2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-用动量和能量观点分析板块模型专题（含解析）

这是一份2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-用动量和能量观点分析板块模型专题（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车A，车上有两个小滑块B和C，A、B、C三者的质量分别是3 m、2 m、m。B、C与车之间的动摩擦因数均为μ。开始时B、C分别从平板车的左、右两端同时以大小相同的初速度v0相向滑行。已知滑块B、C没有相碰且最后都没有脱离平板车，则( )
A. 当滑块C的速度为零时，滑块B的速度也为零
B. 最终车的速度大小为12v0
C. 整个运动过程中，系统产热最多为1712mv02
D. 整个运动过程中，B的加速度不变
如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间的距离x随各量变化的情况是( )
A. 其他量不变，R越大x越大B. 其他量不变，μ越大x越大
C. 其他量不变，m越大x越大D. 其他量不变，M越大x越大
如图，光滑水平面上放着长木板B，质量m=2kg的木块A以速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之间存在有摩擦，之后，A，B的速度随时间变化情况如下右图所示，重力加速度g=10m/s2.则下列说法正确的是( )
A. A、B之间动摩擦因数为0.1B. 长木板的质量为1 kg
C. 长木板长度至少为2mD. A、B组成系统损失机械能为4J
如图，一质量为m0带有四分之一圆弧轨道的滑块静置于光滑水平面上，轨道的半径是R、末端切线水平。将一质量为m的光滑小球从轨道最高点由静止释放，小球运动至轨道最低点的过程中，滑块对小球做的功是(重力加速度大小为g)( )
A. 0B. -m2gRm0+mC. -mm0gRm0+mD. mm0gRm0+m
如图所示，有质量为3m足够长的木板，木板上放一质量为m、可视为质点的小木块，静止在光滑水平面上。第一次使小木块获得向右的水平初速度v0；第二次使木板获得向右的水平初速度v0。两次运动均在木板上留下完整划痕，则两次划痕长度之比为
A. 1：1B. 1：3C. 1：2D. 1:2
如图所示，质量m=250 g的物块(可视为质点)放在质量M=0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑的水平面上，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4.质量m0=5 g的子弹以速度v0=350 m/s沿水平方向射入并穿过物块(时间极短，子弹不会落在木板上)，之后物块在木板上滑行的距离x=3 m，重力加速度g取10 m/s2.下列说法正确的是
A. 子弹穿过物块后的速度为60 m/s
B. 子弹穿过物块时物块的速度为6 m/s
C. 物块与木板共同的速度为3 m/s
D. 物块相对木板滑行的时间为1.5 s
如图所示，光滑的水平面上静止一质量m1=0.6 kg的小车，可视为质点的物块以水平向左的速度v0=5 m/s从右端滑上小车，最后两者保持相对静止。已知物块质量m2=0.4 kg，物块与车面间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10 m/s2。物块在车面上滑行的时间为
A. 1 sB. 2 sC. 3 sD. 4 s
如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg、mC=2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞．则A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小为( )
A. 1 m/sB. 2 m/sC. 4 m/sD. 3 m/s
二、多选题
一质量M=2 kg的平板小车静止在光滑的水平地面上，如图所示，现有质量均为m=1 kg的小物块A和B(均可视为质点)，由车上某点P处开始，A以初速度v1=2 m/s向左运动，B同时以v2=4 m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车。已知两物块与小车间的动摩擦因数均为μ=0.1，取g=10 m/s2。则下列说法中正确的是( )
A. 小车最终将静止在水平地面上
B. 小物块B在小车上滑动的过程中产生的热量为7.5 J
C. 小车的总长L为9.5 m
D. 整个过程系统产生的总热量为9.875 J
如图所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=4m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则( )
A. 全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为R+L
B. 小车在运动过程中速度的最大值为gR10
C. 全过程小车相对地面的位移大小为R+L5
D. μ、L、R三者之间的关系为R=μL
如图，质量为M的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一轻质挡板，一轻弹簧左端固定在挡板上，质量为m的小物块从木板最右端以速度v0滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止．已知物块与木板之间的动摩擦因数为μ，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，则( )
A. 木板先加速再减速，最终做匀速运动
B. 整个过程中弹簧弹性势能的最大值为Mmv024(M+m)
C. 整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为Mmv0M+m
D. 弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为Mv022μ(M+m)g
如图，C是放在光滑水平面上的一块右端有固定挡板的长木板，在木板的上面有两块可视为质点的小滑块A和B，A的质量为m、B的质量为2m，C的质量为3m，A，B与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止，A以初速度v0从C的左端、B以初速度2v0从木板中间某一位置同时以水平向右的方向滑上木板C。在之后的运动过程中B恰好不与C的右挡板碰撞；重力加速度为g，则对整个运动过程，下列说法正确的是
A. 滑块A的最小速度为12v0
B. 滑块B的最小速度为56v0
C. 滑块B与长木板C右挡板间距为13v0212μg
D. 全过程系统的机械能减少了5mv0212
如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F。质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落。则下列选项正确的是( )
A. 细绳拉断前，细绳拉力对木板的冲量为0
B. 滑块与木板AB间的动摩擦因数为v22gl
C. 细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为12mv2
D. 弹簧恢复原长时滑块的动能为12mv2
如图所示，半径R=1 m的光滑圆弧形轨道固定在竖直平面内，轨道底端处的切线水平；一质量M=4 kg的平板车静止在光滑的水平地面上，平板车右端紧靠圆弧轨道底端，其上表面恰好与圆弧轨道下端相切。一质量m=2 kg的小物块从圆弧轨道上距轨道下端高度h=0.45 m处由静止释放，小物块经圆弧轨道下滑后滑上平板车，最终恰好未从平板车的左端滑下。已知小物块可视为质点，小物块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10 m/s2，下列说法正确的是( )
A. 小物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的压力大小为20 N
B. 平板车做加速运动时的加速度大小为5 m/s2
C. 平板车的长度为0.6 m
D. 小物块与平板车发生相对滑动过程中产生的热量为6 J
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
注意A选项本题用了纯粹的运动学公式，这样有利于学生对于滑块木板模型的掌握，实际上在分析出A、B共速后的情况后，可以直接用水平方向动量守恒来求AB的共同速度，有兴趣的同学可以试一下；
无论内部摩擦力是多少，但是对于ABC整体来说，在水平方向不受外力，所以动量守恒，则可以求得共同速度；
根据能量守恒定律，系统损失的动能转化为了内能。
【解答】
A、以水平向右为正方向，设A、B、C三者开始运动时的加速度分别为a1、a2、a3，对三者水平方向受力分析可得a1=μg3，a2=-μg，a3=μg，
开始速度分别为0、v0、-v0，
我们分析如下，可能有两种情况，
情况①：A、B先共速，
设A、B经过时间t1共速，则有a1t1=v0+a2t1，得t1=3v04μg，
情况②：B、C先共速，
设B、C经过时间t2共速，则有v0+a2t2=-v0+a3t2，得t2=v0μg，
从上面分析可以看出t1