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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量作业ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 动量作业ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了答案m，ACD等内容，欢迎下载使用。
1.(多选)如图所示,一质量m0=3.0 kg的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A。现以地面为参考系,给A和B以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A并没有滑离B板。站在地面上的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动,则在这段时间内的某时刻木板相对地面的速度大小可能是( )
A.1.8 m/sB.2.4 m/sC.2.6 m/sD.3.0 m/s
解析 A、B组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,从A开始运动到A的速度减为零的过程中,由动量守恒定律得(m0-m)v0=m0vB1,代入数据解得vB1=2.67 m/s。从开始运动到A、B速度相同的过程中,同理有(m0-m)v0 =(m0+m)vB2,解得vB2=2 m/s。木块A加速运动的过程为从其速度减为零至与B达到相同速度,且此过程B始终减速,所以B的速度范围为2 m/s
A.A物体的质量为3mB.A物体的质量为2mC.弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为D.弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为
3.(2023江苏扬州高二期中改编)如图所示,木块静止在光滑水平面上,子弹A、B从两侧同时水平射入木块,木块始终保持静止,子弹A射入木块的深度是子弹B的3倍。假设木块对子弹的阻力大小恒定,子弹A、B做直线运动且不会相遇,则子弹A、B运动的过程中,下列说法正确的是( )A.木块和子弹A、B系统动量不守恒B.子弹B的初动量大小是子弹A的初动量大小的3倍C.子弹B的初速度大小是子弹A的初速度大小的3倍D.子弹B的质量是子弹A的质量的3倍
解析 木块和子弹A、B组成的系统所受合外力为零,则系统的动量守恒,A错误;对木块和子弹A、B组成的系统,取水平向右为正方向,由动量守恒定律可得mAvA-mBvB=0,则有pA=pB,即子弹A的初动量与子弹B的初动量大小相等,B错误;由于木块始终保持静止,木块所受合力为零,可知两子弹对木块的作用力大小相等,由牛顿第三定律可知,两子弹受木块的阻力大小相等,设为Ff,子弹射入木块的深度为d,由动能定理,对子弹有,-Ffd=0-Ek= ,
4.如图所示,带有半径为R的 光滑圆弧的小车的质量为m0,置于光滑水平面上,一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放,求小球离开小车时,小球和小车的速度。
解析 小球和小车组成的系统虽然总动量不守恒,但在水平方向动量守恒,且全过程满足机械能守恒,设球车分离时,小球的速度为v1,方向水平向左,小车的速度为v2,方向水平向右,以水平向左为正方向,则mv1-m0v2=0,
5.如图所示,光滑水平面上有A、B两辆小车,质量分别为mA=20 kg、mB=25 kg。A车以初速度v0=3 m/s向右运动,B车静止,且B车右端放着物块C,C的质量为mC=15 kg。A、B相撞且在极短时间内连接在一起,不再分开。已知C与B上表面间动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,B车足够长,求C沿B上表面滑行的长度。
解析 以向右为正方向,A、B相撞mAv0=(mA+mB)v1,解得v1= m/s由于在极短时间内摩擦力对C的冲量可以忽略,故A、B刚连接为一体时,C的速度为零,此后,C沿B上表面滑行,直至相对于B静止为止,这一过程中,系统动量守恒,系统损失的动能等于滑动摩擦力与C在B上的滑行距离之积;(mA+mB)v1=(mA+mB+mC)v
6.两质量分别为m1和m2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图所示,一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h,物块从静止滑下,然后又滑上劈B,求物块在B上能够达到的最大高度。
解析 设物块到达劈A的底端时,物块和A的速度大小分别为v和v1,由机械能守恒定律和动量守恒定律得m1v1=mv设物块在劈B上达到的最大高度为h',此时物块和B的共同速度大小为v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv=(m2+m)v2
7.如图所示,一长木板静止在光滑的水平面上,长木板的质量为2m,长为L,在水平地面的右侧有一竖直墙壁。一质量为m、可视为质点的滑块从长木板的左端以速度v0滑上长木板,在长木板与墙壁相撞前滑块与长木板已达到共同速度,长木板与墙壁碰撞后立即静止,滑块继续在长木板上滑行,滑块到达长木板最右端时,速度恰好为零,求:(1)滑块与长木板间的动摩擦因数;(2)滑块与长木板间因摩擦而产生的热量。
解析 (1)从滑块滑上长木板到两者有共同速度的过程中,设滑块在长木板上滑行的距离为L1,两者共同速度为v,则mv0=(m+2m)v碰撞后,长木板立即静止,滑块向前滑动的过程中,有μmg(L-L1)= mv2
(2)滑块与长木板间因摩擦而产生的热量为
8.(多选)(2023湖北武汉高二开学考试)如图所示,质量为2m的滑块带有半圆弧槽N,且圆弧槽的半径为r,所有接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放,第一种情况滑块固定不动,第二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是( )
A.只有第一种情况,小球可运动到圆弧槽左侧最高点B.两种情况下,小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为C.第二种情况,小球滑到圆弧槽最低点时,圆弧槽的速度为D.第二种情况,圆弧槽距离出发点的最远距离为 r
解析 当圆弧槽固定时,由机械能守恒定律mgr=mgh,可知h=r,小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点;当圆弧槽自由滑动时,小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时,M、N组成的系统水平方向动量守恒且为零,小球M到达左侧最高点时两者共速为v1,有(m+2m)v1=0,由机械能守恒定律可知,小球M同样可以运动到圆弧槽左侧的最高点,故A错误。当圆弧槽固定时,小球M到最低点时的速度为v0,由机械能守恒定律 ;
9.(多选)(2023山东日照高二期中)如图甲所示,光滑水平面上放置长木板a和滑块c,滑块b置于长木板a的左端。长木板a与滑块b之间的动摩擦因数为0.4。t=0时,滑块c静止,长木板a和滑块b一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动;t1=1 s时,长木板a与滑块c发生碰撞(时间极短)。经过一段时间,滑块b恰好不滑离长木板a,a、b、c的速度—时间图像如图乙所示。已知长木板a的质量ma=2 kg,重力加速度g取10 m/s2。则( )
A.滑块b的质量mb=1 kg,滑块c的质量mc=2 kgB.长木板a与滑块c发生的碰撞是弹性碰撞C.长木板a的长度为0.75 mD.长木板a与滑块b刚好共速的时刻t2=1.5 s
解析 长木板a与滑块c发生碰撞,系统动量守恒,可得mav0=mava+mcvc,代入图乙中数据v0=5 m/s、va=2 m/s、vc=3 m/s,解得mc=2 kg;长木板a与滑块c碰撞结束后,长木板a与滑块b组成的系统动量守恒,可得mava+mbv0=(ma+mb)vabc,代入图乙中数据,解得mb=1 kg,故A正确。依题意,有 =13 J,长木板a与滑块c发生的碰撞是非弹性碰撞,故B错误。对滑块b,根据牛顿第二定律可得mba=μmbg,又滑块b在长木板a上做匀减速直线运动,可得vabc=v0-at,解得t=0.5 s,即长木板a与滑块b刚好共速的时刻t2=t1+t=1.5 s,故D正确。依题意,有L=xb-xa,又 ,联立解得L=0.75 m,故C正确。
10.两块质量都是m的木块A和B在光滑水平面上均以速度 向左匀速运动,中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着,如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为 ,速度为v0,子弹射入木块A并留在其中,求:(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小;(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
(2)由于木块A、木块B运动方向相同且vA
(1)物体A、B相互作用的过程中物体A对物体B的冲量大小;(2)弹簧第一次压缩至最短时储存的弹性势能;(3)弹簧第一次恢复原长时物体C的速度大小。
12.如图所示,在光滑的水平面上,质量为m0=3.0 kg的木板A的左端,叠放着一个质量为m=1.0 kg的小物块B(可视为质点),小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30。在木板A的左端正上方,用长为R=0.80 m不可伸长的轻绳将质量为m=1.0 kg的小球C悬于固定点O,现将轻绳拉直使小球C于O点以下与水平方向成θ=30°角的位置(如图所示)由静止释放。此后,小球C与B恰好发生正碰且无机械能损失。空气阻力不计,g取10 m/s2。求:
(1)小球运动到最低点时(碰撞前)对细绳的拉力;(2)木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出木板。
答案 (1)20 N,方向竖直向下 (2)1 m
1.(多选)如图所示,一质量m0=3.0 kg的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量m=1.0 kg的小木块A。现以地面为参考系,给A和B以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,但最后A并没有滑离B板。站在地面上的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动,则在这段时间内的某时刻木板相对地面的速度大小可能是( )
A.1.8 m/sB.2.4 m/sC.2.6 m/sD.3.0 m/s
解析 A、B组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,从A开始运动到A的速度减为零的过程中,由动量守恒定律得(m0-m)v0=m0vB1,代入数据解得vB1=2.67 m/s。从开始运动到A、B速度相同的过程中,同理有(m0-m)v0 =(m0+m)vB2,解得vB2=2 m/s。木块A加速运动的过程为从其速度减为零至与B达到相同速度,且此过程B始终减速,所以B的速度范围为2 m/s
A.A物体的质量为3mB.A物体的质量为2mC.弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为D.弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为
3.(2023江苏扬州高二期中改编)如图所示,木块静止在光滑水平面上,子弹A、B从两侧同时水平射入木块,木块始终保持静止,子弹A射入木块的深度是子弹B的3倍。假设木块对子弹的阻力大小恒定,子弹A、B做直线运动且不会相遇,则子弹A、B运动的过程中,下列说法正确的是( )A.木块和子弹A、B系统动量不守恒B.子弹B的初动量大小是子弹A的初动量大小的3倍C.子弹B的初速度大小是子弹A的初速度大小的3倍D.子弹B的质量是子弹A的质量的3倍
解析 木块和子弹A、B组成的系统所受合外力为零,则系统的动量守恒,A错误;对木块和子弹A、B组成的系统,取水平向右为正方向,由动量守恒定律可得mAvA-mBvB=0,则有pA=pB,即子弹A的初动量与子弹B的初动量大小相等,B错误;由于木块始终保持静止,木块所受合力为零,可知两子弹对木块的作用力大小相等,由牛顿第三定律可知,两子弹受木块的阻力大小相等,设为Ff,子弹射入木块的深度为d,由动能定理,对子弹有,-Ffd=0-Ek= ,
4.如图所示,带有半径为R的 光滑圆弧的小车的质量为m0,置于光滑水平面上,一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放,求小球离开小车时,小球和小车的速度。
解析 小球和小车组成的系统虽然总动量不守恒,但在水平方向动量守恒,且全过程满足机械能守恒,设球车分离时,小球的速度为v1,方向水平向左,小车的速度为v2,方向水平向右,以水平向左为正方向,则mv1-m0v2=0,
5.如图所示,光滑水平面上有A、B两辆小车,质量分别为mA=20 kg、mB=25 kg。A车以初速度v0=3 m/s向右运动,B车静止,且B车右端放着物块C,C的质量为mC=15 kg。A、B相撞且在极短时间内连接在一起,不再分开。已知C与B上表面间动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,B车足够长,求C沿B上表面滑行的长度。
解析 以向右为正方向,A、B相撞mAv0=(mA+mB)v1,解得v1= m/s由于在极短时间内摩擦力对C的冲量可以忽略,故A、B刚连接为一体时,C的速度为零,此后,C沿B上表面滑行,直至相对于B静止为止,这一过程中,系统动量守恒,系统损失的动能等于滑动摩擦力与C在B上的滑行距离之积;(mA+mB)v1=(mA+mB+mC)v
6.两质量分别为m1和m2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图所示,一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h,物块从静止滑下,然后又滑上劈B,求物块在B上能够达到的最大高度。
解析 设物块到达劈A的底端时,物块和A的速度大小分别为v和v1,由机械能守恒定律和动量守恒定律得m1v1=mv设物块在劈B上达到的最大高度为h',此时物块和B的共同速度大小为v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv=(m2+m)v2
7.如图所示,一长木板静止在光滑的水平面上,长木板的质量为2m,长为L,在水平地面的右侧有一竖直墙壁。一质量为m、可视为质点的滑块从长木板的左端以速度v0滑上长木板,在长木板与墙壁相撞前滑块与长木板已达到共同速度,长木板与墙壁碰撞后立即静止,滑块继续在长木板上滑行,滑块到达长木板最右端时,速度恰好为零,求:(1)滑块与长木板间的动摩擦因数;(2)滑块与长木板间因摩擦而产生的热量。
解析 (1)从滑块滑上长木板到两者有共同速度的过程中,设滑块在长木板上滑行的距离为L1,两者共同速度为v,则mv0=(m+2m)v碰撞后,长木板立即静止,滑块向前滑动的过程中,有μmg(L-L1)= mv2
(2)滑块与长木板间因摩擦而产生的热量为
8.(多选)(2023湖北武汉高二开学考试)如图所示,质量为2m的滑块带有半圆弧槽N,且圆弧槽的半径为r,所有接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放,第一种情况滑块固定不动,第二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是( )
A.只有第一种情况,小球可运动到圆弧槽左侧最高点B.两种情况下,小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为C.第二种情况,小球滑到圆弧槽最低点时,圆弧槽的速度为D.第二种情况,圆弧槽距离出发点的最远距离为 r
解析 当圆弧槽固定时,由机械能守恒定律mgr=mgh,可知h=r,小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点;当圆弧槽自由滑动时,小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时,M、N组成的系统水平方向动量守恒且为零,小球M到达左侧最高点时两者共速为v1,有(m+2m)v1=0,由机械能守恒定律可知,小球M同样可以运动到圆弧槽左侧的最高点,故A错误。当圆弧槽固定时,小球M到最低点时的速度为v0,由机械能守恒定律 ;
9.(多选)(2023山东日照高二期中)如图甲所示,光滑水平面上放置长木板a和滑块c,滑块b置于长木板a的左端。长木板a与滑块b之间的动摩擦因数为0.4。t=0时,滑块c静止,长木板a和滑块b一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动;t1=1 s时,长木板a与滑块c发生碰撞(时间极短)。经过一段时间,滑块b恰好不滑离长木板a,a、b、c的速度—时间图像如图乙所示。已知长木板a的质量ma=2 kg,重力加速度g取10 m/s2。则( )
A.滑块b的质量mb=1 kg,滑块c的质量mc=2 kgB.长木板a与滑块c发生的碰撞是弹性碰撞C.长木板a的长度为0.75 mD.长木板a与滑块b刚好共速的时刻t2=1.5 s
解析 长木板a与滑块c发生碰撞,系统动量守恒,可得mav0=mava+mcvc,代入图乙中数据v0=5 m/s、va=2 m/s、vc=3 m/s,解得mc=2 kg;长木板a与滑块c碰撞结束后,长木板a与滑块b组成的系统动量守恒,可得mava+mbv0=(ma+mb)vabc,代入图乙中数据,解得mb=1 kg,故A正确。依题意,有 =13 J,长木板a与滑块c发生的碰撞是非弹性碰撞,故B错误。对滑块b,根据牛顿第二定律可得mba=μmbg,又滑块b在长木板a上做匀减速直线运动,可得vabc=v0-at,解得t=0.5 s,即长木板a与滑块b刚好共速的时刻t2=t1+t=1.5 s,故D正确。依题意,有L=xb-xa,又 ,联立解得L=0.75 m,故C正确。
10.两块质量都是m的木块A和B在光滑水平面上均以速度 向左匀速运动,中间用一根劲度系数为k的轻弹簧连接着,如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为 ,速度为v0,子弹射入木块A并留在其中,求:(1)在子弹击中木块后的瞬间木块A、B的速度vA和vB的大小;(2)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
(2)由于木块A、木块B运动方向相同且vA
(1)物体A、B相互作用的过程中物体A对物体B的冲量大小;(2)弹簧第一次压缩至最短时储存的弹性势能;(3)弹簧第一次恢复原长时物体C的速度大小。
12.如图所示,在光滑的水平面上,质量为m0=3.0 kg的木板A的左端,叠放着一个质量为m=1.0 kg的小物块B(可视为质点),小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30。在木板A的左端正上方,用长为R=0.80 m不可伸长的轻绳将质量为m=1.0 kg的小球C悬于固定点O,现将轻绳拉直使小球C于O点以下与水平方向成θ=30°角的位置(如图所示)由静止释放。此后,小球C与B恰好发生正碰且无机械能损失。空气阻力不计,g取10 m/s2。求:
(1)小球运动到最低点时(碰撞前)对细绳的拉力;(2)木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出木板。
答案 (1)20 N,方向竖直向下 (2)1 m
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