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1、课时作业22力学“三大观点”的综合应用时间：45分钟1(多选)如图所示，在光滑水平面上，质量为m的A球以速度v0向右运动，与静止的质量为5m的B球碰撞，碰撞后A球以vav0(待定系数avB，可解得a，故B、C正确2如图所示，一个质量为M的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质量为m的小木块现使木箱获得一个向左的初速度v0，则(C)A小木块和木箱最终都将静止B木箱速度减为的过程中，小木块受到的水平冲量大小为Mv0C最终小木块速度为，方向向左D木箱和小木块组成的系统机械能守恒解析：由于木箱在光滑水平面上，小木块与木箱之间的摩擦力是木箱和小木块系统的内力，给木箱一个向左的初速度，系
2、统满足动量守恒定律条件，小木块和木箱最终将以相同的速度运动，根据动量守恒定律，Mv0(Mm)v，最终速度v，选项C正确、A错误；由于木箱底板粗糙，小木块在木箱内相对于木箱滑动，需要摩擦产生热量，所以木箱和小木块组成的系统机械能不守恒，选项D错误；当木箱速度减小为时，木箱动量减小了Mv0，根据动量守恒定律，小木块的动量将增加了Mv0，根据动量定理，木箱对小木块作用力的冲量为Mv0，选项B错误3如图所示，两个大小相同、质量均为m的弹珠静止在水平地面上某小孩在极短时间内给第一个弹珠水平冲量使其向右运动，当第一个弹珠运动了距离L时与第二个弹珠发生弹性正碰，碰后第二个弹珠运动了2L距离停下已知弹珠所受阻
3、力大小恒为重力的k倍，重力加速度为g，则小孩对第一个弹珠(D)A施加的冲量为mB施加的冲量为mC做的功为kmgLD做的功为3kmgL解析：当第一个弹珠运动了距离L时与第二个弹珠发生弹性正碰，根据动量守恒和能量守恒可知，两弹珠速度发生交换，即第一个弹珠碰后停止运动，第二个弹珠以第一个弹珠碰前的速度继续向前运动了2L距离停下，从效果上看，相当于第二个弹珠不存在，第一个弹珠直接向前运动了3L的距离后停止运动，根据动能定理可知，小孩对第一个弹珠做的功等于弹珠获得的动能，也等于克服阻力做的总功，即：WEkkmg3L，选项C错误，选项D正确；施加的冲量Ipp00m，选项A、B错误4(多选)如图所示，水平光
4、滑轨道宽度和轻质弹簧自然长度均为d.两物体m1和m2与弹簧连接，m2的左边有一固定挡板m1由图示位置静止释放，当m1与m2相距最近时m1速度为v1，则在以后的运动过程中，可能的情况是(ABD)Am1的最小速度是0B存在某段时间m1向左运动Cm2的最大速度一定是v1Dm2的最大速度是v1解析：m1由图示位置静止释放后，在弹簧弹力作用下向右加速运动，m2静止，当m1与m2相距最近时弹簧弹力为零，m1的速度最大，此后弹簧伸长，在弹簧弹力作用下，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2继续加速，当两物体再次相距最近时，m1达到最小速度v1，m2达到最大速度v2.两物体水平
5、方向动量守恒，m1v1m1v1m2v2两物体与弹簧组成的系统机械能守恒m1vm1v12m2v22；可得v1v1，v2v1.因为m1和m2的大小关系不确定，所以m1的最小速度可以是0，也可以向左运动，故A、B项正确只有当m1m2时，m2的最大速度才为v1，故D项正确，C项错误5如图所示，竖直半圆形光滑轨道BC与水平面AB相切，AB间距离x1 m，质量m0.1 kg的小滑块1放在半圆形轨道底端的B点，另一质量也为m0.1 kg的小滑块2，从A点以v02 m/s的初速度在水平面上滑行，两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道，恰好能在C点滑出已知滑块2与水平面之间的动摩擦因数0.2
6、.取重力加速度g10 m/s2.两滑块均可视为质点求：(1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小v；(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能E；(3)半圆形轨道的半径R.解析：(1)滑块2从A运动到B，设滑块2在B点的速度为v1，由动能定理可得mgxmvmv，代入数据解得v16 m/s，在B点，滑块2与滑块1发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律可得mv12mv，代入数据解得v3 m/s.(2)由能量守恒定律可得机械能损失为Emv2mv2，解得E0.9 J.(3)碰后两滑块沿半圆形轨道上升到C点的过程中机械能守恒，则有2mv22mg2R2mv，恰好可以通过C点，根据牛顿第二定律可得2mg2m，代入数据解得R0
7、.18 m.答案：(1)3 m/s(2)0.9 J(3)0.18 m6如图所示，三个小木块A、B、C静止在足够长的光滑水平轨道上，质量分别为mA0.1 kg，mB0.1 kg，mC0.3 kg，其中B与C用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；A和B之间有少许塑胶炸药(质量不计)，现引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有E0.4 J转化为A和B沿轨道方向的动能(1)分别求爆炸后瞬间A、B的速度大小；(2)求弹簧弹性势能的最大值；(3)分别求弹簧恢复到原长时B、C的速度大小解析：(1)塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象，假设爆炸后瞬间A、B的速度大小分别为vA、vB，取向右为正方向由动量
8、守恒：mAvAmBvB0爆炸产生的热量有0.4 J转化为A、B的动能：EmAvmBv解得vAvB2 m/s(2)取BC和弹簧为研究系统，当弹簧第一次被压缩到最短时B、C达到共同速度vBC，此时弹簧的弹性势能最大，设为Ep1由动量守恒：mBvB(mBmC)vBC由能量守恒定律：mBv(mBmC)vEp1解得Ep10.15 J(3)设B、C之间的弹簧第一次恢复到原长时B、C的速度分别为vB1和vC1，则由动量守恒和能量守恒有mBvBmBvB1mCvC1mBvmBvmCv解得vB11 m/s(负号表示方向向左，即B的速度大小为1 m/s)，vC11 m/s.(其中vB12 m/s，vC10 m/s不
9、符合题意，舍去)答案：(1)大小均为2 m/s(2)0.15 J(3)大小均为1 m/s7(2019合肥质检)一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的at图象如图所示，t0时其速度大小为2 m/s，滑动摩擦力大小恒为2 N，则(D)A在t6 s的时刻，物体的速度为18 m/sB在06 s时间内，合力对物体做的功为400 JC在06 s时间内，拉力对物体的冲量为36 NsD在t6 s的时刻，拉力F的功率为200 W解析：本题考查功、功率、动能定理、动量定理等知识at图象，图线与时间轴所围的面积表示速度的变化量，06 s内速度的变化量为v6(24) m/s18 m/
10、s，物体的初速度为2 m/s,6 s末的速度为20 m/s，选项A错误；根据动能定理，在06 s时间内，合力做功Wmv2mv22202 J222 J396 J，选项B错误；根据动量定理，在06 s时间内，Iftm(vv)，解得I48 Ns，选项C错误；在t6 s的时刻，Ffma，可得拉力F10 N，拉力F的功率PFv200 W，选项D正确8(2019宁夏银川月考)如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长为1.5 m，现有质量为m20.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在小车上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数0.5，取
11、g10 m/s2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少？解析：(1)小车与物块组成的系统动量守恒，最后物块与小车保持相对静止，有共同速度根据动量守恒定律，有m2v0(m1m2)v共同速度v0.8 m/s对物块受力分析，根据动量守恒，有m2gtm2vm2v0物块在车面上滑行的时间t0.24 s(2)要使物块恰好不从小车右端滑出，则物块滑到车的右端时恰与小车有共同的速度v根据动量守恒定律，有m2v0(m1m2)v根据能量守恒定律，有m2gLm2v(m1m2)v2解得物块滑上小车左端的速度v05 m/s即要使物块不从小车右端滑出，物
12、块滑上小车的速度不能超过5 m/s.答案：(1)0.24 s(2)不能超过5 m/s9(2019安徽蚌埠一模)如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定一质量为M的物体A和B(均视为质点)，物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量m1M的小球P从物体A正上方距其高h处由静止自由下落，与物体A发生碰撞(碰撞时间极短)，碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g.(1)求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小；(2)当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小；(3)若换成另一个质量m2M的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰
13、撞(碰撞时间极短)，碰撞后物体A达到最高点时，地面对物体B的弹力恰好为零求Q开始下落时距离A的高度(上述过程中Q与A只碰撞一次)解析：(1)设碰撞前瞬间P的速度为v0，碰撞后瞬间二者的共同速度为v1，由机械能守恒定律，可得m1ghm1v，由动量守恒定律可得m1v0(m1M)v1，联立解得v1.(2)设开始时弹簧的压缩量为x，当地面对B的弹力为零时弹簧的伸长量为x，由胡克定律可得kxMg，kxMg，故xx，P与A从碰撞后瞬间到地面对B的弹力为零的运动过程中上升的高度为hxx，由xx可知弹簧在该过程的始末两位置弹性势能相等，即Ep1Ep2.设地面对B的弹力为零时P与A共同速度的大小为v，由机械能守恒定律，得(m1M)v(m1M)gh(m1M)v2，解得v.(3)设小球Q从距离A高为H处下落，Q在碰撞前、后瞬间的速度分别为v2、v3，碰后A的速度为v4，由机械能守恒定律可得m2gHm2v，由动量守恒定律可得m2v2Mv4m2v3，由能量守恒定律可得m2vm2vMv，由(2)可知碰撞后地面对物体B的弹力恰好为零时，A上升的高度为h，由能量守恒定律可得MvMgh，联立解得H.答案：(1)(2)(3)7
