高考物理二轮复习计算题强化训练专题3.7 动量守恒定律的综合应用（2份，原卷版+解析版）

这是一份高考物理二轮复习计算题强化训练专题3.7 动量守恒定律的综合应用（2份，原卷版+解析版），共32页。
（1）求1号小球释放后瞬间的加速度大小；
（2）求1号小球与2号小球第一次碰撞中给2号小球的冲量大小以及对2号小球做的功；
（3）1、2号小球间第一次碰撞后立即给1号小球施加水平向右的恒定外力F（图中未画出），使1号小球每次碰撞前瞬间的速度都相等，直到所有小球速度第一次相等时撤去外力，求外力F的大小以及最终1号和2022号小球间的距离（小球大小忽略不计）。
2．窗帘是我们日常生活中很常见的一种家具装饰物，具有遮阳隔热和调节室内光线的功能。图甲为罗马杆滑环窗帘示意图。假设窗帘质量均匀分布在每一个环上，将图甲中的窗帘抽象为图乙所示模型。长滑杆水平固定，上有10个相同的滑环，滑环厚度忽略不计，滑环从左至右依次编号为1、2、3……10。窗帘拉开后，相邻两环间距离均为，每个滑环的质量均为，滑环与滑杆之间的动摩擦因数均为。窗帘未拉开时，所有滑环可看成挨在一起处于滑杆右侧边缘处，滑环间无挤压，现在给1号滑环一个向左的初速度，使其在滑杆上向左滑行（视为只有平动）；在滑环滑行的过程中，前、后滑环之间的窗帘绷紧后，两个滑环立即以共同的速度向前滑行，窗帘绷紧的过程用时极短，可忽略不计。不考虑空气阻力的影响，重力加速度。
（1）若要保证2号滑环能动起来，求1号滑环的最小初速度；
（2）假设1号滑环与2号滑环间窗帘绷紧前其瞬间动能为E，求窗帘绷紧后瞬间两者的总动能以及由于这部分窗帘绷紧而损失的动能；
（3）9号滑环开始运动后继续滑行0.05m后停下来，求1号滑环的初速度大小。
3．如图甲所示，在水平地而上固定一光滑的竖直轨道MNP，其中水平轨道MN足够长，NP为半圆形轨道。一个质量为m的物块B与轻弹簧连接，静止在水平轨道MN上；物体A向B运动，时刻与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束；A、B的图像如图乙所示。已知在时间内，物体B运动的距离为。A、B分离后，B与静止在水平轨道MN上的物块C发生弹性正碰，此后物块C滑上半圆形竖直轨道，物块C的质量为m，且在运动过程中始终未离开轨道。已知物块A、B、C均可视为质点，碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。求：
（1）半圆形竖直轨道半径R满足的条件；
（2）物块A最终运动的速度；
（3）A、B第一次碰撞和第二次碰撞过程中A物体的最大加速度大小之比（弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，△x为弹簧的形变量）；
（4）第二次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值。
4．如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，上、下两端各固定一质量为的物体A和B均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态。一个质量为m的小球P从物体A正上方距其高h处由静止自由下落，与物体A发生碰撞（碰撞时间极短），碰后A和P粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小；
（2）当地面对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小；
（3）若换成另一个质量的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落，与物体A发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物体A到达最高点时，地面对物体B的弹力恰好为零。求Q开始下落时距离A的高度。（上述过程中Q与A只碰撞一次）
5．如图甲将装有弹簧，质量m1=3kg的滑块a在轨道II距地面高h=0.8m的A处静止释放。当a运动到C处时弹簧的另一端与放在轨道I质量m2=1kg的滑块b连接（如图乙），此时弹簧处于原长（整个运动过程弹簧均处于弹性限度内，且始终保持与水平面平行）。滑块a、b均可视为质点，且始终不脱离各自的轨道。轨道I光滑，在轨道I 的E处设有与轨道等宽的竖直挡板，滑块b与挡板碰撞后以原速率返回。轨道II的AB段、CD段以及E点之后的部分均光滑，BC段长度x1=1m，动摩擦因数μ1可以调节，DE段长度x2=1.25m，动摩擦因数μ2=0.2（滑块仅与轨道底面产生摩擦）。已知滑块a刚运动到DE段时，滑块a、b恰好第一次共速。
（1）若μ1=0.35，求滑块a刚运动到DE段时的速度v以及弹簧的弹性势能Ep；
（2）若滑块a、b恰好同时到达E处，且此时滑块b的速度变为滑块a刚运动到DE段时的，求μ1的最大值；
（3）在（2）的条件下，且μ1=0.35，求滑块a从D处运动到E处的时间t，并说明最终滑块a能否进入BC段？
6．如图所示，P为固定的竖直挡板，质量为的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P下端），质量为的小物块B（可视为质点）以水平初速度从A的左端向右滑上A的上表面，经过一段时间A、B第一次达到共同速度，此时B恰好未从A上滑落，然后物块B与长木板A一起向右运动，在时刻，物块B与挡板P发生了第一次碰撞，经过一段时间物块B与长木板A第二次达到共同速度，之后物块B与挡板P发生了很多次碰撞，最终在（未知）时恰好相对地面静止。已知A、B间的动摩擦因数为，重力加速度为g，物块与挡板P发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，求：
（1）木板A的长度；
（2）A、B第二次达到共同速度时B离A左端的距离；
（3）时间内B经过的路程；
（4）的值。
7．小车静止在光滑的水平面上，距离小车的右侧s处有一固定光滑的斜面和光滑平台组成的装置，斜面底端与小车等高，平台点与斜面平滑连接，不影响滑块经过时运动的速率。平台上点固定一竖直的弹性挡板，滑块静止于点，间距离为，间距离为。当滑块以的速度滑上小车，运动到小车右端时恰好与之共速（小车未碰到平台）。当滑块经斜面进入平台时，始终受到水平向右的恒力作用，当滑块在该区域内向左运动时受到同样的恒力作用，向右运动则合力为零。已知滑块、及小车的质量相等，即，斜面高，、间的动摩擦因数，，滑块、均可看成质点，且、之间以及与挡板之间的碰撞为弹性碰撞。
（1）为保证小车与平台碰撞时、能共速，s至少多长；
（2）当滑块经斜面进入平台后，若不能在滑块匀速运动过程中追上滑块发生第二次碰撞，则k需要满足的条件；
（3）若满足（2）问的k值，求、从第一次碰撞开始到第二次碰撞经历的时间。
8．如图所示，质量的长木板放置在倾角的足够长斜面上。质量可视为质点的物块放置在木板的右端。在木板右侧的斜面上方固定着一个与斜面垂直的弹性挡板，木板恰好可以无擦碰地穿过挡板与斜面间的缝隙。现使木板和物块均以的速度一起从挡板上方某高度处沿斜面向下滑动。此后，物块与挡板发生的每次碰撞时间都极短且无机械能损失，整个过程中物块不会从木板上滑落。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与斜面间的动摩擦因数，重力加速度。问：
（1）物块与挡板第一次碰撞后，物块离开挡板的最大距离多大？
（2） 物块与挡板第二次碰撞前，速度多大？
（3） 物块与挡板第一碰撞后瞬间至第二次碰撞前瞬间，木板滑行的距离及物块和木板间的相对位移各多大？
（4） 若整个过程中物块不会从长木板上滑落，长木板的长度L至少多大？
9．如图所示，一个可视为质点的滑块放在凹槽上，凹槽放在足够长的斜面上，整个系统处于静止状态。已知滑块的质量m1=2kg，凹槽的质量m2=6kg，斜面固定在水平面上且倾角为θ=30°。凹槽两立柱之间的距离L=7.6m，上表面光滑，下表面与斜面之间的滑动摩擦因数，且可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。某一时刻，滑块以初速度大小沿斜面向上运动。取重力加速度g=10m/s2。滑块与凹槽碰撞为弹性碰撞且碰撞时间不计。试求解下列问题：
（1）滑块与凹槽发生第一次碰撞后二者的速度大小；
（2）滑块与凹槽发生第二次碰撞前凹槽的位移和碰撞后二者的速度大小；
（3）从滑块运动开始，直到滑块与凹槽发生第三次碰撞前，滑块与凹槽组成的系统其机械能的损失量。
10．如图，水平面中间夹有一水平传送带，水平面与传送带上表面平齐且平滑连接，左侧水平面上c点左侧部分粗糙，右侧部分光滑，传送带右侧水平面光滑。质量为的小滑块P与固定挡板间有一根劲度系数为k=29.12N/m的轻弹簧（P与弹簧不拴接），初始时P放置在c点静止且弹簧处于原长。传送带初始静止，在传送带左端点a处停放有一质量为的小滑块Q。现给P施加一水平向左、大小为F=20.2N的恒力，使P向左运动，当P速度为零时立即撤掉恒力，一段时间后P将与Q发生弹性碰撞（不计碰撞时间），以后P、Q间的碰撞都是弹性碰撞，在P、Q第一次碰撞时传送带由静止开始做顺时针方向的匀加速运动，加速度大小为，当速度达到v=4m/s时传送带立即做匀减速运动直至速度减为零，加速度大小为，当传送带速度减为零时，Q恰好运动到传送带右端点b处。已知P与水平面、传送带间的动摩擦因数均为，Q与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的形变在弹性限度内，弹簧的弹性势能表达式为，x为弹簧的形变量，重力加速度g取，不计空气阻力。求：
（1）P与Q第一次碰前P的速度大小；
（2）为保证P与Q能够相碰，求恒力的最小值；
（3）P、Q最终的速度大小；
（4）P、Q由于与传送带间的摩擦，系统产生的热量。
11．如图所示，光滑水平面AB的左侧有一固定的竖直挡板，在B端放置两个滑块，滑块甲的质量M=0.4kg，滑块乙的质量m=0.2kg，两滑块间固定一压缩弹簧（图中未画出），水平面B端紧靠倾角的传送带，传送带与水平面通过B端小圆弧平滑连接，传送带逆时针转动，速率恒为v=2m/s。现解除滑块间弹簧，两滑块分别向左右弹开，滑块乙经过B处冲上传送带，恰好到达C端，然后返回到B端。已知光滑水平面A、B长度为6m，B、C两端间的距离L=3.2 m，滑块与传送带间的动摩擦因数，取，滑块与竖直挡板、两滑块间的碰撞均为弹性碰撞。滑块通过B处时无机械能损失。两滑块均可看作为质点。求：
（1）压缩弹簧储存的弹性势能Ep；
（2）滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到B端的时间t；
（3）滑块乙第一次返回到AB面上后与滑块甲碰撞的位置及碰后二者的速度大小。
12．如图甲所示，水平传送带右端B端与右侧绝缘水平面相切，其中BC段光滑，长为d＝3m；C点右侧粗糙，在C点右侧相距L＝1.6m的空间内存在水平向左的匀强电场．t＝0时刻，在C点静置一个质量mb＝0.1kg、带正电的小滑块b，此时，在传送带上距离B端L0＝12m处，有一个不带电的绝缘小滑块a正以v＝6m/s的速度向右运动，恰好相对传送带静止；经过一段时间后，两个小滑块发生碰撞．传送带运动的v-t图像如图乙所示。已知小滑块a的质量为ma＝0.05kg，小滑块a与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，小滑块b与地面的动摩擦因数也为μ＝0.4．若两个小滑块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他阻力和电场的边缘效应，g取10m/s2，
（1）若a、b发生的碰撞为弹性正碰，求碰后瞬间两者的速度大小；
（2）满足（1）问的条件下，求a在传送带上运动过程中的摩擦生热Q；
（3）通过计算讨论：b在电场运动的过程中，电场力对b所做的功与电场力F的关系。