2023版新教材高考物理一轮复习 课时分层作业（二十一）动力学、动量和能量观点的综合应用.docx

1、课时分层作业(二十一)动力学、动量和能量观点的综合应用基础性题组1.如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程木块的动能增加了6 J，那么此过程产生的内能可能为()A16 J B2 JC6 J D4 J2.(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车总质量为M；质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩开始时小车AB和木块C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动BC与B碰前，C与AB的

2、速率之比为MmCC与油泥粘在一起后，AB立即停止运动DC与油泥粘在一起后，AB继续向右运动3.如图所示，质量为m的小球A静止于光滑水平面上，在A球与墙之间用轻弹簧连接现用完全相同的小球B以水平速度v0与A相碰后粘在一起压缩弹簧不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为E，从球A被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量太小为I，则下列表达式中正确的是()AEmvI2mv0BEmvI2mv0CEmvImv0DEmvImv04.2022山东莱阳统考(多选)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱

3、子正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为()Amv2 BCNmgL DNmgL5质量为m的子弹以某一初速度v0击中静止在光滑水平地面上质量为M的木块，并陷入木块一定深度后与木块相对静止，甲、乙两图表示了这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置，设木块对子弹的阻力大小恒定，下列说法正确的是()AM越大，子弹射入木块的时间越短BM越大，子弹射入木块的深度越浅C无论m、M、v0的大小如何，都只可能是甲图所示的情形D若v0较小，则可能是甲图所示情形；若v0较大，则可能是乙图所示情

4、形6.如图所示，质量m10.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L1.5 m，现有质量m20.2 kg且可视为质点的物块，以水平向右的速度v02 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数0.5，取g10 m/s2，求：(1)物块在车面上滑行的时间t；(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少综合性题组7如图所示，光滑水平面上有质量为m且足够长的木板，木板上放一质量也为m、可视为质点的小木块现分别使木块获得向右的水平初速度v0和2v0，两次运动均在木板上留下划痕，则两次划痕长度之比为()A14 B14C18 D11282022

5、山东枣庄期末(多选)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别是m1和m2的两木块A、B相连，静止在光滑水平面上现使A瞬间获得水平向右的速度v3 m/s，以此时刻为计时起点两木块的速度随时间变化规律如图乙所示，从图示信息可知()At1时刻弹簧最短，t3时刻弹簧最长B从t1时刻到t2时刻弹簧由伸长状态恢复到原长C两木块的质量之比为m1m212D在t2时刻两木块动能之比为Ek1Ek2149如图所示，一小车置于光滑水平面上，小车质量m03 kg，小车上表面AO部分粗糙且长L2 m，物块与AO部分间动摩擦因数0.3，OB部分光滑水平轻质弹簧右端固定，左端拴接物块b，另一小物块a，放在小车的最左端，和小车一起

6、以v04 m/s的速度向右匀速运动，小车撞到固定竖直挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连已知车OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内a、b两物块视为质点，质量均为m1 kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后以共同速度一起向右运动(g取10 m/s2)求：(1)物块a与b碰后的速度大小；(2)当物块a相对小车静止时小车右端B到挡板的距离；(3)当物块a相对小车静止时在小车上的位置到O点的距离102022河北承德5月联考如图所示，粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角37，A、C、D滑块的质量为mAmCmD1 kg，B滑块的质量mB4 kg(各滑块均可视为质点

7、).A、B间夹着质量可忽略的火药K为处于原长的轻质弹簧，两端分别连接B和C.现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度)，此后，发现A与D相碰后粘在一起，接着沿斜面前进了L0.8 m速度减为零，此后设法让它们不再滑下已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为0.5，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)火药爆炸后瞬间A的速度大小vA；(2)滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能Ep.(弹簧始终未超出弹性限度).课时分层作业(二十一)动力学、动量和能量观点的综合应用1解析：设子弹的质量为m0，初速度为v0，木块的质量为m，

8、子弹打入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒，即m0v0(mm0)v，此过程产生的内能等于系统损失的动能，即E12m0v0212(mm0)v2m+m0m012mv2，而木块获得的动能Ek木12mv26 J，则E6 J，A正确答案：A2解析：小车AB与木块C组成的系统在水平方向上动量守恒，C向右运动时，AB应向左运动故A错误；设碰前C的速率为v1，AB的速率为v2，则0mv1Mv2，得v1v2Mm，故B正确；设C与油泥粘在一起后，AB、C的共同速度为v共，则0(Mm)v共，得v共0，故C正确，D错误答案：BC3解析：A、B碰撞瞬间，由动量守恒定律可知mv02mv1，解得v1v02，碰撞后系

9、统机械能守恒，当两球向左减速到零时弹簧的弹性势能最大，则E122mv02214mv02，取A、B整体分析，取向右为正，由动量定理可得I2mv022mv022mv0，所以墙对弹簧的冲量大小为2mv0，故A项正确答案：A4解析：设物块与箱子相对静止时共同速度为v1，则由动量守恒定律得mv(Mm)v1，得v1mvM+m，系统损失的动能为Ek12mv212M+mv12Mmv22M+m，B正确，A错误；根据能量守恒定律得知，系统产生的内能等于系统损失的动能，根据功能关系得知，系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，则有EkQNmgL，故D正确，C错误答案：BD5解析：由动量守恒定律mv0(Mm)v，则对

10、木块由动量定理ftMv，解得tMmv0M+mfmv01+mMf，则M越大，t越大，选项A错误；由能量关系fd12mv0212(Mm)v2，解得dmMv02 2Mmfmv02 21mMf，则M越大，d越大，选项B错误，对木块由动能定理fx12Mv2，解得xm2Mv02 2Mm2f，则dxm+Mm，则dx，即无论m、M、v0的大小如何，都只可能是甲图所示的情形，选项C正确，D错误答案：C6解析：(1)设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有m2v0(m1m2)v设物块与车面间的滑动摩擦力为Ff，对物块应用动量定理有Fftm2vm2v0，又Ffm2g解得tm1v0m1

11、+m2g，代入数据得t0.24 s.(2)要使物块恰好不从车面滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v，则m2v0(m1m2)v由功能关系有12m2v0212(m1m2)v2m2gL代入数据解得v05 m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过5 m/s.答案：(1)0.24 s(2)5 m/s7解析：木块从开始到相对长木板静止的过程中，木块和木板系统水平方向动量守恒，取向右为正方向，则有mv02mv，解得vmv0v02；根据能量守恒定律有mgs12mv02122mv2，解得划痕长度smv02 22mgv02 4g，同理，当木块的初速度为2v0时，则划痕长

12、度为sm2v0222mgv02 g，故两次划痕长度之比为ss14，故A正确，B、C、D错误答案：A8解析：由图可知t1时刻两木块达到共同速度1 m/s，且此时系统动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，弹簧处于拉伸状态，故A错误；结合图像弄清两木块的运动过程，开始时A逐渐减速，B逐渐加速，弹簧被拉伸，t1时刻二者速度相当，系统动能最小，势能最大，弹簧被拉伸最厉害，然后弹簧逐渐恢复原长，B依然加速，A先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，故B正确；从0到t1时间，由动量守恒得m1v(m1m2)v1，将v3 m/s，v11 m/s代入得m1m212，故C正确；在t2时刻

13、A的速度为vA1 m/s，B的速度为vB2 m/s，根据m1:m212，可求得Ek1Ek218，故D错误答案：BC9解析：(1)对物块a，由动能定理得mgL12mv1212mv02代入数据解得a与b碰前a的速度v12 m/s；a、b碰撞过程系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv12mv2代入数据解得v21 m/s.(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离，物块a以v21 m/s的速度在小车上向左滑动，当与小车同速时为v3，以向左为正方向，由动量守恒定律得mv2(m0m)v3，代入数据解得v30.25 m/s.对小车，由动能定理得mgs12m0v32代入数据解得，同速时小车B端

14、到挡板的距离s132 m.(3)由能量守恒得mgx12mv2212(m0m)v32解得物块a与车相对静止时与O点的距离：x0.125 m.答案：(1)1 m/s(2)132 m(3)0.125 m10解析：(1)A、D整体沿斜面上滑，设A和D碰后瞬间的速度为v1，由动能定理有(mAmD)g sin L(mAmD)g cos L012mA+mDv12得v12gsin+cosL，代入数据解得v14 m/s对A、D系统，由动量守恒定律有mAvA(mAmD)v1解得vA8 m/s.(2)火药爆炸过程，设B获得的速度大小为vB，对A和B系统，由动量守恒定律有mAvAmBvB0，解得vB2 m/sB与C相互作用，当两者共速时，弹簧弹性势能最大，由B、C系统动量守恒有mBvB(mBmC)v，解得vmBvBmB+mC1.6 m/s弹簧的最大弹性势能为Ep12mBvB212(mBmC)v2，代入数据解得Ep1.6 J.答案：(1)8 m/s(2)1.6 J