2022年秋新教材高中物理课时跟踪检测七动量与能量的综合问题粤教版选择性必修第一册

欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！课时跟踪检测（七）动量与能量的综合问题A组—重基础·体现综合1.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A．动量守恒、机械能守恒B．动量守恒、机械能不守恒C．动量不守恒、机械能守恒D．动量、机械能都不守恒解析：选B子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统在水平方向不受外力作用，系统动量守恒，但是子弹击中木块A过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确，A、C、D错误。2.如图所示，光滑的水平地面上放着一个光滑的凹槽，槽两端固定有两轻质弹簧，一弹性小球在两弹簧间往复运动，把槽、小球和弹簧视为一个系统，则在运动过程中()A．系统的动量守恒，机械能不守恒B．系统的动量守恒，机械能守恒C．系统的动量不守恒，机械能守恒D．系统的动量不守恒，机械能不守恒解析：选B槽、小球和弹簧组成的系统所受合外力等于0，动量守恒；在运动过程中，小球和槽通过弹簧相互作用，系统的动能和弹性势能相互转化，机械能守恒，B项正确。3．(2021年1月新高考8省联考·湖北卷)如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面光滑，Q在P上运动的过程中，下列说法正确的是()A．P对Q做功为零B．P和Q之间相互作用力做功之和为零C．P和Q构成的系统机械能守恒、动量守恒D．P和Q构成的系统机械能不守恒、动量守恒解析：选BP对Q有弹力的作用，并且在力的方向上有位移，在运动中，P会向左移动，P对Q的弹力方向垂直于接触面向上，与Q移动位移方向的夹角大于90°，所以P对Q做功不为0，故A错误；因为P、Q之间的力属于系统内力，并且等大反向，两者在力的方向上发生的位移相等，所以做功之和为0，故B正确；因为系统除重力外，其他力做功代数和为零，所以P、Q组成的系统机械能守恒，系统水平方向上不受外力的作用，水平方向上动量守恒，但是在竖直方向上Q有加速度，即竖直方向上动量不守恒，故C、D错误。4.(多选)矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示，质量为m的子弹以速度v水平射入滑块，若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击下层，整个子弹刚好嵌入，则上述两种情况相比较()A．两次子弹对滑块做的功一样多B．两次滑块受的冲量一样大C．子弹射入下层过程中克服阻力做功较少D．子弹射入上层过程中系统产生的热量较多解析：选AB由动量守恒定律可知两种情况的最后速度相同，滑块获得的动能相同，根据动能定理可知子弹对滑块做的功相同，A对；由动量定理，合外力的冲量等于滑块动量的变化量，所以合外力的冲量相同，B对；两种情况，子弹动能变化量相同，克服阻力做功相同，C错；产生的热量等于克服阻力做的功，故两次产生的热量一样多，D错。5.如图所示，一质量M＝3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m＝1.0kg的小木块A(可视为质点)，同时给A和B大小均为2.0m/s，方向相反的初速度，使小木块A开始向左运动，长木板B开始向右运动，要使小木块A不滑离长木板B，已知小木块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.6，则长木板B的最小长度为()A．1.2m B．0.8mC．1.0m D．1.5m解析：选C从开始到A、B速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：Mv0－mv0＝(M＋m)v解得v＝1m/s；由能量关系可知：μmgL＝eq\f(1,2)(M＋m)v02－eq\f(1,2)(M＋m)v2解得L＝1.0m，故C正确，A、B、D错误。6．(多选)如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧右端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示)，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则()A．物体A的质量为3mB．物体A的质量为2mC．弹簧压缩量最大时的弹性势能为eq\f(3,2)mv02D．弹簧压缩量最大时的弹性势能为mv02解析：选AC对题图甲，设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能Ep＝eq\f(1,2)mv02；对题图乙，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，A、B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量时，A、B速度相等，由动量守恒定律有M·2v0＝(M＋m)v，由能量守恒定律有Ep＝eq\f(1,2)M·(2v0)2－eq\f(1,2)(M＋m)v2，联立解得M＝3m，Ep＝eq\f(1,2)Mv02＝eq\f(3,2)mv02，选项A、C正确，B、D错误。7．如图所示，水平光滑的地面上有A、B、C三个可视为质点的木块，质量分别为1kg、6kg、6kg。木块A的左侧有一半径R＝0.1m的固定的竖直粗糙半圆弧轨道，一开始B、C处于静止状态，B、C之间的弹簧处于原长。给木块A一个水平向右的初速度，大小为v1＝8m/s，与木块B碰撞后，A被反弹，速度大小变为v2＝4m/s。若A恰好能通过圆弧轨道的最高点，重力加速度g取10m/s2，求：(1)木块A克服圆弧轨道摩擦所做的功；(2)弹簧具有的最大弹性势能。解析：(1)由木块A恰好能通过圆弧轨道最高点有mAg＝mAeq\f(vA2,R)，解得vA＝1m/s木块A从最低点到最高点的过程，由动能定理得－mAg·2R－Wf＝eq\f(1,2)mAvA2－eq\f(1,2)mAv22，解得Wf＝5.5J。(2)以水平向右为速度的正方向，根据动量守恒定律得mAv1＝mBvB－mAv2，解得vB＝2m/s弹簧压缩至最短时，B、C速度相同，根据动量守恒定律得mBvB＝(mB＋mC)v，解得v＝1m/s弹簧具有的最大弹性势能Ep＝eq\f(1,2)mBvB2－eq\f(1,2)(mB＋mC)v2＝6J。答案：(1)5.5J(2)6JB组—重应用·体现创新8.两个小木块B、C中间夹着一根轻弹簧，将弹簧压缩后用细线将两个木块绑在一起，使它们一起在光滑水平面上沿直线运动，这时它们的s­t图线如图中a线段所示，在t＝4s末，细线突然断了，B、C都和弹簧分离后，s­t图线分别如图中b、c线段所示，从图中的信息可知()A．木块B、C都和弹簧分离后的运动方向相反B．木块B、C都和弹簧分离后，系统的总动量增大C．木块B、C分离过程中B木块的动量变化量较大D．木块B的质量是木块C质量的eq\f(1,4)解析：选D由s­t图像可知，位移均为正，均朝一个方向运动，没有反向，A错误；木块都与弹簧分离后B的速度为v1＝eq\f(10－4,6－4)m/s＝3m/s，C的速度为v2＝eq\f(5－4,6－4)m/s＝0.5m/s，细线未断前B、C的速度均为v0＝1m/s，由于系统所受合外力之和为0，故系统前后的动量守恒：(mB＋mC)v0＝mBv1＋mCv2，计算得B、C的质量比为1∶4，D正确，B错误；系统动量守恒，则系统内两个木块的动量变化量等大反向，C错误。9．如图所示，在光滑的水平面上有一辆静止的、质量M＝0.2kg的小车，小车的上表面AB段粗糙，右端BC段是半径R＝0.1m的四分之一光滑圆弧。一质量m1＝0.1kg的小滑块(可看成质点)P1以速度v0＝6m/s滑上小车的A端，通过AB表面恰好能在B点与小车相对静止。若在距小车右侧适当距离放置静止的、质量m2＝0.3kg的物块P2，此适当距离使小滑块P1与小车相对静止后才与P2相撞并立即变成一个整体。已知小滑块P1与小车上表面AB段的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。(1)计算小滑块P1通过AB段时，系统因摩擦而产生的热量Q；(2)计算物块P2距小车右端的最短距离d；(3)计算小车与物块P2碰撞后，小滑块P1沿BC向上运动到最高点时距B点的竖直高度h。(提示：P1不会冲出C点)解析：(1)当P1在AB间运动时，规定向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0＝(M＋m1)v1产生的热量Q＝eq\f(1,2)m1v02－eq\f(1,2)(M＋m1)v12代入已知数据解得：Q＝1.2