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文檔簡介
1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上考點5 動能與動能定理考點5.1 動能與動能定理表達式1. 動能(1)定義:物體由于運動而具有的能量(2)表達式:Ek=mv2(3)對動能的理解:標量:只有正值;狀態(tài)量;與速度的大小有關,與速度方向無關.2. 動能定理(1).內容:在一個過程中合外力對物體所做的功,等于物體在這個過程中動能的變化量.(2).表達式:WmvmvEk2Ek1.(3).理解:動能定理公式中等號表明了合外力做功(即總功)與物體動能的變化具有等量代換關系.合外力做功是引起物體動能變化的原因.1.(多選)質量為1 kg的物體以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其動能隨位移變化的圖線如下
2、圖所示,g取10 m/s2,則以下說法中正確的是()A 物體與水平面間的動摩擦因數是0.5B 物體與水平面間的動摩擦因數是0.25C 物體滑行的總時間為4 sD 物體滑行的總時間為2.5 s2. 有一質量為m的木塊,從半徑為r的圓弧曲面上的a點滑向b點,如圖779所示,如果由于摩擦使木塊的運動速率保持不變,則以下敘述正確的是()A 木塊所受的合力為零B 因木塊所受的力都不對其做功,所以合力做的功為零C 重力和摩擦力做的功代數和為零D 重力和摩擦力的合力為零3. (多選)太陽能汽車是靠太陽能來驅動的汽車當太陽光照射到汽車上方的光電板時,光電板中產生的電流經電動機帶動汽車前
3、進設汽車在平直的公路上由靜止開始勻加速行駛,經過時間t,速度為v時功率達到額定功率,并保持不變之后汽車又繼續(xù)前進了距離s,達到最大速度vmax.設汽車質量為m,運動過程中所受阻力恒為f,則下列說法正確的是()A 汽車的額定功率為fvmaxB 汽車勻加速運動過程中,克服阻力做功為fvtC 汽車從靜止開始到速度達到最大值的過程中,牽引力所做的功為mvmv2D 汽車從靜止開始到速度達到最大值的過程中,合力所做的功為mv4. (多選)在平直公路上,汽車由靜止開始做勻加速直線運動,當速度達到vmax后,立即關閉發(fā)動機直至靜止,vt圖象如圖5所示,設汽車的牽引力為F,受到的摩擦力為Ff,全程中牽引力做功為
4、W1,克服摩擦力做功為W2,則()A.FFf13 B.W1W211C.FFf41 D.W1W213考點5.2 運用動能定理求解變力的功1動能定理求變力做功的優(yōu)勢教科書中動能定理雖然是根據牛頓定律通過特例推導出來的,但牛頓運動定律無法取代動能定理,尤其是解決變力做功問題1. 如圖所示,木板長為l,木板的A端放一質量為m的小物體,物體與板間的動摩擦因數為.開始時木板水平,在繞O點緩慢轉過一個小角度的過程中,若物體始終保持與板相對靜止對于這個過程中各力做功的情況,下列說法中正確的是()A 摩擦力對物體所做的功為mglsin (1cos )B 彈力對物體所做的功為mglsin cos C 木板對物體所
5、做的功為mglsin D 合力對物體所做的功為mglcos 2. 如圖所示,AB為圓弧軌道,BC為水平直軌道,圓弧的半徑為R,BC的長度也是R.一質量為m的物體,與兩個軌道的動摩擦因數都為,當它由軌道頂端A從靜止下滑時,恰好運動到C處停止,那么物體在AB段克服摩擦力做功為()A.mgRB.mgR CmgR D(1)mgR3. 如圖所示,一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,軌道兩端等高,質量為m的質點自軌道端點P由靜止開始滑下,滑到最低點Q時,對軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為g.質點自P滑到Q的過程中,克服摩擦力所做的功為()A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR4. 質量為m的
6、小球被系在輕繩一端,在豎直平面內做半徑為R的圓周運動,如下圖所示,運動過程中小球受到空氣阻力的作用設某一時刻小球通過軌道的最低點,此時繩子的張力為7mg,在此后小球繼續(xù)做圓周運動,經過半個圓周恰好能通過最高點,則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功是()A.mgR B.mgR C.mgR DmgR考點5.3 阻力做功與重力做功在動能定理應用中的比較在動能定理應用列方程時經常會涉及到重力做功與摩擦力做功(或阻力做功)。在表達式上,這兩者有本質區(qū)別:重力屬于保守力,做功多少與路徑無關,只與初末位置有關,表達式為WG=mgh;摩擦力屬于非保守力,做功與路徑有關,常用表達式為Wf=fS,其中S為路程。1
7、. 如圖所示,將質量為m的小球以速度v0由地面豎直向上拋出.小球落回地面時,其速度大小為v0.設小球在運動過程中所受空氣阻力的大小不變,則空氣阻力的大小等于()A.mg B.mg C.mg D.mg2. 小球質量為m,在高于地面h處以速度v豎直上拋,空氣阻力為f(fmg)設小球與地面碰撞中不損失機械能則從拋出直至小球靜止的過程中,小球通過的總路程為()AmghBmgh C. D.3. 如圖,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平.一質量為m的質點自P點上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點進入軌道.質點滑到軌道最低點N時,對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小
8、.用W表示質點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功.則()A. WmgR,質點恰好可以到達Q點B. WmgR,質點不能到達Q點C. WmgR,質點到達Q點后,繼續(xù)上升一段距離D. WmgR,質點到達Q點后,繼續(xù)上升一段距離4. 如下圖,MNP為豎直面內一固定軌道,其圓弧段MN與水平段NP相切于N,P端固定一豎直擋板M相對于N的高度為h,NP長度為s.一物塊自M端從靜止開始沿軌道下滑,與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處若在MN段的摩擦可忽略不計,物塊與NP段軌道間的滑動摩擦因數為,求物塊停止的地方與N點距離的可能值5. 從離地面H高處落下一只小球,小球在運動過程中所受的空氣阻
9、力是它重力的k(k<1)倍,而小球與地面相碰后,能以相同大小的速率反彈,求:(1) 小球第一次與地面碰撞后,能夠反彈起的最大高度是多少?(2) 小球從釋放開始,直至停止彈跳為止,所通過的總路程是多少?6. 如圖是阿毛同學的漫畫中出現的裝置,描述了一個“吃貨”用來做“糖炒栗子”的“萌”事兒:將板栗在地面小平臺上以一定的初速經兩個四分之一圓弧銜接而成的軌道,從最高點P飛出進入炒鍋內,利用來回運動使其均勻受熱我們用質量為m的小滑塊代替栗子,借這套裝置來研究一些物理問題設大小兩個四分之一圓弧半徑為2R和R,小平臺和圓弧均光滑將過鍋底的縱截面看作是兩個斜面AB、CD和一段光滑圓弧組成斜面動摩擦因數
10、均為0.25,而且不隨溫度變化兩斜面傾角均為=37°,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小擋板,碰撞不損失機械能滑塊的運動始終在包括鍋底最低點的豎直平面內,重力加速度為g(1) 如果滑塊恰好能經P點飛出,為了使滑塊恰好沿AB斜面進入鍋內,應調節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點離地高為多少?(2) 接(1)問,求滑塊在鍋內斜面上走過的總路程(3) 對滑塊的不同初速度,求其通過最高點P和小圓弧最低點Q時受壓力之差的最小值考點5.4 用動能定理解決多過程問題動能定理解多過程問題的優(yōu)勢:動能定理只關注運動中合力做功及初末態(tài)的動能,不用考慮多過程的細節(jié)(如加速度、時間),為解決力與位移的問題
11、帶來了方便【例題】如圖所示,半徑為R的光滑半圓軌道ABC與傾角為37°的粗糙斜面軌道DC相切于C點,半圓軌道的直徑AC與斜面垂直,質量為m的小球從A點左上方距A點高為h的斜面上方P點以某一速度v0水平拋出,剛好與半圓軌道的A點相切進入半圓軌道內側,之后經半圓軌道沿斜面剛好滑到與拋出點等高的D點已知當地的重力加速度為g,取Rh,sin37°0.6,cos37°0.8,不計空氣阻力,求:(1)小球被拋出時的速度v0;(2)小球從C到D過程中摩擦力做的功Wf1. 如圖所示,一薄木板斜擱在高度一定的平臺和水平地板上,其頂端與平臺相平,末端置于地板的P處,并與地板平滑連接.
12、將一可看成質點的滑塊自木板頂端無初速度釋放,沿木板下滑,接著在地板上滑動,最終停在Q處.滑塊和木板及地板之間的動摩擦因數相同.現將木板截短一半,仍按上述方式擱在該平臺和水平地板上,再次將滑塊自木板頂端無初速度釋放(設滑塊在木板和地面接觸處平滑過渡),則滑塊最終將停在()A.P處 B.P、Q之間 C.Q處 D.Q的右側2. (多選)質量為1 kg的物體靜止在水平粗糙的地面上,在一水平外力F的作用下運動,如圖甲所示,外力F和物體克服摩擦力Ff做的功W與物體位移x的關系如圖乙所示,重力加速度g取10 m/s2.下列分析正確的是()A. 物體與地面之間的動摩擦因數為0.2B. 物體運動的最大位移為13
13、 mC. 物體在前3 m運動過程中的加速度為3 m/s2D. x9 m時,物體的速度為3 m/s3. 如圖,一軌道由光滑豎直的1/4圓弧AB、粗糙水平面BC及光滑斜面CE組成,BC與CE在C點由極小光滑圓弧相切連接,斜面與水平面的夾角30°.一小物塊從A點正上方高h0.2 m處P點自由下落,正好沿A點切線進入軌道,已知小物塊質量m1 kg,圓弧半徑R0.05 m,BC長s0.1 m,小物塊過C點后經過時間t10.3 s第一次到達圖中的D點,又經t20.2 s第二次到達D點取g10 m/s2.求:(1) 小物塊第一次到達圓弧軌道B點的瞬間,受到軌道彈力N的大?。?2) 小物塊與水平面B
14、C間的動摩擦因數?(3) 小物塊最終停止的位置?4. 如圖所示為某種彈射小球的游戲裝置,水平面上固定一輕質彈簧及長度可調節(jié)的豎直管AB細管下端接有一小段長度不計的圓滑彎管,上端B與四分之一圓弧彎管BC相接,每次彈射前,推動小球將彈簧壓縮到同一位置后鎖定解除鎖定,小球即被彈簧彈出,水平射進細管A端,再沿管ABC從C端水平射出已知彎管BC的半徑R=0.40 m,小球的質量為m=0.1 kg,當調節(jié)豎直細管AB的長度L至L0=0.80 m時,發(fā)現小球恰好能過管口C端不計小球運動過程中的機械能損失,g=10m/s2(1) 求每次彈射時彈簧對小球所做的功W;(2) 若L可調節(jié),L取多大時,小球落至水平面
15、的位置離直管AB水平距離最遠?(3) 若其他條件不變只把小球質量變?yōu)閙,求小球到達C時管壁對其作用力F的大小和方向。5. 如圖所示,傾角為的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段長為3L.有若干個相同的小方塊沿斜面靠在一起,但不粘接,總長為L.將它們由靜止釋放,釋放時下端距A為2L.當下端運動到A下面距A為L/2時物塊運動的速度達到最大(1) 求物塊與粗糙斜面的動摩擦因數;(2) 求物塊停止時的位置;(3) 要使所有物塊都能通過B點,由靜止釋放時物塊下端距A點至少要多遠?考點1動量和動量定理1.動量(1)定義:運動物體的質量和速度的乘積叫做物體的動量,通常用p來表示.(2)表達式:pmv
16、.(3)單位:kg·m/s.(4)標矢性:動量是矢量,其方向和速度方向相同.2.沖量(1)定義:力F與力的作用時間t的乘積.(2)定義式:IFt.(3)單位:N·_s.(4)方向:恒力作用時,與力的方向相同.(5)物理意義:是一個過程量,表示力在時間上積累的作用效果.3.動量定理(1)內容:物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量.(2)表達式:1. (多選)恒力F作用在質量為m的物體上,如圖所示,由于地面對物體的摩擦力較大,物體沒有被拉動,則經時間t,下列說法正確的是(BD)A. 拉力F對物體的沖量大小為零B. 拉力F對物體的沖量大小為FtC. 拉力F
17、對物體的沖量大小是Ftcos D. 合力對物體的沖量大小為零2. 如圖所示,質量為m的小滑塊沿傾角為的斜面向上滑動,經過時間t1速度為零然后又下滑,經過時間t2回到斜面底端,滑塊在運動過程中受到的摩擦力大小始終為F1.在整個過程中,重力對滑塊的總沖量為(C)Amgsin(t1t2) Bmgsin(t1t2) Cmg(t1t2) D03. 跳遠時,跳在沙坑里比跳在水泥地上安全,這是由于(D)A. 人跳在沙坑里的動量比跳在水泥地上小B. 人跳在沙坑里的動量變化比跳在水泥地上小C. 人跳在沙坑里受到的沖量比跳在水泥地上小D. 人跳在沙坑里受到的沖力比跳在水泥地上小考點2動量守恒定律考點2.1 動量守
18、恒定律考點2.1.1 動量守恒的判斷1.內容如果一個系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變,這就是動量守恒定律.2.適用條件(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零,不是系統(tǒng)內每個物體所受的合力都為零,更不能認為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).(2)近似適用條件:系統(tǒng)內各物體間相互作用的內力遠大于它所受到的外力.(3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零,則系統(tǒng)在該方向上動量守恒.3.動量守恒定律的不同表達形式(1)m1v1m2v2m1v1m2v2,相互作用的兩個物體組成的系統(tǒng),作用前的動量和等于作用后的動量和.(2)p1p2,相互作用的兩個物體動量的增量等大反向.(3)p0,系統(tǒng)
19、總動量的增量為零.1. 如圖所示,A、B兩物體質量之比mAmB32,原來靜止在平板小車C上.A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑,當彈簧突然釋放后,則下列說法中不正確的是()A. 若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B組成的系統(tǒng)動量守恒B. 若A、B與平板車上表面間的動摩擦因數相同,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒C. 若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成的系統(tǒng)動量守恒D. 若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒2. 底部水平面平滑連接,一個質量也為m的小球從槽高h處開始自由下滑( C )A. 在以后的運動過程中,小球和槽的動量始終守恒B. 在下滑過程中小球和,槽
20、之間的相互作用力始終不做功C. 被彈簧反彈后,小球和槽都做速率不變的直線運動D. 被彈簧反彈后,小球和槽的機械能守恒,小球能回到槽高h處考點2.1.2 動量守恒定律的應用對于三個或三個以上的物體組成的系統(tǒng)往往要根據作用過程中動量守恒的不同階段,建立多個動量守恒方程,或將系統(tǒng)內的物體按作用的關系分成幾個小系統(tǒng),分別建立動量守恒方程求解這類問題時應注意以下三點:(1)正確分析作用過程中各物體狀態(tài)的變化情況,建立運動模型;(2)分清作用過程中的不同階段,并按作用關系將系統(tǒng)內物體分成幾個小系統(tǒng)(3)對不同階段、不同的小系統(tǒng)準確選取初、末狀態(tài),分別列動量守恒方程1. 兩名質量相等的滑冰運動員甲和乙都靜止
21、在光滑的水平冰面上.現在其中一人向另一人拋出一個籃球,另一人接球后再拋回.如此反復進行幾次后,甲和乙最后的速率關系是(D)A. 若甲先拋球,則一定是v甲>v乙B. 若乙先拋球,則一定是v乙>v甲C. 只有甲先拋球,乙最后接球,才有v甲>v乙D. 無論誰先拋球,只要乙最后接球,就有v甲>v乙2. 質量為M的木塊在光滑水平面上以速度v1向右運動,質量為m的子彈以速度v2水平向左射入木塊,要使木塊停下來,必須使發(fā)射子彈的數目為(子彈留在木塊中不穿出)(C)A. B. C. D.考點2.1.3 涉及動量守恒的臨界極值問題1. 兩磁鐵各放在一輛小車上,小車能在水平面上無摩擦地沿同
22、一直線運動.已知甲車和磁鐵的總質量為0.5 kg,乙車和磁鐵的總質量為1 kg.兩磁鐵的N極相對,推動一下,使兩車相向運動.某時刻甲的速率為2 m/s,乙的速率為3 m/s,方向與甲相反.兩車運動過程中始終未相碰.求:(1) 兩車最近時,乙的速度為多大;(2) 甲車開始反向運動時,乙車的速度為多大.2. 如圖所示,甲、乙兩船的總質量(包括船、人和貨物)分別為10m、12m,兩船沿同一直線同一方向運動,速度分別為2v0、v0.為避免兩船相撞,乙船上的人將一質量為m的貨物沿水平方向拋向甲船,甲船上的人將貨物接住,求拋出貨物的最小速度(不計水的阻力)【答案】4v0考點2.2 動量守恒定律應用之碰撞問
23、題一、碰撞過程的分類1彈性碰撞:碰撞過程中所產生的形變能夠完全恢復的碰撞;碰撞過程中沒有機械能損失彈性碰撞除了遵從動量守恒定律外,還具備:碰前、碰后系統(tǒng)的總動能相等,即m1vm2vm1v12m2v22特殊情況:質量m1的小球以速度v1與質量m2的靜止小球發(fā)生彈性正碰,根據動量守恒和動能守恒有m1v1m1v1m2v2,m1vm1v12m2v22.碰后兩個小球的速度分別為:v1v1,v2v1(1)若m1m2,v1v1,v22v1,表示m1的速度不變,m2以2v1的速度被撞出去(2)若m1m2,v1v1,v20,表示m1被反向以原速率彈回,而m2仍靜止(3)若m1m2,則有v10,v2v1,即碰撞后
24、兩球速度互換2非彈性碰撞:碰撞過程中所產生的形變不能夠完全恢復的碰撞;碰撞過程中有機械能損失非彈性碰撞遵守動量守恒,能量關系為:m1vm2vm1v12m2v223完全非彈性碰撞:碰撞過程中所產生的形變完全不能夠恢復的碰撞;碰撞過程中機械能損失最多此種情況m1與m2碰后速度相同,設為v,則:m1v1m2v2(m1m2)v系統(tǒng)損失的動能最多,損失動能為Ekmm1vm2v(m1m2)v2二、碰撞過程的制約通常有如下三種因素制約著碰撞過程1動量制約:即碰撞過程必須受到動量守恒定律的制約;2動能制約:即碰撞過程,碰撞雙方的總動能不會增加;3運動制約:即碰撞過程還將受到運動的合理性要求的制約比如,某物體勻
25、速運動,被后面物體追上并碰撞后,其運動速度只會增大而不會減小再比如,碰撞后,后面的物體速度不能超過前面的物體1. 兩球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動,mA1 kg,mB2 kg,vA6 m/s,vB2 m/s.當A追上B并發(fā)生碰撞后,兩球A、B速度的可能值是(B)A. vA5 m/s,vB2.5 m/sB. vA2 m/s,vB4 m/sC. vA4 m/s,vB7 m/sD. vA7 m/s,vB1.5 m/s2. (多選)兩個小球A、B在光滑水平面上相向運動,已知它們的質量分別是m14 kg,m22 kg,A的速度v13 m/s(設為正),B的速度v23 m/s,則它們發(fā)生正
26、碰后,其速度可能分別是(AD)A均為1 m/sB4 m/s和5 m/sC2 m/s和1 m/sD1 m/s和5 m/s3. 一中子與一質量數為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰.若碰前原子核靜止,則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為(A)A. B. C. D.4. 2016·全國卷,35(2)如圖,水平地面上有兩個靜止的小物塊a和b,其連線與墻垂直;a和b相距l(xiāng),b與墻之間也相距l(xiāng);a的質量為m,b的質量為m。兩物塊與地面間的動摩擦因數均相同?,F使a以初速度v0向右滑動。此后a與b發(fā)生彈性碰撞,但b沒有與墻發(fā)生碰撞。重力加速度大小為g。求物塊與地面間的動摩擦因數滿足的條件?!敬鸢浮?
27、lt;5. 如圖所示,在水平光滑直導軌上,靜止著三個質量為m1 kg的相同的小球A、B、C?,F讓A球以v02 m/s的速度向B球運動,A、B兩球碰撞后粘在一起繼續(xù)向右運動并與C球碰撞,C球的最終速度vC1 m/s。問:(1)A、B兩球與C球相碰前的共同速度多大?(2)兩次碰撞過程中一共損失了多少動能?【答案】(1)1 m/s(2)1.25 J6. 如圖所示,在同一豎直平面上,質量為2m的小球A靜止在光滑斜面的底部,斜面高度為H=2L。小球受到彈簧的彈性力作用后,沿斜面向上運動,離開斜面后,達到最高點時與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球B剛好能擺到與懸點O同一高度,球A沿水平方向拋射
28、落在水平面C上的P點,O點的投影O與P的距離為L/2。已知球B質量為m,懸繩長L,視兩球為質點,重力加速度為g。不計空氣阻力,求:(1) 球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大??;(2) 球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大?。?3) 彈簧的彈力對球A所做的功?!敬鸢浮?(1) (2) (3)mgL考點2.3 動量守恒定律應用之類碰撞模型問題考點2.2.1 類碰撞模型之“滑塊+彈簧+滑塊”1對于彈簧類問題,在作用過程中,系統(tǒng)合外力為零,滿足動量守恒2整個過程涉及到彈性勢能、動能、內能、重力勢能的轉化,應用能量守恒定律解決此類問題3注意:彈簧壓縮最短時,彈簧連接的兩物體速度相等,此時彈簧彈性勢能最大例4兩物塊
29、A、B用輕彈簧相連,質量均為2kg,初始時彈簧處于原長,A、B兩物塊都以v6m/s的速度在光滑的水平地面上運動,質量為4kg的物塊C靜止在前方,如圖4所示B與C碰撞后二者會粘在一起運動則在以后的運動中:(1)當彈簧的彈性勢能最大時,物塊A的速度為多大?(2)系統(tǒng)中彈性勢能的最大值是多少?【解析】(1)當A、B、C三者的速度相等時彈簧的彈性勢能最大由A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒,(mAmB)v(mAmBmC)·vABC,解得vABCm/s3 m/s.(2)B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒,設碰后瞬間B、C兩者速度為vBC,則mBv(mBmC)vBC,vBCm/s2 m/s,設物
30、塊A、B、C速度相同時彈簧的彈性勢能最大為Ep,根據能量守恒Ep(mBmC)vmAv2(mAmBmC)v×(24)×22J×2×62J×(224)×32J12J.【答案】(1)3m/s(2)12J1. 如圖甲所示,一輕彈簧的兩端與質量分別是m1和m2的兩木塊A、B相連,靜止在光滑水平面上.現使A瞬間獲得水平向右的速度v=3 m/s,以此時刻為計時起點,兩木塊的速度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示,從圖示信息可知( BC ) A. t1時刻彈簧最短,t3時刻彈簧最長B. 從t1時刻到t2時刻彈簧由伸長狀態(tài)恢復到原長C. 兩木塊的質量之比為m1:
31、m2=1:2D. 在t2時刻兩木塊動能之比為EK1:EK2=1:42. 質量為m的物塊甲以3 m/s的速度在光滑水平面上運動,有一輕彈簧固定其上,另一質量也為m的物塊乙以4 m/s的速度與甲相向運動,如圖所示,則( C )A. 甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中,由于彈力作用,動量不守恒B. 當兩物塊相距最近時,物塊甲的速率為零C. 當物塊甲的速率為1 m/s時,物塊乙的速率可能為2 m/s,也可能為0D. 物塊甲的速率可能達到5 m/s3. 質量為m的鋼板與直立彈簧的上端連接,彈簧下端固定在地上,平衡時,彈簧的壓縮量為x0,如圖所示,一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下,打在鋼板上并立刻與
32、鋼板一起向下運動,但不粘連,它們到達最低點后又向上運動.已知物塊質量也為m時,它們恰能回到O點。若物塊質量為2m,仍從A處自由落下,則物塊與鋼板回到O點時,還具有向上的速度,求物塊向上運動到達的最高點與O點的距離。 【答案】x0/2考點2.2.2 類碰撞模型之“滑塊+木板”1把滑塊、木板看作一個整體,摩擦力為內力,在光滑水平面上滑塊和木板組成的系統(tǒng)動量守恒2由于摩擦生熱,把機械能轉化為內能,系統(tǒng)機械能不守恒應由能量守恒求解問題3注意:滑塊不滑離木板時最后二者有共同速度【例題】如圖所示,在光滑的水平面上有一質量為M的長木板,以速度v0向右做勻速直線運動,將質量為m的小鐵塊輕輕放在木板上的A點,這
33、時小鐵塊相對地面速度為零,小鐵塊相對木板向左滑動由于小鐵塊和木板間有摩擦,最后它們之間相對靜止,已知它們之間的動摩擦因數為,問:(1)小鐵塊跟木板相對靜止時,它們的共同速度多大?(2)它們相對靜止時,小鐵塊與A點距離多遠?(3)在全過程中有多少機械能轉化為內能?【解析】(1)木板與小鐵塊組成的系統(tǒng)動量守恒以v0的方向為正方向,由動量守恒定律得,Mv0(Mm)v,則v.(2)由功能關系可得,摩擦力在相對位移上所做的功等于系統(tǒng)動能的減少量,mgx相Mv(Mm)v2.解得x相(3)由能量守恒定律可得,QMv(Mm)v2【答案】(1)(2) (3) 1. 如圖所示,固定的光滑圓弧面與質量為6 kg的小
34、車C的上表面平滑相接,在圓弧面上有一個質量為2 kg的滑塊A,在小車C的左端有一個質量為2 kg的滑塊B,滑塊A與B均可看做質點現使滑塊A從距小車的上表面高h1.25 m處由靜止下滑,與B碰撞后瞬間粘合在一起共同運動,最終沒有從小車C上滑出已知滑塊A、B與小車C的動摩擦因數均為0.5,小車C與水平地面的摩擦忽略不計,取g10 m/s2.求:(1) 滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度的大?。?2) 小車C上表面的最短長度【答案】(1)2.5m/s;(2)0.375m2. 如圖所示,在光滑的水平面上有一質量為M的長木板,以速度v0向右做勻速直線運動,將質量為m的小鐵塊輕輕放在木板上的A點,這時小鐵塊相
35、對地面速度為零,小鐵塊相對木板向左滑動由于小鐵塊和木板間有摩擦,最后它們之間相對靜止,已知它們之間的動摩擦因數為,問:(1) 小鐵塊跟木板相對靜止時,它們的共同速度多大?(2) 它們相對靜止時,小鐵塊與A點距離多遠?(3) 在全過程中有多少機械能轉化為內能?【答案】(1)(2)(3)考點2.2.3 類碰撞模型之“子彈打木塊”子彈打木塊模型1子彈打木塊的過程很短暫,認為該過程內力遠大于外力,則系統(tǒng)動量守恒2在子彈打木塊過程中摩擦生熱,系統(tǒng)機械能不守恒,機械能向內能轉化3若子彈不穿出木塊,二者最后有共同速度,機械能損失最多1. 如圖所示,在水平地面上放置一質量為M的木塊,一質量為m的子彈以水平速度
36、v射入木塊(未穿出),若木塊與地面間的動摩擦因數為,求:(1) 子彈射入后,木塊在地面上前進的距離;(2) 射入的過程中,系統(tǒng)損失的機械能【答案】(1)(2)2. 如圖所示,在光滑水平面上放置一質量為M的靜止木塊,一質量為m的子彈以水平速度v0射向木塊,穿出后子彈的速度變?yōu)関1,求木塊和子彈所構成的系統(tǒng)損失的機械能【答案】M(vv)m(v0v1)2考點2.2.4 類碰撞模型之“滑塊+光滑弧面(斜面)”1. 兩質量均為2m的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖12所示,一質量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h.物塊從靜止滑下,
37、然后又滑上劈B,重力加速度為g,求:(1) 物塊第一次離開劈A時,劈A的速度;(2) 物塊在劈B上能夠達到的最大高度【答案】(1)(2)h考點2.2.5 連續(xù)碰撞問題1. 如圖所示,光滑的水平面上停著一只木球和載人小車,木球質量為m,人和車的總質量為M,已知Mm=161,人以速率v沿水平面將木球推向正前方的固定墻壁,木球被墻壁彈回之后,人接住球可以以同樣的對地速度將球推向墻壁.設木球與墻壁相碰時無動能損失,求:人經過幾次推木球之后,再也不能接住木球?2. 如圖所示,質量為m的由絕緣材料制成的球與質量為M=19m的金屬球并排懸掛.現將絕緣球拉至與豎直方向成=60°的位置自由釋放,下擺后
38、在最低點處與金屬球發(fā)生彈性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于紙面的磁場,已知由于磁場的阻尼作用,金屬球將于再次碰撞前停在最低點處,求經過幾次碰撞后絕緣球偏離豎直方向的最大角度將小于45°?!敬鸢浮?次考點2.4.2 人船模型模型建立:如圖1所示,長為L、質量為m船的小船停在靜水中,質量為m人的人由靜止開始從船的一端走到船的另一端,不計水的阻力,求船和人相對地面的位移各為多少?以人和船組成的系統(tǒng)為研究對象,在人由船的一端走到船的另一端的過程中,系統(tǒng)水平方向不受外力作用,所以整個系統(tǒng)水平方向動量守恒設某時刻人對地的速度為v人,船對地的速度為v船,取人前進的方向為正方向,根據動量守恒定律有:m
39、人v人m船v船0,即v船v人m人m船因此人由船的一端走到船的另一端的過程中,人的平均速度與船的平均速度也與它們的質量成反比而人的位移x人v人t,船的位移x船v船t,所以船的位移與人的位移也與它們的質量成反比,即x船x人m人m船式是“人船模型”的位移與質量的關系,此式的適用條件是原來處于靜止狀態(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)內部發(fā)生相對運動的過程中,某一個方向的動量守恒由圖可以看出:x船x人L由兩式解得x人L,x船L.1. 質量M150 kg的木船長l4 m,質量m50 kg的人站立在船頭,它們靜止在平靜的水面上.不計水的阻力,如圖5所示.現在人要走到船尾取一樣東西,則人從船頭走到船尾過程中,船相對靜水后退的距
40、離為多大?【答案】1 m2. 如圖所示,質量m60 kg的人,站在質量M300 kg的車的一端,車長L3 m,相對于地面靜止當車與地面間的摩擦可以忽略不計時,人由車的一端走到另一端的過程中,車將(A)3. A后退0.5 m B后退0.6 m C后退0.75 m D一直勻速后退考點2.4.3 爆炸類問題解決爆炸類問題時,要抓住以下三個特征:1動量守恒:由于爆炸是在極短的時間內完成的,爆炸物體間的相互作用力遠大于受到的外力,所以在爆炸過程中,系統(tǒng)的動量守恒2動能增加:在爆炸過程中,由于有其他形式的能量(如化學能)轉化為動能,因此爆炸后系統(tǒng)的總動能增加3位置不變:爆炸的時間極短,因而作用過程中,物體產生的位移很小,一般可忽略不計,可以認為爆炸后,物體仍然從爆炸的位置以新的
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