2024-2025学年新教材高中物理第1章动量守恒定律分层作业9滑块-斜曲面模型和滑块-弹簧模型课件新人教版选择性必修第一册

第一章分层作业9滑块—斜(曲)面模型和滑块—弹簧模型1234567891011A组必备知识基础练题组一

滑块—斜(曲)面模型1.(2024湖南长沙高二月考)如图所示,在光滑的水平地面上停放着质量为m的

弧形槽小车。现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿与切线水平的槽口向小车滑去,不计一切摩擦,则(

)A.在相互作用的过程中,小车和小球组成的系统总动量守恒B.小球从右侧离开车后,对地将向右做平抛运动C.小球从右侧离开车后,对地将做自由落体运动D.小球从右侧离开车后,小车的速度有可能大于v0C1234567891011解析

整个过程中小车与小球组成的系统水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,故A错误;设小球离开小车时,小球的速度为v1,小车的速度为v2,整个过程中水平方向动量守恒,有mv0=mv1+mv2,由机械能守恒定律得

,联立解得v1=0,v2=v0,即小球与小车分离时二者交换速度,所以小球从小车右侧离开后对地将做自由落体运动,故B、D错误,C正确。12345678910112.(多选)(2024广西桂林高二月考)如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上,从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,对此情况,下列说法正确的是(

)A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动D.槽一直向右运动BC1234567891011解析

小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零,初状态时系统在水平方向动量为零,由动量守恒定律可知,小球第一次离开槽时,系统水平方向动量为零,小球与槽在水平方向的速度都为零,小球离开槽后做竖直上抛运动,故A错误,B正确;小球沿槽的右侧下滑到底端过程,槽向右做加速运动,小球从底端向左侧上升过程,槽向右做减速运动,小球离开槽时,槽静止,小球做竖直上抛运动,然后小球落回槽的左侧,小球从槽的左侧下滑过程,槽向左做加速运动,从最低点向右上滑时,槽向左做减速运动,然后小球离开槽做竖直上抛运动,此后重复上述过程,由此可知,槽在水平面上做往复运动,故C正确,D错误。12345678910113.(2024河北唐山高二期中)质量为m'的小车静止在光滑水平面上,车上是一个四分之一的光滑圆弧轨道,轨道下端切线水平。质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车,重力加速度为g,如图所示。已知小球不从小车上端离开小车,小球滑上小车又滑下,与小车分离时,小球与小车速度方向相反,速度大小之比等于1∶3,则m∶m'的值为(

)A.1∶3

B.1∶4 C.3∶5

D.2∶3C123456789101112345678910114.(2024四川绵阳高二期中)如图所示,质量为m'的滑块静止在光滑的水平面上,滑块的光滑弧面底部与水平面相切,一质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,设小球不能越过滑块,则(

)A.小球滑到最高点的过程中,小球和滑块组成的系统动量守恒B.小球滑到最高点时滑块的速度大小为0D解析

小球滑到最高点的过程中,小球和滑块组成的系统动量不守恒,系统水平方向动量守恒,A错误;根据动量守恒定律得mv0=(m+m')v,小球滑到最12345678910111234567891011题组二

滑块—弹簧模型5.(多选)(2024湖北黄石高二月考)如图所示,与水平轻弹簧相连的物体A停放在光滑的水平面上,物体B沿水平方向向右运动,跟轻弹簧相碰。在B跟弹簧相碰后,对于A、B和轻弹簧组成的系统,下列说法正确的是(

)A.弹簧压缩量最大时,A、B的速度相同B.弹簧压缩量最大时,A、B的动能之和最小C.弹簧被压缩的过程中,系统的总动量不断减少D.物体A的速度最大时,弹簧的弹性势能为零ABD解析

物体B与弹簧刚接触时,弹簧发生形变,产生弹力,可知B做减速运动,A做加速运动,当两者速度相等时,弹簧的压缩量最大,故A正确;A、B和弹簧组成的系统能量守恒,弹簧压缩量最大时,弹性势能最大,此时A、B的动能之和最小,故B正确;弹簧在压缩的过程中,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,故C错误;当两者速度相等时,弹簧的压缩量最大,然后A继续加速,B继续减速,弹簧逐渐恢复原长,当弹簧恢复原长时,A的速度最大,此时弹簧的弹性势能为零,故D正确。123456789101112345678910116.(多选)(2024山东济宁高二期中)如图甲所示,一轻质弹簧的两端分别与质量分别是m1、m2的A、B两物块相连,它们静止在光滑水平面上,两物块质量之比m1∶m2=2∶3。现给物块A一个水平向右的初速度v0并从此时刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是(

)A.物块A、B与弹簧组成的系统动量守恒B.物块A、B与弹簧组成的系统机械能不守恒C.v3=v0D.v3=0.4v0AD1234567891011解析

物块A、B与轻质弹簧组成的系统所受合外力为零,满足动量守恒,A正确;物块A、B与轻质弹簧组成的系统只有轻质弹簧的弹力做功,机械能守恒,B错误;在0~t1时间内,A向右减速,B向右加速,结合图乙可知,t1时刻两者达到共同速度v3,据动量守恒定律可得m1v0=(m1+m2)v3,解得v3=0.4v0,C错误,D正确。12345678910117.(2024山东泰安高二月考)如图所示,A、B两个木块用轻弹簧相连接,它们静止在光滑水平面上,A和B的质量分别是99m和100m,一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入木块A内没有穿出,则在以后的过程中弹簧弹性势能的最大值为(

)A1234567891011解析

子弹打入木块A,由动量守恒得mv0=100mv1;对子弹和木块A、B组成的系统,当它们速度相同时,弹簧压缩量最大,弹性势能最大,由动量守恒得mv0=200mv2,弹簧弹性势能的最大值故选项A正确。1234567891011B组关键能力提升练8.(2024湖南长沙高二月考)如图所示,在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为m'的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m(m<m')的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中的机械能损失。如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面的顶端。如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为(

)D123456789101112345678910119.(多选)(2024广东广州高二月考)如图所示,质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A紧靠竖直墙壁。用水平力向左推B,将弹簧压缩,推到某位置静止时推力大小为F,弹簧的弹性势能为Ep。在此位置突然撤去推力,下列说法正确的是(

)A.从撤去推力到A离开竖直墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒B.从撤去推力到A离开竖直墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能守恒C.A离开竖直墙壁后,弹簧弹性势能最大值为D.A离开竖直墙壁后,弹簧弹性势能最大值为EpAC1234567891011解析

A离开墙壁前,墙壁对A有弹力,这个弹力虽不做功,但对A有冲量,因此系统动量不守恒,机械能守恒,选项A正确,B错误;由系统机械能守恒可得123456789101110.(2024湖北黄冈中学高二月考)如图所示,形状完全相同的光滑弧形槽A、B静止在足够长的光滑水平面上,两弧形槽相对放置,底端与光滑水平面相切,弧形槽高度为h,弧形槽A质量为2m,弧形槽B质量为m'。质量为m的小球,从弧形槽A顶端由静止释放,重力加速度为g。(1)求小球从弧形槽A滑下的最大速度;(2)若小球从弧形槽B上滑下后还能追上弧形槽A,求m'、m间所满足的关系。1234567891011解析

(1)小球到达弧形槽A底端时速度最大。设小球到达弧形槽A底端时速度大小为v1,弧形槽A的速度大小为v2。小球与弧形槽A组成的系统在水平方向动量守恒,以水平向右为正方向,小球下滑过程中,由动量守恒定律得mv1-2mv2=01234567891011(2)小球冲上弧形槽B后,上滑到最高点后再返回分离,设分离时小球速度反向,大小为v3,弧形槽B的速度为v4。整个过程二者水平方向动量守恒,则有:mv1=-mv3+m'v4小球还能追上弧形槽A,须有v3>v2。解得m'>3m。1234567891011C组学科素养拔高练11.(2024湖南长沙高二月考)如图所示,在光滑水平面上有一带挡板的木板,挡板和木板的总质量为m,木板长度为L(挡板的厚度可忽略),挡板上固定有一个小炸药包(可视为质量不计的点)。木板左端有一质量也为m(可视为质点)的滑块。滑块与木板间的动摩擦因数恒定,整个系统处于静止状态。给滑块一个水平向右的初速度v0,滑块相对木板向右运动,刚好能与小炸药包接触,接触瞬间小炸药包爆炸(此过程时间极短,爆炸后滑块与木板只在水平方向上运动,且完好无损),滑块最终回到木板的左端,恰与木板相对静止。求:(1)滑块与木板间的动摩擦因数;(2)小炸药包爆炸完毕时滑块和木板的速度。1234567891011解析

(1)滑块相对木板向右运动,刚好能与炸药包接触,此时滑块和木板的速度相同,设滑块刚要与炸药包接触时的速度为v1,以水平向右为正方向;滑块和木板组成的系统,滑块在木板上滑动的过程中,系统所受合外力为零,则该系统动量守恒,故有mv0=2mv1解得v