高中物理教科版 能力提升训练：选修3-5　动量、动力学和能量观点综合应用的三类典型模型Word版含解析

动量、动力学和能量观点综合应用的三类典型模型 一、多项选择题 1．如图所示，已知物体与三块材料不同的长方形板间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块板长度均为L，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度v0，从第一块板的最左端a点滑上第一块板，恰好滑到第三块板的最右端d点停下来，物体在运动过程中三块板均保持静止．若让物体从d点以相同大小的初速度水平向左运动，三块板仍能保持静止，则下列说法正确的是(　　) A．物体恰好运动到a点并停下来 B．物体不能运动到a点 C．物体两次经过c点时速度大小相等 D．物体两次经过b点时速度大小相等 解析：物体由a点到d点过程，由动能定理有－(μmg＋2μmg＋3μmg)L＝0－mv02，同理物体由d点到a点，有－(μmg＋2μmg＋3μmg)L＝mva2－mv02，解得va＝0，选项A正确，B错误；物体由a点到c点和物体由d点到c点，合外力做的功相等，由动能定理知，物体两次经过c点速度大小相等，选项C正确；同理，物体由a点到b点和物体由d点到b点，合外力做的功不相等，物体两次经过b点速度大小不相等，选项D错误． 答案：AC 2．(2019·江西上饶六校一联)如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x.现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B(如图乙所示)，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则(　　) A．A物体的质量为3m B．A物体的质量为2m C．弹簧压缩量最大时的弹性势能为mv02 D．弹簧压缩量最大时的弹性势能为mv02 解析：弹簧固定，当弹簧压缩量最大时，弹性势能最大，A的动能转化为弹簧的弹性势能，A及弹簧组成的系统机械能守恒，则知弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于A的初动能，设A的质量为mA，即有Epm＝mAv02 当弹簧一端连接另一质量为m的物体B时，A与弹簧相互作用的过程中B将向右运动，A、B速度相等时，弹簧的弹性势能最大，选取A的初速度的方向为正方向，由动量守恒定律得：mA·2v0＝(m＋mA)v 由机械能守恒定律得：Epm＝mA(2v0)2－(mA＋m)v2 解得：mA＝3m，Epm＝mv02 故A、C正确，B、D错误． 答案：AC 3．(2019·山东六校联考)如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍．两种射入过程相比较(　　) A．射入滑块A的子弹速度变化大 B．整个射入过程中两滑块受的冲量一样大 C．射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍 D．两个过程中系统产生的热量相同 解析：在子弹打入滑块的过程中，子弹与滑块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可知，mv0＝(M＋m)v，两种情况下子弹和滑块的末速度相同，即两种情况下子弹的速度变化量相同，A项错误；两滑块质量相同，且最后的速度相同，由动量定理可知，两滑块受到的冲量相同，B项正确；由动能定理可知，两种射入过程中阻力对子弹做功相同，C项错误；两个过程中系统产生的热量与系统损失的机械能相同，D项正确． 答案：BD 二、非选择题 4.一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示．图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接．现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止．重力加速度为g.求： (1)木块在ab段受到的摩擦力f； (2)木块最后距a点的距离s. 解析：(1)从开始到木块到达最大高度的过程： 动量守恒：mv0＝3mv1 能量守恒：mv02＝·3mv12＋mgh＋fL 解得：f＝ (2)木块从最大高度至与物体P最终相对静止的过程： 动量守恒：3mv1＝3mv2 能量守恒：·3mv12＋mgh＝·3mv22＋fx 距a点的距离 ... ...