2025高考物理一轮考点突破训练第7章动量和动量守恒定律专题强化8利用动量和能量观点解答五大模型考点4“滑块_摆球”模型

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第7章动量和动量守恒定律专题强化8利用动量和能量观点解答五大模型考点4“滑块_摆球”模型，共2页。试卷主要包含了模型图例，解题策略等内容，欢迎下载使用。
1．模型图例
2．解题策略
(1)在水平方向系统动量守恒，但竖直方向动量不守恒。
(2)小球和滑块组成的系统机械能守恒。
(3)临界条件：小球和滑块共速时，小球运动到最高点。
(4)如图所示，滑块穿在水平光滑杆上静止，小球以v0的速度向右运动，当小球再次回到最低点时，滑块速度最大，此过程类似于弹性碰撞，小球回到最低点时vM＝eq \f(2mv0,M＋m)，vm＝eq \f(m－M,M＋m)v0。
[解析] (1)小球滑到轨道最底端时由动能定理得m0gR＝eq \f(1,2)m0veq \\al(2,0)
代入数据解得v0＝eq \r(2gR)＝eq \r(2×10×5.0) m/s＝10.0 m/s
由小球、木块、滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，故当小球和木块摆到最高点时三者具有相同的速度v，由系统水平方向动量守恒可得m0v0＝(m0＋m1)v1＝(m0＋m1＋m2)v
解得v＝2.5 m/s，v1＝5 m/s
由小球与木块发生完全非弹性碰撞后系统机械能守恒可得
eq \f(1,2)(m0＋m1)veq \\al(2,1)＝eq \f(1,2)(m0＋m1＋m2)·v2＋(m0＋m1)gh，解得h＝0.625 m。
(2)只要轻绳与杆的右端之间的夹角为锐角，轻绳拉力对滑块做正功，滑块就会加速，所以当轻绳再次竖直且木块向左摆动时滑块速度最大，设此时滑块速度为vm，小球和木块速度为v′，则由系统水平方向动量守恒可得
(m0＋m1)v1＝(m0＋m1)·v′＋m2vm，
eq \f(1,2)(m0＋m1)veq \\al(2,1)＝eq \f(1,2)(m0＋m1)v′2＋eq \f(1,2)m2veq \\al(2,m)
解得vm＝0(舍去)，或vm＝5 m/s
即滑块的最大速度为5 m/s。
[答案] (1)0.625 m 2.5 m/s (2)5 m/s