7.4 动量和能量观点的综合应用（滑块—平板问题二）过关检测-2022届高考物理一轮复习

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7.4动量和能量观点的综合应用（滑块—平板问题二）1．如图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的物体B以水平速度v0＝3 m/s滑上原来静止的长木板A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B的速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（g取10 m/s2）（　　）A．木板A最终获得的动能为4 JB．系统损失的机械能为4 JC．木板A的最小长度为1.5 mD．A、B间的动摩擦因数为0.12．木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹受到的平均阻力为f，射入深度为d，此过程中木块位移为s，则（　　）A．子弹损失的动能为fs B．木块增加的动能为fsC．子弹动能的减少等于木块动能的增加 D．子弹、木块系统产生的热量为f（s+d）3．如图所示，光滑水平面上有质量为足够长的木板，木板上放一质量为m、可视为质点的小木块。第一次使小木块获得向右的水平初速度，木板静止，第二次使木板获得向右的水平初速度。木块静止。两次运动均在木板上留下完整划痕，则两次划痕长度之比为（　　）A． B． C． D．4．长L=2m的木板质量M=6kg，左端放置质量m=2kg的小木块（可视为质点），小木块与木板接触面间的动摩擦因数为μ=0.3，水平地面光滑。初始时M、m以共同的速度v0向右运动，然后木板与墙壁发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。最终小木块刚好没有脱离木板，则v0的大小为（　　）A．1m/s B．2m/sC．3m/s D．4m/s5．如图所示，在足够长的光滑水平面上有一木板B静止在水平面上。现在小滑块A以初速度v0从右端滑上B，并滑离，A、B的质量分别为m，2m，由此不能求出（  ）A．滑离时B的速度B．AB间由于摩擦产生的热量C．物体A受到的冲量D．A在B上滑动的时间6．如图所示，一块质量为M的木板停在光滑的水平面上，木板的左端有挡板，挡板上固定一个轻质小弹簧。一个质量为m的小物块（可视为质点）以水平速度从木板的最右端开始向左运动，与弹簧碰撞后（弹簧处于弹性限度内），最终又恰好相对静止在木板的最右端。若物块与木板之间动摩擦因数为，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）A．物块的最终速度为B．弹簧的最大弹性势能C．物块与木板的间相对位移最大值为D．木板和小物块组成的系统最终损失的机械能7．如图所示，质量的小车静止在光滑的水平面上，车长，现有质量可视为质点的物块，以水平向右的速度从左端滑上小车。已知物块与车上表面间的动摩擦因数，取，则物块滑上小车后（　　）A．经过一段时间后，滑块从小车右端滑下B．滑块和小车组成的系统机械能守恒C．小车最终的速度为 1m/sD．整个过程中系统产生的热量为8．如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从板的右端水平向左滑上木板B。在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是（　　）A．弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大B．B板的加速度一直增大C．弹簧给木块A的冲量大小为mv0D．弹簧的最大弹性势能为9．如图，、质量分别为，，置于平板小车上，小车质量为，、与小车的动摩擦因数均为0.5，事先三者均静止在光滑的水平面上。某时刻、间炸药爆炸（时间极短）使、获得图示左右方向的瞬时速度和的总机械能。假设、最终都没有离开小车上表面，水平面足够长，。现从炸药爆炸结束开始计时，则（　　）A．时，、的速度大小分别是、B．时，与平板小车先相对静止C．时，与平板小车相对静止D．时，、与平板小车因摩擦而产生的热量10．如图所示，光滑水平面上停放着一长为L的木板，在木板上放一滑块B，另一滑块A以水平速度v0从木板左端滑上木板，A与B瞬间发生弹性碰撞后B恰好运动到木板最右端。已知A、B及木板的质量均为m，A、B与木板间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，下列说法正确的有（　　）A．滑块A滑上木板与B碰撞前，滑块B相对木板静止B．滑块A滑上木板与B碰撞前，滑块B相对木板向左滑动C．整个过程中系统损失的机械能为D．滑块A、B与木板之间的动摩擦因数为11．如图所示．光滑的水平桌面上有一长木板AB长L=3 m，M=1kg，木板右端B与一个固定的半径足够大的光滑弧形槽平滑连接，将一个质量为m=2kg的木块在F=5N的水平拉力作用下，从木板上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s2。求：(1)木块到达B点时的速度大小；(2)木块沿光滑弧形槽上升的最大高度；(3)木块与木板之间产生的内能。12．如图所示，一辆质量是kg的平板车左端放着有质量kg的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因，开始时平板车和滑块共同以m/s的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端（）求：（1）平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离。（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v。（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？13．如图所示，将质量m=1kg的小物块（可视为质点）从A点以初速度v0水平抛出，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角∠BOC=37°的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在光滑水平面的长木板，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，圆弧半径R=0.8m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2。sin37°=0.6，cos37=0.8，求： （1）小物块在A点的初速度v0；（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？14．一块足够长的木板C质量为2m，放在光滑的水平面上，如图所示。在木板上自左向右放有A、B两个完全相同的物块，两物块质量均为m，与木板间的动摩擦因数均为μ。开始时木板静止不动，A、B两物块的初速度分别为v0、2v0，方向如图所示。试求：（1）木板能获得的最大速度。（2）A物块在整个运动过程中的最小速度。（3）全过程AC间由于摩擦产生的热量跟BC间由于摩擦产生的热量之比是多少？15．如图，一质量为的长木板B静止于粗糙水平面上，物块A质量为，停在长木板B的左端。质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生弹性正碰，碰撞时间较短，碰后物块A恰好没有从长木板B右端滑下，不计空气阻力，物块A与小球可视为质点。已知长木板B与地面间的动摩擦因数为，滑块A与长木板B间的动摩擦因数为，取g=10m/s2。求： （1） 小球运动到最低点与物块A弹性正碰，碰后物块A的速度大小；（2） 物块A开始运动到与长木板B达到共同速度时所用时间；（3） 从小球在最低点与物块A弹性正碰后直到物块A相对地面静止的过程，物块A相对水平面上运动的距离。               参考答案1．C  2．B  3．A  4．B  5．D  6．D  7．CD  8．CD  9．AC  10．ACD11．(1)3m/s；(2)0.45m；(3)9J【解析】(1)根据动能定理解得(2)根据机械能守恒定律解得(3)木块向右滑动时产生的内能为木块返回到B点的速度为3m/s，根据动量守恒定律解得木块向左滑动时产生的内能为木块与木板之间产生的内能为12．（1）；（2）；（3）6m【解析】（1）设第一次碰撞墙壁后，平板车向左移动s，速度为0，由于小滑块的质量大于平板车的质量，所以系统总动量向右，平板车速度为0时，滑块还在向右滑行，由动能定理得代入数据解得（2）假如平板车在第二次碰撞之前还未和滑块相对静止，那么其速度大小由对称性可知还是，滑块的速度则大于，方向均向右，这样就违反动量守恒，所以平板车在第二次碰撞前肯定和滑块具有共同速度，由动量守恒可得代入数据解得（3）平板车与墙壁发生多次碰撞，最后停在墙边，设滑块相对平板车的总位移为l，根据能量守恒则有代入数据解得所以平板车最短为6m。13．（1）4m/s；（2）45N；（3）2.24m【解析】（1）设小物块做平抛运动的时间为t，则有：设小物块到达B点时竖直分速度为vyvy=gt由以上两式解得vy=3m/s由题意，速度方向与水平面的夹角为37°tan37°=解得v0=4m/s（2）设小物块到达C点时速度为v2，从A至C点，由动能定理得设小物块在C点受到的支持力为FN，则有联立解得FN=45N（3）设小物块到达小车的D端时与小车的共同速度大小为vD，由动量守恒定律有mvC=（m+M）vD由功能关系有代入数据解得l=2.24m14．（1）v0；（2）；（3）【解析】（1）当A、B和木板速度相同时，木板的速度最大，取向右为正方向，对三者组成的系统运用动量守恒定律得解得（2）开始时，A、B做匀减速直线运动的加速度大小为B都滑动时，木板C的加速度大小为因为A的初速度小，A与木板C先达到共同速度，当A与木板达到共同速度后，A与木板一起做匀加速直线运动。可知，A与木板速度相同时，速度最小，则有解得则A物块在整个运动过程中的最小速度为（3）A、C刚共速时速度为v＝C间的相对位移大小为C间由于摩擦产生的热量全过程系统由于摩擦产生的热量等于系统动能减少量，为解得C间由于摩擦产生的热量为即15．（1） ；（2） ；（3）【解析】（1）对小球下摆过程，由机械能守恒定律得解得小球的速度大小小球运动到最低点时与物块A发生弹性正碰，则由动量守恒定律和机械能守恒定律有解得（2）碰后物块A与长木板B相对滑动，直到二者达到共同速度，对物块A解得对长木板B解得设两者相对滑动过程经历时间 达到共同速度，则解得（3）物块A与长木板B相对滑动过程，物块A发生的位移解得物块A与长木板B相对静止时的共同速度为解得物块A与长木板B达到共同速度此后一起做匀减速运动到静止解得二者一起匀减速运动到静止的过程解得物块A相对水平面上运动的距离