统考版高考物理一轮复习第六章动量守恒定律专题五动力学、动量和能量观点的综合应用含答案

这是一份统考版高考物理一轮复习第六章动量守恒定律专题五动力学、动量和能量观点的综合应用含答案，共11页。试卷主要包含了模型特点，解析等内容，欢迎下载使用。

考点一 碰撞模型的拓展
模型1“弹簧系统”模型
1.模型图
2．模型特点
(1)在能量方面，由于弹簧的形变会具有弹性势能，系统的总动能将发生变化，若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒．
(2)在动量方面，系统动量守恒．
(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等，弹性势能最大．
(4)弹簧处于原长时，弹性势能为零．
例1. (多选)如图甲所示，物块a、b间拴接一个压缩后被锁定的轻质弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中a物块最初与左侧固定的挡板相接触，b物块质量为1 kg.现解除对弹簧的锁定，在a物块离开挡板后，b物块的v ­ t关系图象如图乙所示．则下列分析正确的是( )
A．a的质量为1 kg
B．a的最大速度为4 m/s
C．在a离开挡板后，弹簧的最大弹性势能为1.5 J
D．在a离开挡板前，a、b及弹簧组成的系统动量和机械能都守恒
模型2“滑块—木板”模型
1.模型图
2．模型特点
(1)当滑块和木板的速度相等时木板的速度最大，两者的相对位移也最大．
(2)系统的动量守恒，但系统的机械能不守恒，摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统机械能的减少量，当两者的速度相等时，系统机械能损失最大．
例2. 如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m.P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L.物体P置于P1的最右端，质量为2m且可看作质点．P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P1与P2粘连在一起．P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)．P与P2之间的动摩擦因数为μ.求：
(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；
(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep.
教你解决问题
第一步：审条件 挖隐含
①“与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短” 隐含 P的速度不变．
②“碰撞后P1与P2粘连在一起” 隐含 P1、P2获得共同速度．
③“P压缩弹簧后被弹回并停在A点” 隐含 P1、P2、P三者有共同速度及整个碰撞过程中的弹性势能变化为零．
第二步：审情景 建模型
①P1与P2碰撞 建模 碰撞模型．
②P与P2之间的相互作用 建模 滑块—滑板模型．
第三步：审过程 选规律
①动量守恒定律―→求速度．
②能量守恒定律―→求弹簧的压缩量x及弹性势能Ep.
模型3“子弹打木块”模型
1.模型图
2．模型特点
(1)子弹打入木块若未穿出，系统动量守恒，能量守恒，即mv0＝(m＋M)v，Q热＝fL相对＝12mv02－12(M＋m)v2.
(2)若子弹穿出木块，有mv0＝mv1＋Mv2，Q热＝fL相对＝12mv02−12mv12−12Mv22.
例3.(多选)如图所示，一质量m2＝0.25 kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3＝0.30 kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ＝0.45，小车静止在光滑的水平轨道上．现有一质量m1＝0.05 kg的子弹以水平速度v0＝18 m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短．若使小物体不从车顶上滑落，g取10ms2.下列分析正确的是( )
A．小物体在小车上相对小车滑行的时间为13 s
B．最后小物体与小车的共同速度为3 m/s
C．小车的最小长度为1.0 m
D．小车对小物体的摩擦力的冲量为0.45 N·s
跟进训练
1．[2022·黑龙江哈尔滨模拟](多选)如图所示，两个小球A、B大小相等，质量分布均匀，分别为m1、m2，m1W2，故B错误；由动量守恒定律可得m1v0＝(m1＋m2)v，得v＝m1v0m1+m2，由能量守恒有12m1v02＝12(m1＋m2)v2＋Ep，得Ep＝m1m22m1+m2v02，由于p1＝p2，则质量越大的，初速度越小，即A球获得的初速度较大，则敲击A球后弹簧的最大弹性势能较大，即L1