第一章 专题提升五　动量、动力学和能量观点在力学中的应用（课件 学案 练习，共3份）粤教版（2019）选择性必修 第一册

专题提升五　动量、动力学和能量观点在力学中的应用 (分值：60分) 1.(12分)(2024·广东茂名高一统考期末)如图所示，水平地面虚线的左侧是光滑区域，右侧是粗糙区域，质量为3m的物块乙(视为质点)静止在虚线处，物块甲在乙的左侧获得一个水平向右的初速度v0，甲、乙发生弹性碰撞刚结束时，两者的速度大小相等。已知甲、乙与粗糙区域之间的动摩擦因数均为μ，甲的质量小于乙的质量，重力加速度为g，求： (1)(6分)甲的质量； (2)(6分)乙在粗糙区域滑行的时间。 2.(18分)如图所示，小物块A、B的质量均为m＝0.10 kg，B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度v0与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为h＝0.45 m，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为x＝0.30 m，取重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)(6分)两物块在空中运动的时间t； (2)(6分)两物块碰前A的速度v0的大小； (3)(6分)两物块碰撞过程中损失的机械能ΔE。 3.(18分)(2023·北京卷，17)如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求： (1)(6分)A释放时距桌面的高度H； (2)(6分)碰撞前瞬间绳子的拉力大小F； (3)(6分)碰撞过程中系统损失的机械能ΔE。 4.(12分)儿童智力拼装玩具“云霄飞车”的部分轨道简化为如图所示的模型。光滑水平轨道MN与半径为R的竖直光滑圆弧轨道相切于N点，质量为m的小球A静止于P点，小球半径远小于R。与A相同的小球B以速度v0向右运动，A、B碰后粘连在一起。当v0的大小在什么范围时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道？(已知重力加速度为g) 专题提升五　动量、动力学和能量观点在力学中的应用 1.(1)m　(2) 解析　(1)由于甲的质量小于乙的质量，碰后甲反弹，设甲的质量为M，碰撞过程根据动量守恒定律可得Mv0＝－Mv＋3mv 由机械能守恒定律可得Mv＝Mv2＋×3mv2 联立解得M＝m，v＝v0。 (2)乙在粗糙区域滑行过程，根据牛顿第二定律可得 μ·3mg＝3ma 滑行的时间为t＝ 联立解得t＝。 2.(1)0.30 s　(2)2.0 m/s　(3)0.10 J 解析　(1)两物块碰撞后，竖直方向的运动为自由落体运动 则有h＝gt2 解得t＝0.30 s。 (2)设A、B碰后瞬间的速度为v，水平方向的运动为匀速运动，则有x＝vt 解得v＝1.0 m/s 根据动量守恒定律有mv0＝2mv 解得v0＝2.0 m/s。 (3)根据能量守恒定律可得，两物块碰撞过程中损失的机械能 ΔE＝mv－×2mv2 解得ΔE＝0.10 J。 3.(1)　(2)mg＋m　(3)mv2 解析　(1)A从释放到与B碰撞前，根据动能定理得 mgH＝mv2 解得H＝。 (2)碰前瞬间，对A由牛顿第二定律得F－mg＝m 解得F＝mg＋m。 (3)A、B碰撞过程中，根据动量守恒定律得mv＝2mv1 解得v1＝v 则碰撞过程中损失的机械能为 ΔE＝mv2－×2m＝mv2。 4.v0≤2或v0≥2 解析　设A、B碰撞后的速度为v1，A、B恰好运动到圆弧轨道最高点时的速度为v2 对A、B，碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律得mv0＝2mv1 欲使A、B运动时不脱离圆弧轨道，有两种临界情况： ①当v0较小时，A、B恰能运动到与圆弧轨道圆心等高的地方。 对A、B整体，从碰后至运动到与圆弧轨道圆心等高的地方，由动能定理有－2mgR＝0－×2mv 联立解得v0＝2 ②当v0较大时，A、B恰好能够运动到圆弧轨道最高点。对A、B，从碰后至运动到圆弧轨道最高点的过程中，由动能定理有 －2mg·2R＝×2mv－×2mv 在最高点时，由牛顿第二定律得2mg＝2m 联立解得v0＝2 综上所述，当v0≤2或v0≥2时，两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道。专题提升五　动量、动力学和能量观点在力学中的应用 学习目标　1.进一步熟悉牛顿第二定律、动能定理 ... ...