《2019-2020学年高中物理 第十六章 动量守恒定律 习题课2 动量和能量的综合应用课时作业（含解析）新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理 第十六章 动量守恒定律 习题课2 动量和能量的综合应用课时作业（含解析）新人教版选修3-5（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、动量和能量的综合应用 A组素养达标1.如图所示，在光滑水平面上，有一质量M3 kg的薄板和质量m1 kg的物块都以v4 m/s的初速度相向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.9 m/s时，物块的运动情况是()A做减速运动B做加速运动C做匀速运动 D以上运动都有可能解析：开始阶段，物块向左减速，薄板向右减速，当物块的速度为零时，设此时薄板的速度为v1，规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：(Mm)vMv1代入数据解得：v12.67 m/s2.9 m/s，所以物块处于向左减速的过程中答案：A2.质量相等的三个物块在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E
2、0的第1个物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘在一起，这个整体的动能为()AE0 B.C. D.解析：碰撞过程动量守恒mv03mv1，解得v1E0mvEk3mv由得Ek.答案：C3如图所示，质量为M、长为L的长木板放在光滑水平面上，一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上长木板，如果长木板是固定的，物块恰好停在长木板的右端，如果长木板不固定，则物块冲上长木板后在长木板上最多能滑行的距离为()AL B.C. D.解析：长木板固定时，由动能定理得MgL0Mv，若长木板不固定，以物块初速度的方向为正方向，有Mv02Mv，MgsMv2Mv2，得s，D项正确，A
3、、B、C项错误答案：D4.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示，则上述两种情况相比较，下列说法不正确的是()A子弹的末速度大小相等B系统产生的热量一样多C子弹对滑块做的功相同D子弹和滑块间的水平作用力一样大解析：设滑块的质量是M，选择子弹初速度的方向为正方向，由动量守恒定律知滑块获得的最终速度(最后滑块和子弹的共同速度)为v，则mv0(mM)v，所以v，可知两种情况下子弹的末速度是相同的，故A正确；子弹嵌入下层或上层过程中，系统产生的热量都等于系统减少
4、的动能，而子弹减少的动能一样多(子弹初、末速度相等)，滑块增加的动能也一样多，则系统减少的动能一样，故系统产生的热量一样多，故B正确；滑块的末速度是相等的，所以获得的动能是相同的，根据动能定理，滑块动能的增量是子弹做功的结果，所以子弹对滑块做的功一样多，故C正确；子弹嵌入下层或上层过程中，系统产生的热量都等于系统减少的动能，QFfx相对，由于两种情况相比较子弹能射穿的厚度不相等，即相对位移x相对不相等，所以两种情况下子弹和滑块间的水平作用力不一样大，故D错误答案：D5.如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q质量相等，都可视作质点，Q与轻质弹簧相连设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生
5、碰撞在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于()AP的初动能 BP的初动能的CP的初动能的 DP的初动能的解析：把小滑块P和Q以及弹簧看成一个系统，系统的动量守恒，在整个碰撞过程中，当小滑块P和Q的速度相等时，弹簧的弹性势能最大设小滑块P的初速度为v0，两滑块的质量均为m，则mv02mv，v，所以弹簧具有的最大弹性势能Epmv2mv2mvEk0，故选项B正确答案：B6.如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹水平射入木块的深度为d时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为Ff，那么在这一过程中下列说法不正确的是()A木块的机械能增量为Ff
6、LB子弹的机械能减少量为Ff(Ld)C系统的机械能减少量为FfdD系统的机械能减少量为Ff(Ld)解析：子弹对木块的作用力大小为Ff，木块相对于桌面的位移为L，则子弹对木块做功为FfL，根据动能定理得知，木块动能的增加量，即机械能的增量等于子弹对木块做的功，即为FfL，故A正确木块对子弹的阻力做的功为Ff(Ld)，根据动能定理得知，子弹动能的减少量，即机械能的减少量等于子弹克服阻力做的功，大小为Ff(Ld)，故B正确子弹相对于木块的位移大小为d，则系统克服阻力做的功为Ffd，根据功能关系可知，系统机械能的减少量为Ffd，故C正确，D错误答案：D7.如图所示，A、B两个木块用轻弹簧相连接，它们静
7、止在光滑水平面上，A和B的质量分别是99m和100m，一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入木块A内没有穿出，则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为()A. B.C. D.解析：子弹射入木块A，根据动量守恒有mv0100mv1200mv2，则v1，v2，弹性势能的最大值Ep100mv200mv.答案：A8.如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为M0.39 kg的木块(可视质点)，在木块正上方有一个固定悬点O，在悬点O和木块之间连接一根长度为0.4 m的轻绳(轻绳不可伸长且刚好被拉直)有一颗质量为m0.01 kg的子弹以水平速度v0射入木块并留在其中(作用时间极短)，g取10 m/s2，要使木块
8、能绕O点在竖直平面内做圆周运动，求子弹射入的最小速度解析：当木块恰好能绕O点在竖直平面内做圆周运动时，在最高点重力提供向心力，由牛顿第二定律得：(Mm)g(Mm)，解得：v12 m/s，从最低点到最高点过程系统机械能守恒，由机械能守恒得：(Mm)v2(Mm)v(Mm)g2L，解得：v2 m/s，子弹射入木块过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0(Mm)v，解得：v080 m/s.答案：80 m/sB组素养提升9.(多选)如图所示，用轻绳将两个弹性小球b、a紧紧束缚在一起并发生微小的形变，现正在光滑水平面上以速度v00.1 m/s向右做直线运动，已知两弹性小球a、b的质量分别
9、为m11 kg和m22 kg.一段时间后轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动经过t5.0 s两球的间距为s4.5 m，则下列说法正确的是()A刚分离时，a、b两球的速度方向相同B刚分离时，b球的速度大小为0.4 m/sC刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/sD两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 J解析：在轻绳突然自动断开过程中，两球组成的系统动量守恒设刚分离时，a、b两球的速度方向相同，a、b两球的速度分别为v1和v2，由动量守恒定律有(m1m2)v0m1v1m2v2，根据题述，经过t5.0 s两球的间距为s4.5 m，有v1tv2ts，联立解得v10.7 m/s，v20.2 m/
10、s，负号说明b球的速度方向向左，选项A、B错误，C正确；由机械能守恒定律，两球分开过程中释放的弹性势能为Epm1vm2v(m1m2)v0.27 J，选项D正确答案：CD10.(多选)如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从离水平面高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升下列说法正确的是()A弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为CB能达到的最大高度为DB能达到的最大高度为解析：根据机械能守恒定律可得B刚到达水平面的速度v0
11、，根据动量守恒定律可得A与B碰撞后的速度为vv0，所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为Epm2mv2mgh，即选项A错误，B正确；当弹簧再次恢复原长时，A与B分开，B以大小为v的速度向左沿曲面上滑，根据机械能守恒定律可得mghmv2，B能达到的最大高度为hh，即选项C错误，D正确答案：BD11.两物块A、B用水平轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图所示B与C碰撞后二者会粘在一起运动则在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？(2)系统中弹性势能的最大值是多少？
12、解析：(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大，取A、B初速度方向为正方向，由A、B、C三者组成的系统动量守恒得：(mAmB)v(mAmBmC)vABC，解得vABC m/s3 m/s.(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，以v的方向为正方向，则mBv(mBmC)vBC，解得vBC m/s2 m/s，设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒定律，得Ep(mBmC)vmAv2(mAmBmC)v(24)22J262J(224)32J12 J.答案：(1)3 m/s(2)12 JC组学霸冲刺12.如图所示，C是放在光滑的水平
13、面上的一块木板，木板的质量为3m，在木板的上表面有两块质量均为m的小木块A和B，它们与木板间的动摩擦因数均为.最初木板静止，A、B两木块同时以相向的水平初速度v0和2v0滑上长木板，木板足够长，A、B始终未滑离木板也未发生碰撞求：(1)木块B的最小速度是多少？(2)木块A从刚开始运动到A、B、C速度刚好相等的过程中，木块A所发生的位移是多少？解析：(1)由题知，B向右减速，A向左减速，此时C静止不动，A先减速到零后与C一起反向向右加速，B向右继续减速，三者共速时，B的速度最小取向右为正方向，根据动量守恒定律有m2v0mv05mv解得B的最小速度v(2)A向左减速的过程，根据动能定理有mgx10mv向左的位移为x1A、C一起向右加速的过程，根据动能定理有mgx24m()2向右的位移为x2取向左为正方向，整个过程A发生的位移为xx1x2即此过程中A发生的位移向左，大小为.答案：(1)(2)- 6 -
