2019届辽宁省鞍山市第一中学高三上学期第一次模拟考试物理试题(解析版)
展开
辽宁省鞍山一中2019届高三第一次模拟考试物理试卷一、选择题1.如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,那么这个物体的运动( )A. 运动方向不可能改变B. 可能是匀速圆周运动C. 可能是匀变速曲线运动D. 可能是匀变速直线运动【答案】CD【解析】如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,由I=Ft可知,物体受到的力是恒力.则物体的加速度是一定的,则可能是匀变速直线运动或者匀变速曲线运动,但是运动方向可能要改变,故选项A错误,CD正确;匀速圆周运动不是匀变速运动,选项B错误;故选CD.
点睛:该题考查物体的冲量与受力、运动之间的关系,要注意明确受力与运动的关系,不要认为曲线运动中动量的变化不相等.2.如图所示,质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮的轻绳两端M放在水平地板上,m被悬在空中,若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止,则 ( )A. 绳中张力不变 B. M对地面的压力变大C. M所受的静摩擦力变大 D. 滑轮轴所受的压力变大【答案】D【解析】对M列竖直方向的平衡方程因为绳子与竖直方向夹角变小,所以地面支持力N减小,A对,B错。水平方向的平衡方程可知摩擦力减小,C错。滑轮所受压力等于两绳子拉力之合,因为两绳夹角减小(分力一定时夹角越小合力越大)故滑轮轴所受的压力变大,D对3.用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到秒末撤去拉力F,物体做匀减速运动,到秒末静止.其速度图象如图所示,且.若拉力F做的功为W,平均功率为P;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为和,它们的平均功率分别为和,则下列选项正确的是( )A. B. C. D. 【答案】A【解析】试题分析:根据动能定理,整个过程中,只有拉力和摩擦力做功,所以有,所以有,速度时间图像与坐标围成的面积表示位移,从图中可得摩擦力在两个过程中的位移不同,所以,B错误;因为,根据所以有,加速过程的平均速度为,减速过程中的平均速度为,故,根据公式可得,带入可得,故CD错误【名师点睛】由动能定理可得出物体拉力做的功与克服摩擦力做功的关系,由功的公式可求得加速和减速过程中克服摩擦力做功的大小;由摩擦力做功利用可求得摩擦力的功率关系考点:考查动能定律,功率的计算4.甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动,其速度—时间图象如图所示,下列说法正确的是( )A. 甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动B. 两物体两次相遇的时刻分别是在2 s末和6 s末C. 乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动D. 2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反【答案】BC【解析】试题分析:由速度—时间图象可以看出甲一直做匀速直线运动,乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动,整个过程不是匀变速直线运动,A错误,C正确;2 s后,甲、乙两物体的速度方向均沿正方向,D错误;由于甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动,位移(对应图像的面积)相等,两者相遇,两次相遇的时刻分别是在2 s末和6 s末,B正确。考点:本题考查了速度-时间图像的分析。5.如图所示,足够长的传送带以恒定速率顺时针运行。将一个物体轻轻放在传送带底端,第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送带相对静止,匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是( )A. 第一阶段摩擦力对物体做正功,第二阶段摩擦力对物体不做功B. 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C. 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D. 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热【答案】C【解析】试题分析:对小滑块受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,摩擦力一直沿斜面向上,故摩擦力一直做正功,故A错误;根据动能定理,第一阶段合力做的功等于动能的增加量,由于重力和摩擦力都做功,故第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加,故B错误;根据动能定理,第一阶段合力做的功等于动能的增加量,由于重力和摩擦力都做功,故第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加,故C错误;除重力外其余力做的功是机械能变化的量度,由于支持力不做功,故物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功,故D正确。考点:考查了功能关系,机械能 6.光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内,B为最低点,D为最高点.一质量为m的小球以初速度沿AB运动,恰能通过最高点,则( )A. R越大,过D点后平抛的水平位移最大B. R越大,小球经过B点后的瞬间对轨道的压力越大C. 小球过D点后可能做自由落体运动D. m与R同时增大,初动能增大【答案】AD【解析】【分析】小球恰能通过最高点时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球经最高点时的速度,根据动能定理求出初速度v0与半径R的关系,小球经过B点后的瞬间由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,由牛顿运动定律研究小球对轨道的压力与半径的关系,利用动能定理来解决初动能;【详解】A、小球恰能通过最高点时,由重力提供向心力,则有:,即:做平抛运动,则有:,,整理可以得到:,可知:R越大,过D点后平抛的水平位移最大,故选项A正确,C错误;B、由于,根据动能定理得,,得到:,小球经过B点后的瞬间根据牛顿第二定律有:,得到轨道对小球的支持力为:,则N与R无关,则小球经过B点后瞬间对轨道的压力与R无关,故B错误;D、初动能,得知m与R同时增大,初动能增大,故D正确。【点睛】动能定理与向心力知识综合是常见的题型,小球恰好通过最高点时速度与轻绳模型类似,轨道对小球恰好没有作用力,由重力提供向心力,求出临界速度,做选择题时可直接运用。7.我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星-500”的实验活动。假设王跃登陆火星后,测得火星的半径是地球半径的,质量是地球质量的。已知引力常量为G,地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h,忽略自转的影响,下列说法正确的是( )A. 火星的密度为B. 火星表面的重力加速度是C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为2:3D. 王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高度是【答案】A【解析】【分析】根据万有引力等于重力得出重力加速度之比,结合万有引力等于重力求出火星的质量,从而得出火星的密度;根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度之比;根据初速度相等,结合速度位移公式,通过重力加速度之比求出上升的最大高度之比;【详解】A、根据得,星球表面的重力加速度,因为火星的半径是地球半径的,质量是地球质量的,则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的,即火星表面的重力加速度为,因为火星的半径为,根据,解得火星的质量,则火星的密度,故A正确,B错误;
C、根据,则第一宇宙速度,因为火星的半径是地球半径的,质量是地球质量的,则火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍,故C错误;
D、根据知,火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的,知在火星上起跳能达到的最大高度为,故D错误。【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力、万有引力等于重力这两个重要的理论,并能灵活运用。8.科学家预测银河系中所有行星的数量大概在2万亿-3万亿之间.日前在银河系发现一颗类地行星,半径是地球半径的两倍,质量是地球质量的三倍.卫星a、b分别绕地球、类地行星做匀速圆周运动,它们距中心天体表面的高度均等于地球的半径.则卫星a、b的( )A. 线速度之比为1:B. 角速度之比为3:2C. 周期之比为2:D. 加速度之比为4:3【答案】B【解析】【分析】根据万有引力等于向心力,分别求出两卫星线速度的表达式,再求解线速度之比,根据周期公式求周期之比,由向心加速度公式结合求向心加速度之比;【详解】根据万有引力提供向心力得:得:,,,;
A、卫星a、b的线速度之比,故A错误;
B、卫星a、b的角速度之比,故B正确;
C、卫星a、b的周期之比,故C错误;
D、卫星a、b的向心加速度之比,故D错误。【点睛】解决本题的关键要建立卫星运动的模型,抓住万有引力等于向心力这一思路,推导出线速度、角速度、周期以及向心加速度等的表达式进行比较即可。9.一质量为0.5kg的质点从静止开始沿某一方向做匀加速直线运动,它的动量p随位移x变化的关系为(各量均取国际单位),则此质点( )A. 加速度为2m/s2B. 前2s内动量增加8kgC. 在连续相等时间内,动量增加量越来越大D. 在通过连续相等的位移时,动量增量可能相等【答案】B【解析】【分析】根据匀变速直线运动的速度位移公式和动量的表达式,结合动量随位移变化的关系式求出加速度,从而求出2s内速度的变化量,得出动量的变化量;【详解】A、根据得,,则动量,可知,解得质点的加速度为,故A错误;
B、内物体速度的增量为,则动量的增量,故B正确;
C、因为相同时间内速度的变化量相同,则动量的增加量一定相等,故C错误;
D、因为相等位移内速度变化量不同,则动量的增加量不可能相等,故D错误。【点睛】本题考查动量的表达式以及运动学公式的综合运用,需掌握匀变速直线运动的规律,并能灵活运用。10.摄影组在某大楼边拍摄武打片,要求特技演员从地面飞到屋顶如图所示.若特技演员的质量,人和车均视为质点,g=10m/s2,导演从某房顶离地H=8m处架设了轮轴,轮和轴的直径之比为2:1.若轨道车从图中A前进s=6m到B处时速度为v=5m/s,则由于绕在轮上细刚丝拉动,特技演员( )
A. 上升的高度为4mB. 在最高点具有竖直向上的速度6m/sC. 在最高点具有的机械能为2900JD. 钢丝在这一过程中对演员做的功为1225J【答案】ABC【解析】【分析】利用几何关系求出钢丝上升的距离,根据轮和轴的具有相同的角速度,求出演员上升的距离;根据速度的分解求出钢丝的速度和轨道车的速度的关系,运用动能定理研究求解;【详解】A、由图可知,在这一过程中,连接轨道车的钢丝上升的距离为,轮和轴的直径之比为,所以演员上升的距离为,故A正确;
B、设轨道车在B时细线与水平方向之间的夹角为θ,将此时轨道车的速度分解,此时钢丝的,由于轮和轴的角速度相同,则其线速度之比等于半径(直径)之比为,,故B正确;
C、对演员根据动能定理得:代入数据可以得到:根据功能关系可知,钢丝在一过程中对演员做的功等于演员机械能的增量,即,以地面为参考平面,则在最高点具有的机械能为,故C正确,D错误。【点睛】本题需要注意:轮和轴的角速度相同,根据轮和轴的直径之比知道线速度关系;根据速度分解找出分速度和合速度的关系,然后根据动能定理进行求解即可。11.如图所示,在光滑绝缘水平面上三个小球,两两间的距离都是L。A、B电荷量都是+q,质量为m,C球质量为2m,给C一个外力F,使三个小球保持相对静止共同加速运动,以下判断错误的是( )A. C球只能带负电,且电量为-2qB. 恒力大小F=3C. 即使他们的轨迹为曲线,A给B的库仑力也不做功D. 若某时刻撤去F,则撤去的瞬间C求的加速度大小为2【答案】CD【解析】【分析】先分析A、B两球的加速度,它们相互间的库仑力为斥力,因此C对它们只能是引力,而且两个库仑力的合力应沿垂直于AB连线的方向.这样就把A受的库仑力和合力的平行四边形确定了,通过库仑定律化简计算;【详解】A、三个小球构成等边三角形,AB之间相互排斥,要保持间距L不变,C球必带负电同时吸引AB,加速度相同,A、B的合力方向要垂直于A、B连线指向C球一侧;对A球受力分析可知,得C球带负电,且:
解得:,即C球只能带负电,且电量为,故选项A正确;B、设三个小球的加速度都是a,根据牛顿第二定律和库仑定律,
对A球受力分析可知,则;
对整体受力分析可知,故选项B正确;C、由题可知,要保持间距L不变,只能做直线运动,即使做曲线运动,若A对B的库仑力与不垂直,该力可以做功,故选项C错误;D、在撤去力F瞬间,对C根据牛顿第二定律可以得到:则瞬间C的加速度为:,方向与力F反向,故选项D错误。【点睛】本题关键是要能分析清楚各个球的受力情况,知道AB运动的加速度与C运动的加速度大小相等,方向一致,根据矢量性确定A受的合力的方向,根据矢量合成法则运算。12.如图所示,一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端向上做匀加速直线运动.若斜面足够长,表面光滑,倾角为.经时间t恒力F做功80J,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点,且回到出发点时的速度大小为v,若以地面为重力势能的零势能面,则下列说法中正确的是( )A. 物体回到出发点时的机械能是80JB. 撤去力F前的运动过程中,物体的动能一直在增加,撤去力F后的运动过程中物体的动能一直在减少C. 撤去力F前和撤去力F后的运动过程中物体的加速度之比为1:3D. 在撤去力F前的瞬间,力F的功率是【答案】ACD【解析】【分析】根据物体的运动的特点,在拉力F的作用下运动时间t后,撤去拉力F之后又运动时间t返回出发点,根据物体的这个运动过程,列出方程可以求得拉力和撤去拉力时物体的速度的大小,从而可以求得拉力F的功率的大小;【详解】A、根据能量守恒,除了重力之外的力对物体做正功时,物体的机械能就要增加,增加的机械能等于外力作功的大小,由于拉力对物体做的功为,所以物体的机械能要增加,撤去拉力之后,物体的机械能守恒,所以当回到出发点时,所有的能量都转化为动能,所以动能为,重力势能为0,所以物体回到出发点时的机械能是,故A正确;
B、撤去力F后物体向上减速,速度减为零之后,要向下加速运动,所以撤去力F后的运动过程中物体的动能是先减小后增加,故B错误;
C、设撤去力F前和撤去力F后的运动过程中物体的加速度大小分别为:和。
这两个过程的位移大小相等,方向相反,取沿斜面向上为正方向,则有:,则得:,故C正确;
D、因为物体做匀加速直线运动,初速度为0,由牛顿第二定律可得,,
撤去恒力F后是匀变速运动,且加速度为,又
联立上两式得:设刚撤去拉力F时物体的速度大小为,则对于从撤去到返回的整个过程,有:,
解得,所以可得在撤去力F前的瞬间,力F的功率:,故D正确。【点睛】分析清楚物体的运动的过程,分析物体运动过程的特点,是解决本题的关键,撤去拉力之前和之后的位移大小相等、方向相反是本题隐含的条件。二、实验题13.某同学利用如图所示的装置探究小车的加速度与所受合外力的关系,具体实验步骤如下:
①按照图示安装好实验装置,并测出两光电门间距离L
②平衡摩擦力即调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等
③取下细绳和沙桶,测量沙子和沙桶的总质量m,并记录④把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间,并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新挂上细绳和沙桶,改变沙桶中沙子的质量,重复②~④步骤(1)如图,用游标卡尺测得遮光片宽度d=_____________cm.
(2)关于本实验的说法正确的是__________________A.平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶B.平衡摩擦力时不应取下细绳和沙桶C.沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D.小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量【答案】 (1). 0.675 (2). B【解析】【分析】(1)根据游标卡尺的读数方法,即主尺读数加上游标读数,不需估读;
(2)探究小车的加速度与所受合外力的关系,平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶,也不需要沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量;【详解】(1)游标卡尺主尺读数为0.6cm,游标尺上第15个刻度与主尺上某一刻度对齐,
则游标读数为15×0.05=0.75mm=0.075cm,所以最终读数为:0.6cm+0.075cm=0.675cm;
(2)本实验中,沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时,所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件,同时平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶,故选项B正确,选项ACD错误。【点睛】以“验证牛顿第二定律实验”为命题背景,考查学生对基本测量工具的使用,对实验原理、实验操作及误差分析的理解和掌握,注意游标卡尺读数没有估计值。14.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:A.按如图摆好实验装置;B.将质量M=0.2kg的小车拉到打点计时器附近,并按住小车;C.在总质量m分别为20g、30g、40g的三种钩码中,挑选了一个质量为40g的钩码挂在拉线的挂钩上;D.接通打点计时器的电源(电源频率为f=50Hz),然后释放小车,打出一条纸带.
①多次重复实验,从中挑选一条点迹清晰的纸带如图所示.把打下的第一点记作“0”,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用毫米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为 ,他把钩码重力(当地重力加速度作为小车所受合力算出打下“0”点到打下“5”点合力做功.则合力做功W=________J,小车动能的改变量_____________J(结果均保留三位有效数字)
②此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大,显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大_________(“系统”或“偶然”)误差的主要原因是___________________________________________;_____________________________________________________________________________(写出两条即可)【答案】 (1). 0.0735; (2). 0.0572; (3). 系统; (4). 未平衡摩擦力; (5). 小车质量未远大于购码质量;【解析】【分析】①将砝码重力当作小车所受合外力,根据功的定义可以正确解答,根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出第5个点的速度大小,进一步求出其动能大小;
②实验误差主要来自由实验原理不完善导致的系统误差;【详解】①从打下第一点到打下第5点拉力对小车做的功为:;根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,则:小车动能的改变量:②该实验产生误差的主要原因:一是钩码重力大小并不等于绳子拉力的大小,设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:
对钩码有:联立得到:由此可知当时,钩码的重力等于绳子的拉力,显然该实验中没有满足这个条件;
二是该实验要进行平衡摩擦力操作,否则也会造成较大误差显然,这是由于系统不完善而造成的系统误差。【点睛】明确实验原理往往是解决实验问题的关键,该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习。三、计算题15.一个带正电的小物体,,放在倾角为37,有挡板的绝缘斜面上,空间若加沿斜面向上方向的变化电场,其加速度随电场力变化图象为图乙所示,现把斜面放平从静止开始计时,改用图丙中周期性变化的水平电场作用(g取).求:(1)物体的质量及物体与斜面间的动摩擦因数;(2)在图丙所示周期性变化的水平电场作用下,物体一个周期内的位移大小;
(3)在图丙所示周期性变化的水平电场作用下,15s内电势能的变化量。【答案】(1) 0.5(2)(3)483J【解析】【分析】(1)以物体为研究对象,根据牛顿第二定律求解加速度的表达式,根据图线的斜率和截距进行分析;
(2)根据牛顿第二定律求解前内、内的加速度,在根据位移时间关系求解前2s内的位移、2~4s内的位移即可;
(3)求出15s内的位移大小,根据电场力做的功等于电势能的变化来分析;【详解】(1)设物体的质量为m、与斜面间的动摩擦因数为;
由牛顿第二定律得:
得:,
结合乙图象得:,所以;
当时,,解得:;(2)内:由牛顿第二定律可得:
其中解得:,方向水平向右
前2s内通过的位移为:速度为:;内:由牛顿第二定律可得:其中:,
解得加速度大小为,方向水平向左;
由此可知在内做减速运动,4s末速度为:
在内的位移为:所以一个周期内位移为:;(3)由周期性运动可知,内E1作用下位移为,作用下位移为:
其中为减速第一秒内的位移,为:代入数据解得:
粒子在作用下做功为:
代入数据解得:
粒子在作用下做功为:
代入数据解得
即内电场力做功为:
所以物体电势能的减少量为。【点睛】有关带电粒子在匀强电场中的运动,在解决问题时,主要可以从两条线索展开:其一,力和运动的关系:根据带电粒子受力情况,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等;其二,功和能的关系:根据电场力对带电粒子做功,引起带电粒子的能量发生变化,利用动能定理研究全过程中能的转化,研究带电粒子的电势能的变化。16.一半径为R的半圆形竖直圆柱面,用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球,悬挂在圆柱面边缘两侧,A球质量为B球质量的2倍,现将A球从圆柱边缘处由静止释放,如图所示,已知A球始终不离开圆柱内表面,且细绳足够长,若不计一切摩擦.求:
(1)A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小.
(2)从A被释放到B上升到最大高度过程中,绳子拉力对A球所做的功【答案】(1) (2) 【解析】【分析】(1)先根据几个关系求出A球和B球速度的关系和位移的大小,再对AB整体运用机械能守恒定律即可求解;
(2)当A球的速度为0时,B上升的高度最高,则此时A球沿圆柱面运动的位移最大,设为s,则据机械能守恒定律即可求解;【详解】(1)当A球运动到最低点时,作出图象如图所示:
设A球的速度为v,根据几何关系可知B球的速度为,B球上升的高度为,
对AB小球整体运用系统机械能守恒得:
解得:;(2)当A球的速度为0时,B上升的高度最高,则此时A球沿圆柱面运动的位移最大,设为s,此时连接A球的绳子与水平方向的夹角为。
由几何关系得:
A球下降的高度为:
则据机械能守恒定律可得:解得:对A分析可知,拉力对A做功等于A的机械能的减小,即。【点睛】本题主要考查了机械能守恒定律的运用,做题时结合几何关系求解,注意AB球沿绳子方向的分速度大小是相等的。17.如图所示,光滑水平面上有一质量M=1.98kg的小车,车的B点右侧的上表面是粗糙水平轨道,车的B点的左侧固定以半径R=0.7m的光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在B点相切,车的最右端D点固定轻质弹簧弹簧处于自然长度其左端正好对应小车的C点,B与C之间距离L=0.9m,一个质量m=2kg的小物块,置于车的B点,车与小物块均处于静止状态,突然有一质量的子弹,以速度v=50m/s击中小车并停留在车中,设子弹击中小车的过程时间极短,已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数,g取10m/s2则,
(1)通过计算判断小物块是否能达到圆弧轨道的最高点A,并求当小物块再次回到B点时,小物块的最大速度大小; (2)若已知弹簧被小物块压缩的最大压缩量x=10cm,求弹簧的最大弹性势能。【答案】(1)否,5m/s(2)2.5J【解析】【分析】(1)由于子弹击中小车的过程时间极短,则子弹和小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律求出子弹击中小车后共同速度,此后小物块沿圆轨道上滑,到圆轨道最高点时,子弹、小车和小物块速度相同,由水平动量守恒求出共同速度,再由系统的机械能守恒求小物块上升的最大高度h,将h与R比较,即可判断小物块是否能达到圆弧轨道的最高点A,再根据系统水平动量守恒和机械能守恒求小物块再次回到B点时小物块的最大速度;
(2)当弹簧具有最大弹性势能时三者速度相同,由动量守恒定律和能量守恒定律结合求解;【详解】(1)对于子弹打小车的过程,取向右为正方向,根据动量守恒定律得:,可得:
当小物块运动到圆轨道的最高点时,三者共速为.
根据动量守恒定律得:.
解得:
根据机械能守恒定律得:
解得:,所以小物块不能达到圆弧轨道的最高点A;
当小物块再次回到B点时,小物块速度为,车和子弹的速度为
根据动量守恒定律得:
根据能量守恒定律得:
解得,;(2)当弹簧具有最大弹性势能时三者速度相同,由动量守恒定律得:,可得 ;
根据能量守恒定律得:.
解得:。【点睛】本题是系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题,要分析清楚物块的运动过程,把握隐含的临界状态:速度相同,结合动量守恒定律和能量守恒定律研究。