高考物理一轮复习计算题练习：综合运用动力学、能量、动量观点解决问题二.docx

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1、综合运用动力学、能量、动量观点解决问题练习1如图所示，质量为m245 g的物块(可视为质点)放在质量为M0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为0.4.质量为m05 g的子弹以速度v0300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g取10 m/s2.子弹射入后，求：(1)子弹进入物块后子弹和物块一起向右滑行的最大速度v1；(2)木板向右滑行的最大速度v2；(3)物块在木板上滑行的时间t.2如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内，ab为四分之一圆弧轨道，bc段水平，且与ab圆弧相切于b点，在光滑水平地面上紧靠轨道c端，停着质量为M3 kg、长

2、度为L0.5 m的平板车，平板车上表面与bc等高、现将可视为质点的物块从与圆心O等高的a点静止释放，物块滑至圆弧轨道最低点b时的速度大小为vb2 m/s，对轨道的压力大小等于30 N，之后物块向右滑上平板车取重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力(1)求该物块的质量；(2)若物块最终未从平板车上滑落，求物块在平板车上滑动过程中产生的热量3如图所示，小车右端有一半圆形光滑轨道BC与车表面相切于B点，一个质量为m1.0 kg可以视为质点的物块放置在A点，随小车一起以速度v05.0 m/s沿光滑水平面上向右匀速运动劲度系数较大的轻质弹簧固定在右侧竖直挡板上当小车压缩弹簧到最短时，弹簧自锁(即不再压

3、缩也不恢复形变)，此时，物块恰好在小车的B处，此后物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C.已知小车上表面水平且离地面的高度h0.45 m，小车的质量为M1.0 kg，小车的长度为l1.0 m，半圆形轨道半径为R0.4 m，物块与小车间的动摩擦因数为0.2.重力加速度g取10 m/s2，试求：(1)物块运动到B点时的速度vB；(2)弹簧在压缩到最短时具有的弹性势能Ep；(3)若小物块落到小车上发生碰撞，碰撞后水平方向的速度不变，竖直方向等速率返回，小车始终保持静止，求物块落地点到小车左端A的水平距离x.4如图所示，在光滑的水平杆上套有一个质量为m的滑环滑环上通过一根不可伸长的轻绳悬挂着一个质量为M的物

4、块(可视为质点)，绳长为L.将滑环固定时，给物块一个水平冲量，物块摆起后刚好碰到水平杆；若滑环不固定时，仍给物块以同样的水平冲量，求物块摆起的最大高度5如图所示，光滑水平面上放置一竖直的光滑四分之一圆弧槽，圆弧槽的质量m11 kg，圆弧槽的右端与质量m21 kg、长度L6 m且上表面水平的木板相切，距离木板左端处静止着质量均为1 kg的A、B两个小物块(可视为质点)现点燃两物块之间的炸药，使两物块都获得水平速度A物块滑离木板后沿圆弧槽运动且恰好能运动到圆弧槽的最高点，B物块恰好能到达木板的最右端已知两物块与木板间的动摩擦因数相同，假设炸药的化学能全部转化为两物块的动能，最大静摩擦力等于滑动摩擦

5、力，已知炸药释放了36 J的化学能，g取10 m/s2.求：(1)炸药爆炸后，A、B两物块的速度大小；(2)两物块与木板间的动摩擦因数、圆弧槽的半径R.6如图，一质量M6 kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量m6 kg，停在木板B的左端质量为m01 kg的小球用长为L0.8 m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的距最低点的最大高度为h0.2 m，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力已知物块A、木板B间的动摩擦因数0.1，(取g10 m/s2)求：(1)小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；(2)小

6、球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；(3)为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少多长7如图所示，倾角37的光滑固定斜面上放有A、B、C三个质量均为m的物块(均可视为质点)，A固定，C与斜面底端的挡板接触，B与C通过轻弹簧相连且均处于静止状态，A、B间的距离为d.现由静止释放A，一段时间后A与B发生碰撞，重力加速度大小为g，sin 370.6，cos 370.8.(B与C始终未接触，弹簧始终在弹性限度内)(1)求A与B碰撞前瞬间A的速度大小v0；(2)若A、B的碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撤去A，且B沿斜面向下运动到速度为零时，弹簧的弹性势能增量为Ep，求B沿斜面向下运动

7、的最大距离x；(3)若A下滑后与B碰撞并粘在一起，且C刚好要离开挡板时，A、B的总动能为Ek，求弹簧的劲度系数k.8如图所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动假设B和C碰撞过程时间极短求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中：(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能9如图所示，一水平轻弹簧右端固定在粗糙水平面右侧的竖直墙壁上，质量为M2 kg的物块静止在水平面上的P点，质量为m1 kg的小球用长l0.9 m的轻绳悬挂

8、在P点正上方的O点现将小球拉至轻绳与竖直方向成60角位置，静止释放小球到达最低点时恰好与物块发生弹性正碰碰后物块向右运动并压缩弹簧，之后物块被弹回，刚好能回到P点设小球与物块只碰撞一次，不计空气阻力，物块和小球均可视为质点，重力加速度取g10 m/s2.求：(1)小球第一次摆到最低点与物块碰撞前瞬间对轻绳的拉力大小；(2)弹簧的最大弹性势能Ep.10有人对鞭炮中炸药爆炸的威力产生了浓厚的兴趣，他设计如下实验，在一光滑水平面上放置两个可视为质点的紧挨着的A、B两个物体，它们的质量分别为m11 kg、m23 kg，在它们之间放少量炸药，水平面左方有一弹性的挡板，水平面右方接一光滑的竖直圆轨道开始A

9、、B两物体静止，点燃炸药让其爆炸，物体A向左运动与挡板碰后原速返回，在水平面上追上物体B并与其碰撞后粘在一起，最后恰能到达圆弧最高点，已知圆弧的半径为R0.2 m，g取10 m/s2.求：(1)求AB粘在一起时的速度；(2)炸药爆炸时对A、B两物体所做的功11如图所示，滑块A、B静止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为(数值较小)，A、B由不可伸长的轻绳连接，绳子处于松弛状现在突然给C一个向右的速度v0，让C在B上滑动，当C的速度为v0时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时B的速度为v0.已知A、B、C的质量分别为2m、3m、m.求：(

10、1)从C获得速度v0开始经过多长时间绳子刚好伸直；(2)从C获得速度v0开始到绳子被拉断的过程中整个系统损失的机械能答案：1 (1)子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，由动量守恒可得：m0v0(m0m)v1解得v16 m/s(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得：(m0m)v1(m0mM)v2解得v22 m/s(3)对物块和子弹组成的整体应用动量定理得：(m0m)gt(m0m)v2(m0m)v1解得：t1 s2 (1)设四分之一圆弧的半径为R，物块的质量为m，物块在b点对轨道的压力为F物块从a到b由机械能守恒定律有：mgRmv物块运动到b点，由

11、牛顿第二定律有：Fmgm联立解得：m1 kg(2)设物块与平板车的共同速度为v，物块在平板车上滑行过程中产生的热量为Q，由动量守恒定律有：mvb(mM)v由能量守恒定律有：Qmv(mM)v2联立解得：Q1.5 J3 (1)物块恰能运动到最高点C，有mgm又mg2Rmvmv解得vB2 m/s(2)由功能关系，有Ep(Mm)vmvmgl解得Ep13 J(3)由平抛运动知识，有2Rgt2，x1vCt解得x10.8 m2Rhgtx2vCt1解得x21 m所以x2x1x2l1.6 m4 滑环固定时，根据机械能守恒定律有：MgLMv，解得v0滑环不固定时，物块初速度仍为v0，在物块摆起最大高度h时，它们速

12、度都为v，在此过程中物块和滑环组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，则：Mv0(mM)vMv(mM)v2Mgh由以上各式解得：h L5 (1)设两物块质量均为m，炸药爆炸后，根据动量守恒和能量守恒，可得mvAmvBQmvmv36 J解得vAvB6 m/s(2)由于A、B在木板上动摩擦因数相同，质量相同，则在A滑行至木板左端的过程中，木板和圆弧槽始终不动，A离开滑板的末速度与B相等vAvB且xAxBA物块从爆炸后到离开木板的过程中，由动能定理得：mgmvA2mvA物块从离开木板到上滑至圆槽最高点过程中：由A与圆槽系统水平动量守恒和机械能守恒得mvA(mm1)v共mvA2(mm1)vmgR上述过

13、程的同时，B与木板系统动量守恒，能量守恒：mvB(mm2)vmvB2vmg解得：0.3，R0.6 m6 (1)对小球下摆过程，由机械能守恒定律得：m0gLm0v，解得v04 m/s(2)对小球反弹后上升到最高点的过程，由机械能守恒定律得m0ghm0v解得：v12 m/s小球与物块A碰撞过程系统动量守恒，以小球碰前速度的方向为正方向由动量守恒定律得：m0v0m0v1mvA解得vA1 m/s(3)物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以物块A的速度方向为正方向由动量守恒定律有：mvA(mM)v，解得v0.5 m/s由能量守恒定律有：mgxmv(mM)v2，解得x0.25 m7 (1)根据机械能

14、守恒定律：mgdsin mv解得v0(2)设碰撞后瞬间A、B的速度大小分别为v1、v2，对A、B系统，根据动量守恒定律：mv0mv1mv2由能量关系：mvmvmv解得v10，v2v0A、B碰撞后，对B沿斜面向下压缩弹簧至B速度为零的过程，根据能量关系：Epmvmgxsin 解得xd(3)A、B碰撞前，弹簧的压缩量：x1设A、B碰撞后瞬间的共同速度大小为v3，则：mv02mv3，解得v3当C恰好要离开挡板时，弹簧的伸长量为：x2可见，在B开始沿斜面向下运动到C刚好要离开挡板的过程中，弹簧的弹性势能改变量为零，根据机械能守恒定律：2mvEk2mg(x1x2)sin 解得：k.8 (1)从A压缩弹簧

15、到A与B具有相同速度v1的过程，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv02mv1此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为E对B、C组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得mv12mv2mvE(2m)v联立式得Emv(2)由式可知v2v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此速度为v3，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep.由动量守恒和能量守恒定律得mv03mv3mvE(3m)vEp联立式得Epmv9 (1)小球静止释放，由机械能守恒定律：mgl(1cos 60)mv小球在最低点由牛顿第二定律得：FTmgm又由牛顿第三定律有小球对轻绳的拉力FT

16、FT解得：FT20 N(2)小球与物块发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律得：mv0mv0Mv1mvmv02Mv物块从P点运动到最右端，由能量守恒定律得：MvEpQ小球反弹后回到P点的过程，又有：EpQ联立解得：Ep2 J10 (1)炸药爆炸后，设A的速度大小为v1，B的速度大小为v2.动量守恒定律得m1v1m2v20A物与挡板碰后追上B物，碰后两物共同速度设为v，取向右为正方向，由动量守恒定律得m1v1m2v2(m1m2)v两物上升到圆弧的最高点时速度为0，两物体的动能转化为重力势能，由机械能守恒定律(m1m2)v2(m1m2)gR炸药爆炸时对A、B两物体所做的功Wm1vm2v联立解得AB粘在一起时的速度v2 m/s，W10.7 J11 (1)从C获得速度v0到绳子刚好伸直的过程中，根据动量定理得：mgtmv0mv0解得：t(2)设绳子刚伸直时B的速度为vB，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得：mv0mv03mvB解得：vBv0绳子被拉断的过程中，A、B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律得：3mvB2mvA3mv0解得：vAv0整个过程中，根据能量守恒定律得：E损mv2mv3mmmv学科网（北京）股份有限公司