m/s D.小車A達(dá)到最小速度的全過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能為8.75 J 解析:假設(shè)A、B能獲得共同速度v,則由動量守恒定律得Mv0=(M+m)v,解得v=13.3 m/s,此時物體B受到的洛倫茲力qvB0=1.33 N>mg=1 N,說明物體B早已“懸浮”.當(dāng)物體B對小車A的壓力為零時,小車A與物體B之間無摩擦力的作用,A、B勻速運動,此時物體B的速度最大,小車A的速度最小,有qvBB0=mg,解得vB=10 m/s,根據(jù)動量守恒定律得Mv0=mvB+MvA,解得vA=13.5 m/s,A、B正確,C錯誤.根據(jù)能量守恒定律得Q=ΔEk=--=8.75 J,D正確. 答案:BD 6.如圖所示,質(zhì)量為2m的長木板A靜止在光滑水平面上,其左端與固定臺階相距x,長木板的右端緊靠一半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道,圓弧的底端與木板上表面水平相切但不相連,圓弧軌道固定在水平地面上.質(zhì)量為m的滑塊B(可視為質(zhì)點)以初速度v0=從圓弧軌道的頂端沿圓弧下滑,當(dāng)B到達(dá)最低點時,B從A右端水平滑上木板,同時撤走圓弧軌道.A與臺階碰撞時無機(jī)械能損失,不計空氣阻力,A、B之間動摩擦因數(shù)為μ,A足夠長,B不會從A的上表面滑出;重力加速度為g.下列說法正確的是( ) A.滑塊B到圓弧軌道底端時對圓弧軌道底端的壓力大小為5mg B.滑塊B與木板A相互作用過程中(A與臺階碰撞前)動量守恒 C.木板A與臺階碰撞瞬間,木板A受到臺階的沖量向左 D.A與臺階只發(fā)生一次碰撞,x滿足的條件為x≥ 解析:滑塊B從圓弧軌道頂端運動到底端的過程,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得mv+mgR=mv,在圓弧軌道底端有FN-mg=m,解得FN=5mg,由牛頓第三定律可知選項A正確;滑塊B與木板A相互作用過程中系統(tǒng)所受合外力為零,系統(tǒng)動量守恒,故選項B正確;木板A與臺階碰撞瞬間,木板A受到臺階的作用力向右,即獲得的沖量向右,故選項C錯誤;設(shè)A與臺階碰撞前瞬間,A、B的速度分別為vA、vB,由動量守恒定律得mv1=mvB+2mvA,若A與臺階只碰撞一次,碰撞后動量大小必須滿足2mvA≥mvB,對A應(yīng)用動能定理有μmgx=2mv,解得x≥,選項D正確. 答案:ABD 二、非選擇題 7.[2018北京卷,22]2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.某滑道示意圖如圖,長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h(yuǎn)=10 m,C是半徑R=20 m圓弧的最低點.質(zhì)量m=60 kg的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到達(dá)B點時速度vB=30 m/s,取重力加速度g=10 m/s2. (1)求長直助滑道AB的長度L; (2)求運動員在AB段所受合外力的沖量I的大小; (3)若不計BC段的阻力,畫出運動員經(jīng)過C點時的受力圖,并求其所受支持力FN的大?。? 解析:(1)根據(jù)勻變速直線運動公式,有 L==100 m (2)根據(jù)動量定理,有I=mvB-mvA=1 800 Ns (3)運動員經(jīng)過C點時的受力分析如圖所示. 根據(jù)動能定理,運動員在BC段運動的過程中,有 mgh=mv-mv 根據(jù)牛頓第二定律,有FN-mg=m 聯(lián)立解得FN=3 900 N 答案:(1)100 m (2)1 800 Ns (3)受力圖如圖所示 3 900 N 8.如圖所示,質(zhì)量均為m的小滑塊A、B、C厚度均不計.其中B、C兩滑塊通過勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連并豎直放置在水平面上.現(xiàn)在將小滑塊A從距離B滑塊H0高處由靜止釋放,A、B相碰后立刻粘合為一個整體,且以共同速度向下運動,不計空氣阻力,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.求: (1)A、B碰后的共同速度v1的大小; (2)A、B向下運動的速度最大時,滑塊C對水平面的壓力大小. 解析:(1)設(shè)A與B碰撞之前的瞬時速度為v0,則mgH0=mv① A、B碰撞前后動量守恒,即mv0=2mv1② 式中v1為A與B碰撞后的共同速度 聯(lián)立①②解得v1=. (2)當(dāng)A、B的速度最大時,它們所受的合力為零,即處于平衡狀態(tài),設(shè)此時水平地面對滑塊C的支持力大小和滑塊C對水平地面的壓力大小分別為FN′和FN,對于A、B、C組成的系統(tǒng),由受力分析可知FN′-3mg=0③ 由牛頓第三定律可知FN′=FN④ 聯(lián)立③④解得FN=3mg. 答案:(1) (2)3mg 9.如圖所示,一小車置于光滑水平面上,輕質(zhì)彈簧右端固定,左端拴連物塊b,小車質(zhì)量M=3 kg,AO部分粗糙且長L=2 m,OB部分光滑.物塊a放在車的最左端,和車一起以v0=4 m/s的速度向右勻速運動,其與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.3.車撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱悖慌c擋板粘連.已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度,彈簧始終處于彈性限度內(nèi).a(chǎn)、b兩物塊可視為質(zhì)點,質(zhì)量均為m=1 kg,碰撞時間極短且不粘連,碰后一起向右運動(取g=10 m/s2).求: (1)物塊a與b碰后的速度大小; (2)當(dāng)物塊a相對小車靜止時小車右端B到擋板的距離x車; (3)當(dāng)物塊a相對小車靜止時,其在小車上的位置到O點的距離x. 解析:(1)設(shè)物塊a與b碰前的速度大小為v1,碰后的速度大小為v2,在這個過程中對物塊a,由動能定理得 -μmgL=mv-mv 代入數(shù)據(jù)解得v1=2 m/s a、b碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒,以a的初速度方向為正方向,由動量守恒定律得mv1=2mv2 代入數(shù)據(jù)解得v2=1 m/s. (2)當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時兩物塊分離,a以v2=1 m/s的速度在小車上向左滑動,以水平向左為正方向,當(dāng)a與小車有共同的速度v3時,由動量守恒定律得 mv2=(M+m)v3 代入數(shù)據(jù)解得v3=0.25 m/s 對小車,由動能定理得 μmgx車=Mv 代入數(shù)據(jù)解得x車=m=0.031 25 m. (3)對該過程應(yīng)用動能定理得 -μmgx=(M+m)v-mv 解得物塊a與小車相對靜止時,a與O點距離 x=0.125 m. 答案:(1)1 m/s (2)0.03125 m (3)0.125 m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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