2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 動(dòng)量 動(dòng)量守恒定律 第50講 力學(xué)三大規(guī)律的綜合應(yīng)用加練半小時(shí) 教科版.docx

第50講 力學(xué)三大規(guī)律的綜合應(yīng)用方法點(diǎn)撥做好以下幾步：確定研究對(duì)象，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析；分析物理過程，按特點(diǎn)劃分階段；選用相應(yīng)規(guī)律解決不同階段的問題，列出規(guī)律性方程1(2018廣東東莞模擬)如圖1所示，某超市兩輛相同的手推購(gòu)物車質(zhì)量均為m、相距l(xiāng)沿直線排列，靜置于水平地面上為節(jié)省收納空間，工人給第一輛車一個(gè)瞬間的水平推力使其運(yùn)動(dòng)，并與第二輛車相碰，且在極短時(shí)間內(nèi)相互嵌套結(jié)為一體，以共同的速度運(yùn)動(dòng)了距離，恰好?？吭趬吶糗囘\(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力恒為車重的k倍，忽略空氣阻力，重力加速度為g.求：圖1(1)購(gòu)物車碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)工人給第一輛購(gòu)物車的水平?jīng)_量大小2(2017河北石家莊第二次質(zhì)檢)如圖2所示，質(zhì)量分布均勻、半徑為R的光滑半圓形金屬槽，靜止在光滑的水平面上，左邊緊靠豎直墻壁一質(zhì)量為m的小球從距金屬槽上端R處由靜止下落，恰好與金屬槽左端相切進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)最低點(diǎn)后向右運(yùn)動(dòng)從金屬槽的右端沖出，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)與金屬槽圓弧最低點(diǎn)的距離為R，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力求：圖2(1)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)金屬槽的壓力大??；(2)金屬槽的質(zhì)量3.(2017江西上饒一模)如圖3所示，可看成質(zhì)點(diǎn)的A物體疊放在上表面光滑的B物體上，一起以v0的速度沿光滑的水平軌道勻速運(yùn)動(dòng)，與靜止在同一光滑水平軌道上的木板C發(fā)生碰撞，碰撞后B、C的速度相同，B、C的上表面相平且B、C不粘連，A滑上C后恰好能到達(dá)C板的右端已知A、B質(zhì)量相等，C的質(zhì)量為A的質(zhì)量的2倍，木板C長(zhǎng)為L(zhǎng)，重力加速度為g.求：圖3(1)A物體與木板C上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)A剛到C的右端時(shí)，B、C相距多遠(yuǎn)？4(2017河南六市第一次聯(lián)考)足夠長(zhǎng)的傾角為的光滑斜面的底端固定一輕彈簧，彈簧的上端連接質(zhì)量為m、厚度不計(jì)的鋼板，鋼板靜止時(shí)彈簧的壓縮量為x0，如圖4所示一物塊從鋼板上方距離為3x0的A處沿斜面滑下，與鋼板碰撞后立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連，它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)已知物塊質(zhì)量也為m時(shí)，它們恰能回到O點(diǎn)，O為彈簧自然伸長(zhǎng)時(shí)鋼板的位置若物塊質(zhì)量為2m，仍從A處沿斜面滑下，則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí)，還具有向上的速度，已知重力加速度為g，計(jì)算結(jié)果可以用根式表示，求：圖4(1)質(zhì)量為m的物塊與鋼板碰撞后瞬間的速度大小v1；(2)碰撞前彈簧的彈性勢(shì)能；(3)質(zhì)量為2m的物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)離O點(diǎn)的距離5(2017山東泰安一模)如圖5所示，質(zhì)量為m10.5kg的小物塊P置于臺(tái)面上的A點(diǎn)并與水平彈簧的右端接觸(不拴接)，輕彈簧左端固定，且處于原長(zhǎng)狀態(tài)質(zhì)量M1kg的長(zhǎng)木板靜置于水平面上，其上表面與水平臺(tái)面相平，且緊靠臺(tái)面右端木板左端放有一質(zhì)量m21kg的小滑塊Q.現(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi))，撤去推力，此后P沿臺(tái)面滑到邊緣C時(shí)速度v010m/s，與長(zhǎng)木板左端的滑塊Q相碰，最后物塊P停在AC的正中點(diǎn)，Q停在木板上已知臺(tái)面AB部分光滑，P與臺(tái)面AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.1，AC間距離L4 mQ與木板上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.4，木板下表面與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)30.1(g取10 m/s2)，求：圖5(1)撤去推力時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；(2)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)中的最大速度；(3)長(zhǎng)木板的最小長(zhǎng)度6(2018河北邢臺(tái)質(zhì)檢)如圖6所示，某時(shí)刻質(zhì)量為m150kg的人站在m210kg的小車上，推著m340kg的鐵箱一起以速度v02m/s在水平地面沿直線運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，該人迅速將鐵箱推出，推出后人和車剛好停在A點(diǎn)，鐵箱則向右運(yùn)動(dòng)到距A點(diǎn)s0.25 m的豎直墻壁時(shí)與之發(fā)生碰撞而被彈回，彈回時(shí)的速度大小是碰撞前的二分之一，當(dāng)鐵箱回到A點(diǎn)時(shí)被人接住，人、小車和鐵箱一起向左運(yùn)動(dòng)，已知小車、鐵箱受到的摩擦力均為地面壓力的0.2倍，重力加速度g10 m/s2，求：圖6(1)人推出鐵箱時(shí)對(duì)鐵箱所做的功；(2)人、小車和鐵箱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距A點(diǎn)的距離答案精析1(1)mkgl(2)m解析(1)設(shè)第一輛車碰前瞬間的速度為v1，與第二輛車碰后的共同速度為v2.由動(dòng)量守恒定律有mv12mv2由動(dòng)能定理有2kmg0(2m)v則碰撞中系統(tǒng)損失的機(jī)械能Emv(2m)v聯(lián)立以上各式解得Emkgl(2)設(shè)第一輛車推出時(shí)的速度為v0由動(dòng)能定理有kmglmvmvImv0聯(lián)立解得Im2(1)5mg(2)解析(1)小球從靜止到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mg2Rmv小球剛到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律和牛頓第二定律有：Nmgm據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)饘俨鄣膲毫椋篘N聯(lián)立解得：N5mg(2)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)至小球到達(dá)最高點(diǎn)過程，小球和金屬槽水平方向動(dòng)量守恒，選取向右為正方向，則：mv0(mM)v設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)與金屬槽圓弧最低點(diǎn)的高度為h.則有R2h2(R)2根據(jù)能量守恒定律有：mghmv(mM)v2聯(lián)立解得M.3(1)(2)解析(1)設(shè)A、B的質(zhì)量為m，則C的質(zhì)量為2m.B、C碰撞過程中動(dòng)量守恒，令B、C碰后的共同速度為v1，以B的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：mv03mv1解得：v1B、C共速后A以v0的速度滑上C，A滑上C后，B、C脫離，A、C相互作用過程中動(dòng)量守恒，設(shè)最終A、C的共同速度v2，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv02mv13mv2解得：v2在A、C相互作用過程中，根據(jù)能量守恒定律得：fLmv2mv3mv又fmg解得：(2)A在C上滑動(dòng)時(shí)，C的加速度aA從滑上C到與C共速經(jīng)歷的時(shí)間：tB運(yùn)動(dòng)的位移：xBv1tLC運(yùn)動(dòng)的位移xCB、C相距：xxCxB4(1)(2)mgx0sin(3)解析(1)設(shè)物塊與鋼板碰撞前速度為v0，3mgx0sinmv解得v0設(shè)物塊與鋼板碰撞后一起運(yùn)動(dòng)的速度為v1，以沿斜面向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mv02mv1解得v1(2)設(shè)碰撞前彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，當(dāng)它們一起回到O點(diǎn)時(shí)，彈簧無形變，彈性勢(shì)能為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得Ep(2m)v2mgx0sin解得Epmgx0sin(3)設(shè)v2表示質(zhì)量為2m的物塊與鋼板碰后開始一起向下運(yùn)動(dòng)的速度，以沿斜面向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律得2mv03mv2它們回到O點(diǎn)時(shí)，彈性勢(shì)能為零，但它們?nèi)岳^續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)速度為v，由機(jī)械能守恒定律得Ep(3m)v3mgx0sin(3m)v2在O點(diǎn)物塊與鋼板分離，分離后，物塊以速度v繼續(xù)沿斜面上升，設(shè)運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為l，有v22al2mgsin2ma解得l5(1)27J(2)2m/s(3)3m解析(1)小物塊P由B到C的過程：W彈1m1gLm1v0解得W彈27JEpW彈27J即撤去推力時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為27J.(2)小物塊P和滑塊Q碰撞過程動(dòng)量守恒，以v0的方向?yàn)檎较騧1v0m1vPm2vQ小物塊P從碰撞后到靜止1m1gL0m1v解得vQ6m/sQ在長(zhǎng)木板上滑動(dòng)過程中：對(duì)Q：2m2gm2a1對(duì)木板：2m2g3(Mm2)gMa2解得a14m/s2，a22 m/s2當(dāng)滑塊Q和木板速度相等時(shí)，木板速度最大，設(shè)速度為v，滑行時(shí)間為t.對(duì)Q：vvQa1t對(duì)木板：va2t解得t1sv2m/s長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)中的最大速度為2m/s(3)在Q和木板相對(duì)滑動(dòng)過程中Q的位移：xQ(vQv)t木板的位移：x板(0v)t木板的最小長(zhǎng)度：LxQx板解得L3m6(1)420J(2)0.2m解析(1)人推鐵箱過程，以v0的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：(m1m2m3)v0m3v1解得v15m/s人推出鐵箱時(shí)對(duì)鐵箱所做的功為：Wm3vm3v420J(2)設(shè)鐵箱與墻壁相碰前的速度為v2，箱子再次滑到A點(diǎn)時(shí)速度為v3，根據(jù)動(dòng)能定理得：從A到墻：0.2m3gsm3vm3v解得v22m/s從墻到A：0.2m3gsm3vm3(v2)2解得v3m/s設(shè)人、小車與鐵箱一起向左運(yùn)動(dòng)的速度為v4，以向左方向?yàn)檎较?，根?jù)動(dòng)量守恒定律得：m3v3(m1m2m3)v4解得v4m/s根據(jù)動(dòng)能定理得：0.2(m1m2m3)gx0(m1m2m3)v解得x0.2m