【精准解析】高考物理一轮复习课时作业22 力学“三大观点”的综合应用
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 v=
av0(待定系数 a<1)的速率弹回,并与固定挡板 P发生弹性碰撞,若要
使A球能再次追上 B球,则系数 a可以是( BC )
A. B.
C. D.
解析:A与B发生碰撞,根据动量守恒可知 mv0=5mvB-
mav0,要使 A球能再次追上 B球,且 A与固定挡板 P发生弹性碰撞,
则av0>vB,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 Mv0
C.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=(M+m)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 m
C.做的功为 kmgL D.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
W=Ek=kmg·3L,选项 C错误,选项 D正确;施加的冲量 I=Δp=p
-0=-0==m,选项 A、B错误.
4.(多选)如图所示,水平光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 )
A.m1的最小速度是 0
B.存在某段时间 m1向左运动
C.m2的最大速度一定是 v1
D.m2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′.
两物体水平方向动量守恒,m1v1=m1v1′+m2v2′
两物体与弹簧组成的系统机械能守恒
m1v=m1v1′2+m2v2′2;
可得 v1′=v1,v2′=v1.
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 m1=m2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 x=1 m,质量 m=0.1 kg 的小滑块 1放在半圆形轨道底端的 B
点,另一质量也为 m=0.1 kg 的小滑块 2,从 A点以 v0=2 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 μ=0.2.取重力加速度 g=10 m/s2.两滑块均可视为质点.求:
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