人教版高中物理选择性必修第一册第一章动量守恒定律习题课1动量与能量的综合问题课件

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习题课1　动量与能量的综合问题[知识贯通]1．子弹打木块的过程很短暂，认为该过程内力远大于外力，则系统动量守恒。2．在子弹打木块过程中摩擦生热，则系统机械能不守恒，机械能向内能转化。3．若子弹不穿出木块，则二者最后有共同速度，机械能损失最多。子弹打木块问题[规律方法](1)子弹打木块的过程很短暂，认为木块瞬间得到速度且位置不变。(2)子弹打入木块过程损失的机械能并没有用于克服地面摩擦力做功，克服地面摩擦力做功的是子弹和木块的共同运动的动能。　　　答案：A2．[多选]矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起，将其放在光滑水平面上，如图所示，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若子弹击中上层，子弹刚好不穿出，若子弹击中下层，则子弹整个刚好嵌入，由此可知 (　　)A．子弹射中上层时对滑块做功多B．两次子弹对滑块做的功一样多C．子弹射中上层系统产生热量多D．子弹与下层之间的摩擦力较大解析：两次射击，子弹与滑块都满足动量守恒，之后滑块与子弹以相同的速度共同运动，可知滑块动能增加量相同，即两次射击子弹对滑块做功一样多，选项A错误，B正确；系统损失机械能也一样多，故产生热量也一样多，产生的热量等于摩擦力和子弹与滑块相对位移的乘积，选项C错误，由子弹进入滑块的深度可知子弹与上层之间的摩擦力较大，选项D正确。答案：BD3．如图所示，质量为m的子弹以某一速度水平射入放在光滑水 平地面上静止的木块后不再穿出，此时木块动能增加了5.5 J，木块质量为M，那么此过程产生的内能可能为 (　　)A．1 J B．3 JC．5 J D．7 J答案：D　[知识贯通]1．对于弹簧类问题，在作用过程中，系统合外力为零，满足动量守恒。2．整个过程涉及弹性势能、动能、内能、重力势能的转化，应用能量守恒定律解决此类问题。3．弹簧压缩最短或拉伸最长时，弹簧连接的两物体速度相等，此时弹簧具有最大弹性势能。弹簧类碰撞问题[集训联通][典例2]　如图所示，物体A、B的质量分别是mA＝4.0 kg、mB＝6.0 kg，用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个质量为mC＝2.0 kg物体C以速度v0向左运动，与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开，然后以v＝2.0 m/s的共同速度压缩弹簧，试求：(1)物体C的初速度v0为多大？(2)在B离开墙壁之后，弹簧的最大弹性势能。[答案]　(1)6 m/s　(2)6 J[即时训练]1．如图所示，P物体以速度v与一个连着弹簧的Q物体发生正碰， 碰后P物体静止，Q物体以P物体碰前的速度v离开。已知P与Q质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列结论中正确的是 (　　)A．P的速度恰好为零 B．P与Q具有相同的速度C．Q刚开始运动 D．Q的速度等于v答案：B答案：A　3．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。解析：(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv0＝2mv1 ①[知识贯通]在动量守恒定律的应用中，常常会遇到相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界问题。这类问题的求解关键是充分利用反证法、极限法分析物体的临界状态，挖掘问题中隐含的临界条件，选取适当的系统和过程，运用动量守恒定律进行解答。动量守恒中的临界问题[集训联通][典例3]　如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生碰撞，碰后B、C的速度相同，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C后恰好能到达C板的右端。已知A、B的质量相等，C的质量为A的质量的2倍，木板C长为L，重力加速度为g。求：(1)A物体的最终速度；(2)A物体与木板C上表面间的动摩擦因数。[规律方法]四种临界问题的分析(1)物体恰好到达另一带斜面或弧形槽的物体的最高点。临界条件是两物体的水平速度相等，竖直速度为零。(2)两物体恰好不相撞。临界条件是两物体接触时速度恰好相等。(3)物体刚好不滑出小车。临界条件是物体滑到小车一端时与车的速度相等。(4)弹簧具有最大弹性势能。当弹簧压缩到最短时，该弹簧具有最大弹性势能，而弹簧压缩到最短，弹簧连着的两物体不能再靠近，此时两物体具有相同的速度。因此，该类问题临界状态相应的临界条件是弹簧连着的两物体速度相等。　　　答案：CD　2．如图所示，倾角θ＝30°、高为h的三角形木块B静止放在一水平面上，另一滑块A以初速度v0从B的底端开始沿斜面上滑；若B的质量为A的质量的2倍，当忽略一切摩擦的影响时，要使A能够滑过木块B的顶端，则v0应满足什么条件？