2024-2025学年新教材高中物理第1章动量守恒定律分层作业8子弹打木块模型和滑块-木板模型课件新人教版选择性必修第一册

第一章分层作业8子弹打木块模型和滑块—木板模型123456789101112A组必备知识基础练题组一

子弹打木块模型1.(2024湖南长沙模拟)如图所示,一沙袋用不可伸长的轻细绳悬于O点。开始时沙袋处于静止状态,此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出。第一次弹丸的速度为v1,打入沙袋后二者共同向右摆动的最大摆角为30°。当它们第1次返回图示位置时,第2粒弹丸以水平速度v2击中沙袋,使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°,若弹丸质量是沙袋质量的,忽略空气阻力,则以下结论正确的是(

)A.v1∶v2=41∶42 B.v1∶v2=41∶83C.v1∶v2=1∶1 D.v1∶v2=42∶41B123456789101112解析

根据摆动过程中机械能守恒和两次沙袋摆动的角度相等可知,两次沙袋被击中后的速度相同,设为v,用m'表示沙袋的质量,m表示弹丸的质量,则m'=40m,以水平向右为正方向,由动量守恒定律,第一次有mv1=(m'+m)v,第二次有mv2-(m'+m)v=(m'+2m)v,解得v1∶v2=41∶83,B正确。1234567891011122.(2024福建宁德高二月考)质量为m'的木块在光滑水平面上以速度v1向右运动,质量为m的子弹以速度v2水平向左射入木块,要使木块停下来,必须使发射子弹的数目为(子弹均留在木块中不穿出)(

)C解析

设发射子弹的数目为n,选择n颗子弹和木块组成的系统为研究对象,系统在水平方向所受的合外力为零,满足动量守恒的条件。以子弹运动的方向为正方向,由动量守恒定律有nmv2-m'v1=0,得n=,所以选项C正确。1234567891011123.(2024安徽芜湖高二月考)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6J,那么此过程产生的内能可能为(

)A.16J B.2J C.6J D.4JA解析

设子弹的质量为m0,初速度为v0,木块的质量为m,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=(m+m0)v,此过程产生的内1234567891011121234567891011124.(2024江西九江高二月考)悬绳下吊着一个质量为m'=9.99kg的沙袋,构成一个单摆,摆长L=1m。一颗质量m=10g的子弹以v0=500m/s的水平速度射入沙袋,瞬间与沙袋达到共同速度(不计悬绳质量,g取10m/s2),则此时悬绳的拉力为(

)A.35N B.100NC.102.5N D.350NC123456789101112123456789101112题组二

滑块—木板模型5.(2024山东德州高二期末)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(

)A.1∶4 B.1∶4C.1∶8 D.1∶12A1234567891011121234567891011126.(多选)(2024河南南阳高二月考)如图所示,A、B两木块靠在一起放于光滑的水平面上,A、B的质量分别为mA=2.0kg,mB=1.5kg,一个质量为mC=0.5kg的铁块C以v0=8m/s的速度滑到木块A上,离开木块A后最终与木块B一起匀速运动。若木块A在铁块C滑离后的速度为vA=0.8m/s,铁块C与木块A、B间动摩擦因数均为μ=0.4,g取10m/s2。下列说法正确的是(

)A.铁块C在滑离A时的速度为2.4m/sB.木块B的长度至少为0.24mC.铁块C在木块B上滑行的时间为3.0sD.全过程铁块C克服摩擦力做的功为15.64JABD123456789101112解析

铁块C在滑离A的瞬间,由动量守恒定律mCv0=(mA+mB)vA+mCvC,代入数据解得vC=2.4

m/s,所以A正确;铁块C和木块B相互作用最终和B达到相同的速度,铁块C和B作用过程中动量守恒、能量守恒,有mCvC+mBvA=(mC+mB)vB,,因铁块C没有从木块B上掉下来,所以木块B的长度L≥x1,联立以上方程代入数据,解得L≥0.24

m,即木块B的长度至少为0.24

m,所以B正确;由B选项分析,可得C与B共速的速度为vB=1.2

m/s,C滑上B后做匀减速运动,加速度为aC=μg=4

m/s2,则铁块C在木块B上滑行的时间为1234567891011127.(多选)(2024湖北荆州高三月考)如图所示,将质量为m'的木板静止地放在光滑水平面上,质量为m的物块以水平初速度v0由木板左端开始向右运动,恰能滑至木板的右端与木板相对静止。已知物块与长木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,物块可视作质点。下列判断正确的是(

)BD1234567891011121234567891011128.(2024河南驻马店高二月考)如图所示,在光滑水平面上有B、C两个木板,B的上表面光滑,C的上表面粗糙,B上有一个可视为质点的物块A,A、B、C的质量分别为3m、2m、m。A、B以相同的初速度v向右运动,C以速度v向左运动。B、C的上表面等高,二者发生完全非弹性碰撞但并不粘连,碰撞时间很短。A滑上C后恰好能到达C的中间位置,C的长度为L,不计空气阻力。求:(1)木板C的最终速度大小;(2)木板C与物块A之间的摩擦力Ff大小;(3)物块A滑上木板C之后,在木板C上做减速运动的时间t。123456789101112解析

(1)设水平向右为正方向,B、C碰撞过程中动量守恒有2mv-mv=(2m+m)v1A滑到C上,A、C动量守恒有3mv+mv1=(3m+m)v2(3)在A、C相互作用过程中,以C为研究对象,由动量定理得Fft=mv2-mv1123456789101112B组关键能力提升练9.(多选)(2024山东莱芜高二月考)小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车的另一端,如图所示。已知车、人、枪和靶的总质量为m'(不含子弹),每颗子弹质量为m,共n发,打靶时,枪口到靶的距离为d,若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发子弹打入靶中后,再打下一发。则以下说法正确的是(

)A.待打完n发子弹后,小车将以一定的速度向右匀速运动B.待打完n发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方C.在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为D.在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同BC123456789101112解析

车、人、枪、靶和n颗子弹组成的系统动量守恒,系统初动量为0,故末动量也为0,子弹打完后,车子不可能向右匀速运动;每射击一次,车子都会右移,所以子弹打完后,车子停在射击之前位置的右方,故A错误,B正确。每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发,因此每次射击,以一颗子弹和车、人、枪、靶、(n-1)颗子弹为研究对象,根据动量12345678910111210.(多选)(2024山东济宁高二月考)如图所示,质量为m'的木块放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以水平速度v0射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v运动,已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s,此过程经历的时间为t。若木块对子弹的阻力大小Ff视为恒定,则下列关系式正确的是(

)AB12345678910111212345678910111211.(2024湖北十堰高二月考)如图所示,光滑水平面上放一木板A,质量m'=4kg,小铁块B(可视为质点)质量为m=1kg,木板A和小铁块B之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,小铁块B以v0=10m/s的初速度从木板A的左端冲上木板,恰好不滑离木板。(1)A、B的加速度分别为多少?(2)经过多长时间A、B速度相同,相同的速度为多少?(3)求薄木板的长度。

123456789101112解析

(1)对小铁块B受力分析,由牛顿第二定律有μmg=maB,即aB=μg=2

m/s2对木板A受力分析,由牛顿第二定律有(2)由于A、B组成的系统所受合外力为零,则A、B组成的系统动量守恒,有mv0=(m+m')v共代入数据解得v共=2

m/s由于木板A做匀加速直线运动,则v共=aAt代入数据解得t=4

s。123456789101112(3)设薄木板的长度为L,则对A、B整体由动能定理有代入数据解得L=20

m。答案

(1)0.5m/s2

2m/s2

(2)4s

2m/s

(3)20m123456789101112C组学科素养拔高练12.(2024海南海口高二期末)如图所示,一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动,将一滑块无初速度地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m,它们之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。(1)滑块相对木板静止时,求它们的共同速度大小;(2)某时刻木板速度是滑块的2倍,求此时滑块到木板最右端的距离;(3)若滑块轻放在木板最右端的同时,给木板施加一水平向右的外力,使得木板保持匀速直线运动,直到滑块相对木板静止,求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。1234567891011