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2021年高考物理一轮复习 阶段综合测评4(含解析).doc

1、阶段综合测评(四)时间:90 分钟 满分:110 分 第卷(选择题,共 48 分)一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,17题只有一项符合题目要求,812 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分)1(2019新疆乌鲁木齐二诊)目前我国女子短道速滑队已开始备战 2022 年北京冬季奥运会。在 3000 m 接力训练中,“接棒”运动员甲在“交棒”运动员乙前面向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。不计阻力,则()A乙对甲的冲量一定大于甲对乙的冲量 B甲的动量变化一定比乙的动量

2、变化快 C交棒完毕后甲的速度一定大于乙的速度 D甲的速度变化量一定大于乙的速度变化量 答案 C 解析 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等、方向相反,由冲量的定义 IFt 分析可知,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,故 A 错误;动量的变化率大小为 F,即动量的变化率大小为作用力大小,甲对乙的力和乙对甲的力大小相等,故 B 错误;交棒完毕后,甲在前乙在后,甲加速后的速度一定大于乙减速后的速度,故 C 正确;根据动量守恒定律知:p 甲p 乙,即甲、乙的动量变化量一定大小相等、方向相反,但甲、乙的质量大小不明确,故无法判别甲、乙的速度变化量大小,故 D 错误。2(2019山西太原二模)在我国,

3、屋顶常常修成坡度固定的“人”字形,以便雨水沿固定斜坡迅速流下。将雨滴从坡顶开始的下滑看做由静止开始的匀变速直线运动,不考虑雨滴滑下时质量的变化,下列说法正确的是()A雨滴的速度与它发生的位移成正比 B雨滴的动能与它的速度成正比 C雨滴的动能与它运动的时间成正比 D雨滴的动量与它运动的时间成正比 答案 D 解析 设雨滴做初速度为零的匀变速直线运动的加速度为 a,根据匀变速直线运动的规律 v202ax 得:v 2ax,故 A 错误;根据动能 Ek12mv212ma2t2可知,雨滴的动能与速度的平方成正比,与运动时间的平方成正比,故 B、C 错误;根据动量 pmvmat 可知,雨滴的动量与运动时间成

4、正比,故 D 正确。3(2019四川达州二诊)一辆汽车由静止开始从甲地出发,沿平直公路驶往乙地,其vt 图象如图所示,在 0t0和 t03t0两段时间内()A加速度大小之比为 12 B位移大小之比为 23 C平均速度大小之比为 11 D合力的冲量大小之比为 21 答案 C 解析 根据 vt 图象斜率的绝对值等于加速度大小,可知 0t0和 t03t0两段时间内的加速度大小之比为:a1a2v0t0 v02t021,故 A 错误;根据 vt 图象与时间轴所围的“面积”表示位移,可知两段时间内的位移大小之比为 x1x212v0t012v02t012,故 B 错误;在0t0时间内汽车做匀加速直线运动,在

5、 t03t0时间内汽车做匀减速直线运动,两段时间内的平均速度均为v02,故 C 正确;根据动量定理可知,在 0t0时间内合外力的冲量 I1mv0,在 t03t0时间内合外力的冲量 I20mv0mv0,则两段时间内的合力的冲量大小之比为 11,故D 错误。4(2019湖北孝感二统)在光滑水平面上,一质量为 m、速度大小为 v 的 A 球与质量为2m、静止的 B 球碰撞,碰撞后 A 球的速度方向与碰撞前相反。则碰撞后 B 球的速度大小可能是()A0 B0.3v C0.6v D0.9v 答案 C 解析 A、B 两球组成的系统在水平方向上合外力为零,A 球和 B 球碰撞的过程中系统动量守恒,设 A、B

6、 两球碰撞后的速度分别为 v1、v2,选 A 球原来的运动方向为正方向,由动量守恒定律有:mvmv12mv2,由题意知球 A 被反弹,所以球 B 的速度为:v20.5v,两球碰撞过程中机械能可能有损失,即12mv212mv21122mv22,联立得:0.5vv223v,符合条件的只有 0.6v,故 C 正确,A、B、D 错误。5.(2019北京大兴区一模)如图,光滑水平面上有两辆小车,用细线相连,中间有一个被压缩的轻弹簧,小车处于静止状态。烧断细线后,由于弹力的作用两小车分别向左右运动。已知两小车质量之比 m1m221,下列说法正确的是()A弹簧弹开后两车速度大小之比为 12 B弹簧弹开后两车

7、动量大小之比为 12 C弹簧弹开过程 m1、m2受到的冲量大小之比为 21 D弹簧弹开过程弹力对 m1、m2做功之比为 14 答案 A 解析 两车组成的系统动量守恒,系统初动量为零,由动量守恒定律可知,弹簧弹开后系统总动量仍为零,即两车动量大小相等、方向相反,动量之比:p1p2m1v1m2v22v1v2 11,则v1v212,故 A 正确,B 错误;弹开过程两车受到的弹力总是大小相等、方向相反,同时变化,同时消失,故两车受到的冲量大小相等,冲量大小之比为 11,故 C 错误;由动能定理可知,弹力对小车做功:W12mv20,做功之比:W1W212m1v2112m2v22p22m1p22m2m2m

8、112,故 D 错误。6(2019四川遂宁三诊)如图所示,水平地面光滑,轻弹簧一端固定在墙上,另一端拴接质量为 m 的小球 A。另一个质量也为 m 的小球 B 以速度 v0向左运动,与 A 碰撞时间极短、且碰后粘在一起。则从 B 与 A 开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程,对 A 球、B 球、弹簧组成的系统()A动量守恒,机械能不守恒 B动量不守恒,机械能守恒 C对墙产生的冲量大小为 mv0 D弹簧最大势能为12mv20 答案 C 解析 从 B 与 A 开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程,A、B 发生了完全非弹性碰撞,在碰撞过程中机械能有损失,所以系统的机械能不守恒;从 A、B 开始一起运动至弹簧

9、被压缩到最短的过程中,由于墙对系统有作用力,A、B、弹簧组成的系统所受的合外力不为零,则在此过程中动量不守恒,故 A、B 错误;设整个过程中,墙对 A、B、弹簧组成的系统,由动量定理可得:I0mv0,因墙与系统相互作用,且作用时间相同,故系统对墙产生的冲量大小为mv0,故 C 正确;A、B 碰撞过程,取向左为正方向,由动量守恒定律得:mv02mv,得:v0.5v0,弹簧被压缩至最短时,A、B 的速度为 0,此时弹簧的弹性势能最大,为 Ep122mv214mv20,故 D 错误。7(2019山东青岛二模)几个水球可以挡住一颗子弹?国家地理频道的实验结果是:四个水球足够!如图,完全相同的水球紧挨在

10、一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第 4 个水球,下列说法正确的是()A子弹在每个水球中的速度变化相同 B子弹在每个水球中的动能变化相同 C子弹在每个水球中运动的时间相同 D每个水球对子弹的冲量相同 答案 B 解析 设水球的直径为 d,子弹运动的过程为匀减速直线运动,直到末速度为零,该过程逆向分析相当于子弹做初速度为零的匀加速直线运动。因为通过最后 1 个、最后 2 个、最后 3 个、全部 4 个水球的位移分别为 d、2d、3d 和 4d,根据 x12at2知,所用时间之比为 12 32,所以子弹在每个水球中运动的时间不同;子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,

11、受力相同,所以加速度相同,由 vat 可知,运动的时间不同,则速度的变化量不同,故 A、C 错误;根据冲量的定义:IFt,受力是相同的,运动的时间不同,所以每个水球对子弹的冲量不同,故 D 错误;根据动能定理:EkWFd,在每个水球中子弹受力是相同的,运动的位移相同,所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等,所以子弹在每个水球中的动能变化相同,故 B 正确。8.(2019河北唐山一模)一子弹以初速度 v0击中静止在光滑的水平面上的木块,最终子弹未能射穿木块,射入的深度为 d,木块加速运动的位移为 s。则以下说法正确的是()A子弹动能的亏损等于系统动能的亏损 B子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的

12、大小 C摩擦力对木块做的功等于摩擦力对子弹做的功 D子弹对木块做的功等于木块动能的增量 答案 BD 解析 子弹射入木块的过程,一部分动能转化为内能,由能量守恒定律知子弹动能的亏损大于系统动能的亏损,故 A 错误;子弹和木块组成的系统动量守恒,系统动量的变化量为零,则子弹与木块动量变化量大小相等,方向相反,故 B 正确;摩擦力对木块做的功为 fs,摩擦力对子弹做的功为f(sd),可知二者不等,故 C 错误;对木块,由动能定理得:fsEk,故 D 正确。9(2019四川宜宾二诊)如图所示,斜面倾角为,P 为斜面的中点,斜面上半段光滑,下半段粗糙,一个小物体由顶端静止释放,沿斜面下滑到底端时速度为零

13、。以沿斜面向下为正方向,则物体下滑过程中的位移 x、速度 v、合外力 F、合外力的冲量 I 与时间 t 的关系图象可能正确的是()答案 BD 解析 由题意可知,物体在光滑的斜面上先由静止开始向下做匀加速直线运动,过 P 点后做匀减速直线运动,xt 图线的斜率先增大后减小到零,故 A 错误;物体在前半段做初速度为零的匀加速直线运动,后半段做匀减速直线运动,到达底端时速度为零,则前半段和后半段的平均速度相等,运动时间相等,加速度大小相等、方向相反,则合力大小相等、方向相反,故 B 正确,C 错误;由于合力大小相等,方向相反,根据 IFt 可知,D 正确。10(2019新疆二诊)如图甲所示,在光滑水

14、平面上,轻质弹簧一端固定,物体 P 以速度 v0向右运动并压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为 x;现将弹簧一端连接另一质量为 m 的物体 Q,物体 P 以 3v0的速度向右运动并压缩弹簧(如图乙所示),测得弹簧的最大压缩量仍为 x,则()A图乙中,在弹簧压缩过程中,弹簧的弹力对 P、Q 做的功相等 BP 的质量为 8m C弹簧压缩量最大时弹性势能为 4mv20 D图乙中,在弹簧压缩过程中,P、Q 组成的系统动量改变量为 8mv0 答案 BC 解析 弹簧固定时,当弹簧压缩量最大时,弹性势能最大,P 的动能全部转化为弹簧的弹性势能,设 P 的质量为 mP,则有:Epm12mPv20,当弹簧一端连接另

15、一质量为 m 的物体 Q 时,P 与弹簧相互作用的过程中 Q 将向右运动,P、Q 速度相等时,弹簧的弹性势能最大,选取 P 的初速度的方向为正方向,由动量守恒定律得:mP3v0(mmP)v,由机械能守恒定律得:Epm12mP(3v0)212(mPm)v2,联立得:mP8m,v83v0。得 Epm4mv20,B、C 正确;图乙中,弹簧对 P、Q 两物体的弹力大小相等,方向相反,弹簧对两物体所做的功分别等于两物体动能的变化,则:弹簧对 P 做功:WP128mv2128m(3v0)2689 mv20,弹簧对 Q 做功:WP12mv2329 mv20,所以在弹簧压缩过程中,弹簧的弹力对 P、Q 做的功

16、不相等,在弹簧压缩过程中 P、Q 与弹簧组成的系统水平方向不受外力作用,竖直方向所受合力为零,故系统动量守恒,又轻弹簧不计质量,故 P、Q 组成的系统的动量改变量为 0,A、D 错误。11(2019成都三诊)如图,橡皮条一端固定在 O点,另一端系着中心有孔的小球,小球穿在固定的水平杆上,杆上 O 点在 O点正下方,橡皮条的自由长度等于 OO,将小球拉至 A 点后无初速释放,小球开始运动,由于球与杆之间有摩擦,球向右运动的最远处为杆上 B 点。在小球从 A 向 B 运动的过程中()A在 O 点,小球的加速度为零 B在 A、O 之间的某点,小球的动量最大 C在 O、B 之间的某点,小球的动量最大

17、D小球和橡皮条组成的系统的机械能逐渐减小 答案 BD 解析 小球在 O 点,水平方向受向左的摩擦力,加速度不为零,故 A 错误;小球从 A 开始先做加速度减小的加速运动,当橡皮条的弹力的水平分力等于摩擦力时,加速度为 0,速度最大,动量最大,此时小球应该位于 A、O 之间的某点,B 正确,C 错误;小球和橡皮条组成的系统,由于需要克服摩擦力做功,故系统的机械能逐渐减小,D 正确。12(2019云南保山模拟)如图所示,质量为 m 的粗糙半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径 AB 长度为 2R,现将质量也为 m 的小球从 A 点正上方 h0高处由静止释放,然后由 A 点经过半圆轨道后从

18、B 点冲出,在空中能上升到距 B 点所在水平线的最大高度为34h0(不计空气阻力),则()A小球和小车组成的系统在水平方向动量守恒 B小车向左运动的最大距离为 R C小球离开小车后做斜抛运动 D小球第二次能上升到距 B 点所在水平线的最大高度满足12h0h34h014h012h0,而小于34h0,即12h0h34h0,故 D 正确。第卷(非选择题,共 62 分)二、实验题(本题共 2 小题,共 12 分)13(6 分)(2019四川内江三模)如图甲所示,在“验证动量守恒定律”的实验中,将打点计时器固定在长导轨的左端,把纸带穿过打点计时器,连在质量为 0.6 kg 的小车 A 的后面,让小车 A

19、 以某一速度向右运动,与静止的质量相同的小车 B 碰撞。由于在两小车碰撞端分别装上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针将插入橡皮泥中,把两个小车 A、B 连接在一起共同向右运动,电源的频率为 50 Hz,则:(1)为了尽可能满足实验需要的条件,下列措施中可行的是_。A两小车 A、B 的质量必须相等 B两小车 A、B 与导轨间的动摩擦因数尽可能相同 C两小车 A、B 相距的距离尽可能近一些 D将长导轨的左端用楔形木板垫起适当高度,以使小车重力沿导轨的分力可平衡小车运动时受到的摩擦力(2)如图乙所示,是实验中碰撞前、后打点计时器打下的一条纸带,从图中可以知道在碰撞前小车 A 的动量为_ kgm/s,碰撞后的总

20、动量为_ kgm/s,由此可知,在误差范围内系统的总动量守恒。(保留两位有效数字)答案(1)BD(2)0.30 0.29 解析(1)验证动量守恒定律,不需要控制两小车 A、B 的质量相等,故 A 错误;为使系统所受合外力为零,减小摩擦力对实验的影响,实验前要平衡摩擦力,因此两小车 A、B 与导轨间的动摩擦因数尽可能相同,故 B 正确;为减小实验误差,两小车 A、B 相距的距离应适当大一些,故 C 错误;当系统所受合外力为零时系统动量守恒,实验前要平衡摩擦力,将长导轨的左端用楔形木板垫起适当高度,以使小车重力沿导轨的分力可平衡小车运动时受到的摩擦力,故 D 正确。(2)碰撞前 A 的速度 vAx

21、T20.023 m/s0.5 m/s,碰撞前 A 的动量:pAmAvA0.60.5 kgm/s0.30 kgm/s;碰撞后的速度:vxT 20.025 m/s0.24 m/s,碰撞后的总动量:p2mv20.60.24 kgm/s0.29 kgm/s。14(6 分)(2019陕西西安三模)某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。(1)对于该实验,下列说法正确的是_。A入射小球和被碰小球应该质量相同、半径相同 B要确保斜槽轨道光滑,其末端水平 C入射小球可以在斜槽上不同位置释放,但必须由静止释放 D实验只需要直尺和天平两个测量工具即可 E在地面上要依次铺上复写纸、白纸,以确定小球的落点 F在调

22、整斜槽末端水平时,将小球放在斜槽末端不同位置都能静止即可 G槽口必须悬挂一个重垂线,以便确定槽口在地面的投影位置 H实验必须测出离地面的高度,以便求出小球做平抛运动的时间 I实验需要用游标卡尺测出小球直径,以便准确求出小球做平抛运动的时间 J图中标出小球落点 M、N、P 是小球多次实验落点中最清晰的点(2)未放被碰小球和放上被碰小球时入射小球前后两次的落地位置分别为图中的_、_两点;若入射小球的质量为 m1,被碰小球的质量为 m2,则实验需要验证的表达式为_。答案(1)DFG(2)P M m1OPm1OMm2ON 解析(1)为防止碰撞后入射小球反弹,入射小球的质量应大于被碰小球的质量,故 A

23、错误;只要从同一位置由静止释放小球即可,斜槽轨道不需要光滑,故 B 错误;为保证小球到达斜槽末端时速度相等,入射小球应在斜槽上同一位置由静止释放,故 C 错误;实验需要测量小球质量与水平位移,实验只需要直尺和天平两个测量工具即可,故 D 正确;为确定小球的落点位置,在地面上要依次铺上白纸、复写纸,故 E 错误;实验前要调节斜槽末端水平,在调整斜槽末端水平时,将小球放在斜槽末端不同位置都能静止即可,故 F 正确;为确定小球抛出点在地面上的投影位置,槽口必须悬挂一个重垂线,故 G 正确;小球离开斜槽后做平抛运动,小球抛出点的高度相等,在空中的运动时间相等,可以用小球的水平位移大小代替初速度大小来进

24、行验证,实验不需要测出离地面的高度,故 H 错误;两球从斜槽同一位置抛出,不需要用游标卡尺测出小球直径,不需要准确求出小球做平抛运动的时间,故 I 错误;为减小实验误差,图中标出小球落点 M、N、P 是小球多次实验落点的平均位置,故 J 错误,故选 D、F、G。(2)小球离开斜槽后做平抛运动,小球做平抛运动时抛出点的高度相等,故小球做平抛运动的时间 t 相等。小球做平抛运动的初速度越小,水平位移越小,两球碰撞后入射小球的速度变小,小于被碰小球的速度,故碰撞后入射小球的水平位移变小,入射小球的水平位移小于被碰球的水平位移,由图示可知,入射小球前后两次的落地位置分别为原理图中的 P、M 两点;碰撞

25、过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m1v0m1v1m2v2,小球做平抛运动的时间 t 相等,两边同时乘以 t 得,m1v0tm1v1tm2v2t,即:m1OPm1OMm2ON。三、计算题(本题共 4 小题,共 50 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)15(8 分)(2019陕西汉中二模)如图,有一个光滑轨道,其水平部分 MN 段和圆形部分NPQ 平滑连接,圆形轨道的半径 R0.5 m;质量为 m15 kg 的 A 球以 v06 m/s 的速度沿轨道向右运动,与静止在水平轨道上质量为 m24 kg 的 B 球发生碰撞,两小球碰撞过程相互作

26、用的时间为 t00.02 s,碰撞后 B 小球恰好越过圆形轨道最高点。两球均可视为质点,g10 m/s2。求:(1)碰撞后 A 小球的速度大小;(2)碰撞过程两小球间的平均作用力大小。答案(1)2 m/s(2)1000 N 解析(1)B 小球恰好越过圆形轨道的最高点,则 m2gm2v2R 设碰后 B 球速度为 v2,由机械能守恒定律可知:12m2v222m2gR12m2v2 联立式并代入数据得碰后 B 的速度 v25 m/s,A、B 碰撞过程系统动量守恒:m1v0m1v1m2v2 解得碰后 A 的速度 v12 m/s。(2)A、B 碰撞过程,对 B 球:Ft0m2v2 代入数据得碰撞过程两小球

27、间的平均作用力大小 F1000 N。16(12 分)(2019北京密云区期末)如图所示,“冰雪游乐场”滑道 O 点的左边为水平滑道,右边为高度 h3.2 m 的曲面滑道,左右两边的滑道在 O 点平滑连接。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发,经过 O 点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞,碰撞后小孩及其冰车恰好停止运动。已知小孩和冰车的总质量 m30 kg,家长和冰车的总质量为 M60 kg,人与冰车均可视为质点,不计一切摩擦阻力,取重力加速度 g10 m/s2,求:(1)小孩乘坐冰车经过 O 点时的速度大小;(2)碰撞后家长和冰车共同运动的速度大小;(3)碰撞过程中小孩和家长(包括各自

28、冰车)组成的系统损失的机械能。答案(1)8.0 m/s(2)4.0 m/s(3)480 J 解析(1)设小孩经过 O 点时的速度大小为 v0,由机械能守恒定律有:mgh12mv20 代入数据解得:v08.0 m/s。(2)碰撞过程中小孩和家长(包括各自冰车)组成的系统动量守恒,设碰撞后家长和冰车的速度大小为 v1,则有:mv0Mv1 解得:v1mv0M 4.0 m/s。(3)设系统损失的机械能为 E,则:E12mv2012Mv21480 J。17(14 分)(2019山东潍坊模拟)如图所示,光滑水平面上,质量为 2m 的小球 B 连接着轻质弹簧,处于静止状态;质量为 m 的小球 A 以速度 v

29、0向右匀速运动,接着逐渐压缩弹簧并使 B 运动,一段时间后,A 与弹簧分离。设小球 A、B 与弹簧相互作用过程中无机械能损失,弹簧始终处于弹性限度以内。(1)求当弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能 E;(2)若开始时在小球 B 的右侧某位置固定一块挡板(图中未画出),在小球 A 与弹簧分离前使小球 B 与挡板发生正碰,并在碰后立刻将挡板撤走。设小球 B 与固定挡板的碰撞时间极短,碰后小球 B 的速度大小不变,但方向相反。设此后弹簧弹性势能的最大值为 Em,求 Em可能值的范围。答案(1)13mv20(2)127mv20,12mv20 解析(1)当弹簧被压缩到最短时,A、B 速度相同,弹簧的弹性

30、势能最大。设 A、B 的共同速度为 v,弹簧的最大势能为 E,对 A、B 组成的系统,由动量守恒定律得:mv0(m2m)v 由机械能守恒定律得:12mv2012(m2m)v2E 联立得:E13mv20。(2)设 B 球与挡板碰撞前瞬间的速度大小为 vB,此时 A 的速度大小为 vA。对 A、B 组成的系统,由动量守恒定律得:mv0mvA2mvB B 与挡板碰后,以 vB向左运动,压缩弹簧,当 A、B 速度相同时,弹簧弹性势能最大,为Em,设此时 A、B 的速度为 v 共 由动量守恒定律得:mvA2mvB3mv 共 由机械能守恒定律得:12mv2012(m2m)v2共Em 由两式得:v 共v04

31、vB3,代入式,化简得:Em8m3 vBv0423v2016 而当弹簧恢复原长时相碰,vB有最大值 vBm,则:mv0mvA2mvBm,12mv2012mvA 2122mv2Bm 联立得:vBm23v0,即 vB的取值范围为:0vB23v0 结合式可得:当 vBv04时,Em有最大值为12mv20;当 vB23v0时,Em有最小值为 127mv20。18(16 分)(2019安徽安庆二模)如图甲所示,光滑水平面上有一质量为 M1 kg 的足够长木板。板左端有一质量为 m0.5 kg 的物块(视为质点),物块与木板间的动摩擦因数为0.2。初始时物块与木板均处于静止状态,已知 g10 m/s2,物

32、块与木板间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。(1)若仅给木板一水平向左的初速度 v03 m/s,求物块相对木板滑动的距离;(2)若仅给物块施加一水平向右的力 F,F 随时间 t 变化的图象如图乙所示,求物块与木板最终的速度大小;(3)若按(1)问中给木板初速度 v03 m/s 的同时,给木板施加一水平向右的恒力 F6 N,求经多长时间物块会从木板上滑落。答案(1)1.5 m(2)0.6 m/s(3)0.91 s 解析(1)设物块与木板最终达到相同的速度 v,物块在木板上滑行的距离为 L,物块与木板组成的系统动量守恒,由动量守恒定律:Mv0(Mm)v 由功能关系得:mgL12Mv2012(Mm)v

33、2 解得:L1.5 m。(2)由题意可知,若物块和木板一起向右加速,则 fmmgma,Ffmma,代入数据得拉力 F1.5 N,故在如图所示的拉力 F 的作用下物块和木板无法一起加速,设经 t10.5 s 时,物块的速度为 v1,木板的速度为 v2 对物块:F t1mgt1mv1 对木板:mgt1Mv2 解得 v10.8 m/s,v20.5 m/s;05 s 后撤去外力 F,系统动量守恒,物块和木板最终达到相同速度 v,则 mv1Mv2(mM)v 解得 v0.6 m/s,即物块和木板最终以 0.6 m/s 的速度匀速运动。(3)物块先相对木板向右运动,设此过程中,物块的加速度为 a1,木板的加速度为 a2,经t1时间物块和木板具有相同的速度 v,由牛顿第二定律,对物块:mgma1 对木板:FmgMa2 由运动公式:vv0a2t1 va1t1 解得:t113 s,v23 m/s 此过程中物块相对木板向右前进的距离:sv0v2t1v2 t1 解得 s0.5 m t1时刻后物块相对木板向左运动,设再经 t2时间从木板上滑落,此过程中木板的加速度为 a3,物块的加速度仍为 a1,对木板:FmgMa3 由运动公式:vt212a1t22vt212a3t22 s 解得:t2 33 s 故经过时间 tt1t2 313 s0.91 s 物块从木板上滑落。

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