|试卷下载
终身会员
搜索
    上传资料 赚现金
    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练22动量守恒中的力学综合问题(Word版附解析)
    立即下载
    加入资料篮
    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练22动量守恒中的力学综合问题(Word版附解析)01
    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练22动量守恒中的力学综合问题(Word版附解析)02
    还剩2页未读, 继续阅读
    下载需要5学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练22动量守恒中的力学综合问题(Word版附解析)

    展开
    这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练22动量守恒中的力学综合问题(Word版附解析),共4页。试卷主要包含了单项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    1.如图所示,水平面上固定着两根足够长的平行导槽,质量为m的U形管恰好能在两导槽之间自由滑动,一质量也为m的小球沿水平方向,以初速度v0从U形管的一端射入,从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
    A.该过程中,小球与U形管组成的系统机械能和动量都守恒
    B.小球从U形管的另一端射出时,速度大小为12v0
    C.小球运动到U形管圆弧部分的最左端时,速度大小为12v0
    D.从小球射入至运动到U形管圆弧部分的最左端的过程中,U形管对平行导槽的冲量大小为22mv0,方向垂直于导槽向上
    二、非选择题
    2.如图甲所示,半径R=0.8 m的14光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,A为轨道最高点,与圆心O等高;B为轨道最低点。在光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板车,其质量m0=3 kg,小车足够长,车的上表面与B点等高,平板车上表面涂有一种特殊材料,物块在上面滑动时,动摩擦因数随物块相对小车左端位移的变化图像如图乙所示。物块(可视为质点)从圆弧轨道最高点A由静止释放,其质量m=1 kg,g取10 m/s2。
    (1)求物块滑到B点时对轨道压力的大小。
    (2)物块相对小车静止时距小车左端多远?
    3.(2023·浙江卷)为了探究物体间碰撞的特性,设计了如图所示的实验装置。水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接,两半径均为R=0.4 m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数k=100 N/m的轻质弹簧连接,静置于轨道FG上。现有质量m=0.12 kg的滑块a以初速度v0=221 m/s从D处进入,经DEF管道后,与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。已知传送带长L=0.8 m,以v=2 m/s的速率顺时针转动,滑块a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,其他摩擦和阻力均不计,各滑块均可视为质点,弹簧的弹性势能Ep=12kx2(x为形变量),g取10 m/s2。
    (1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度的大小vF和所受支持力的大小FN。
    (2)若滑块a碰后返回到B点时速度vB=1 m/s,求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能ΔE。
    (3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx。
    4.(2022·全国乙卷)如图甲所示,一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;物块B向A运动,t=0时与弹簧接触,到t=2t0时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的v-t图像如图乙所示。已知从t=0到t=t0时间内,物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ(sin θ=0.6),与水平面平滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求:


    (1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;
    (2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;
    (3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
    考点规范练22 动量守恒中的力学综合问题
    1.D 解析:由于不计一切摩擦,在小球与U形管相互作用过程中,小球的动能只能与U形管的动能发生转移,故小球与U形管组成的系统机械能守恒,系统沿导槽方向所受合外力为零,小球与U形管组成的系统沿导槽方向动量守恒,故A错误。小球进出U形管的过程,小球与U形管系统机械能守恒,沿着轨道方向,系统动量守恒,类比弹性碰撞,质量相等交换速度,小球从U形管的另一端射出时,速度大小为0,故B错误。小球运动到U形管圆弧部分的最左端过程中,沿着轨道方向,系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得mv0=(m+m)vx,解得vx=v02,根据机械能守恒定律得12mv02=12mv022+12mv32(设小球的合速度为v3),解得v3=32v0,故C错误。在小球运动到U形管圆弧部分的最左端时,垂直轨道的分速度为v3y=v32-vx2=32v02-v022=22v0,运动到U形管圆弧部分的最左端的过程中,在垂直轨道方向,以垂直向下为正方向,对小球,根据动量定理有I=mv3y=22mv0,U形管与平行导槽间的作用力是作用力与反作用力,它们大小相等、方向相反、作用时间相等,则平行导槽受到的冲量大小也为22mv0,故D正确。
    2.解析:(1)物块从光滑圆弧轨道A点滑到B点的过程中,只有重力做功,由机械能守恒定律得mgR=12mvB2
    代入数据解得vB=4 m/s
    在B点,由牛顿第二定律得FN-mg=mvB2R
    代入数据解得FN=30 N
    由牛顿第三定律可知,物块滑到B点时对轨道的压力FN'=FN=30 N。
    (2)物块滑上小车后,由于水平地面光滑,系统所受合外力为零,所以系统的动量守恒。以向右为正方向,由动量守恒定律得mvB=(m+m0)v
    代入数据解得v=1 m/s
    由能量关系得系统因摩擦产生的热量Q=12mvB2−12(m+m0)v2
    解得Q=6 J
    由功能关系知Q=12μ1mgx1+μ1mg(x-x1)
    将μ1=0.4,x1=0.5 m代入可解得x=1.75 m。
    答案:(1)30 N (2)1.75 m
    3.解析: (1)在滑块a从D到F的运动过程中,根据动能定理得
    mg·2R=12mvF2−12mv02
    解得vF=10 m/s
    在F点有FN-mg=mvF2R
    解得FN=31.2 N。
    (2)滑块a返回传送带的过程一直在做减速运动,设滑块a与滑块b碰后的速度为va,在滑块a从碰后到返回到传送带的B点的过程中,根据动能定理得
    -mg·2R-μmgL=12mvB2−12mva2
    解得va=5 m/s
    a和b相互作用的过程满足动量守恒,mvF=m(-va)+3mvb
    解得vb=5 m/s
    a和b碰撞过程损失的机械能为
    ΔE=12mvF2−12mva2−12×3mvb2
    解得ΔE=0。
    (3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住,则根据动量守恒定律得
    mvF=(m+3m)v
    解得v=2.5 m/s
    弹簧被压缩到最短和最长,均有mvF=(m+3m+2m)v'
    解得v'=53 m/s
    弹簧最大压缩量和最大伸长量均满足
    12kx2=12(m+3m)v2-12(m+3m+2m)v'2
    弹簧最大长度与最小长度之差为Δx=2x
    解得Δx=0.2 m。
    答案: (1)10 m/s 31.2 N (2)0 (3)0.2 m
    4.解析:(1)当t=t0时,A与B速度相同,弹簧弹性势能最大,满足mB·1.2v0=(mB+mA)v0
    此时弹簧的弹性势能Ep=12mB(1.2v0)2-12(mB+mA)v02
    解得mB=5m,Ep=0.6mv02。
    (2)设0~t0时间内某一时刻物块A的速度为vA,物块B的速度为vB,从此刻到二者速度相同的过程中,由动量守恒定律得
    mAvA+mBvB=(mA+mB)v0
    由微元法可知,在极短的一段时间Δt内,有
    mAvAΔt+mBvBΔt=(mA+mB)v0Δt
    故在0~t0时间内有
    mAxA+mBxB=(mA+mB)v0t0
    其中xA、xB分别表示A、B在这段时间内移动的距离
    已知xA=0.36v0t0,解得xB=1.128v0t0
    故第一次碰撞过程中,弹簧的最大压缩量Δx=xB-xA=0.768v0t0。
    (3)由题图乙知,第一次碰撞结束时,A的速度为2v0,B的速度为0.8v0,因第二次碰撞结束后A达到的最高点与第一次相同,故第二次碰撞结束时A的速度也为2v0。
    设A上升的最高点高度为h,第二次碰撞前A的速度大小为vA'
    A上滑过程中,由动能定理得
    -mgh-μmgcs θ·ℎsinθ=0-12m(2v0)2①
    A下滑过程中,由动能定理得
    mgh-μmgcs θ·ℎsinθ=12mvA'2-0②
    由题意知,第二次碰撞为弹性碰撞,设碰后B的速度大小为vB'
    由动量守恒定律得
    mB·0.8v0-mAvA'=mBvB'+mA·2v0③
    由能量守恒定律得
    12mB(0.8v0)2+12mAvA'2=12mBvB'2+12mA(2v0)2④
    联立①②③④得μ=0.45。
    答案:(1)0.6mv02
    (2)0.768v0t0
    (3)0.45
    相关试卷

    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练9牛顿运动定律的综合应用(一)(Word版附解析): 这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练9牛顿运动定律的综合应用(一)(Word版附解析),共7页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练12抛体运动(Word版附解析): 这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练12抛体运动(Word版附解析),共5页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练15天体运动中的三类问题(Word版附解析): 这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练15天体运动中的三类问题(Word版附解析),共5页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题等内容,欢迎下载使用。

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map