2022年高三物理 一輪復(fù)習(xí)動(dòng)量能量3導(dǎo)學(xué)案

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1、班級(jí)：???? ? ?組別： ??姓名：??????????? ???組內(nèi)評(píng)價(jià)：??? ? ???教師評(píng)價(jià)：????? ??? ?（等第） 2022年高三物理 一輪復(fù)習(xí)動(dòng)量能量3導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握彈簧連接模型爆炸 反沖模型特征，并能進(jìn)行正確應(yīng)用。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】彈簧連接模型 爆炸 反沖模型的應(yīng)用 【自主學(xué)習(xí)】教師評(píng)價(jià)：????? ??? ?（等第） 　例12、在質(zhì)量為M的小車(chē)中掛著一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車(chē)(和單擺)以恒定的速度u沿光滑的水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，在此碰撞過(guò)程中，下列哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的？ [

2、 ] 　　A．小車(chē)、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関1、v2、v3，滿(mǎn)足：（M+m0）u=Mv1+mv2+mov3 　　B．?dāng)[球的速度不變，小車(chē)和木塊的速度變?yōu)関1和v2，滿(mǎn)足：Mu=Mv1+mv2 　　C．?dāng)[球的速度不變，小車(chē)和木塊的速度都變?yōu)関，滿(mǎn)足：Mu=（M+m）v 　　D．小車(chē)和擺球的速度都變?yōu)関1，木塊的速度為v2，滿(mǎn)足：（M+m0）u=（M+m0）v1+mv2 8、如圖所示，A、B兩球大小相等，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，均放在光滑的水平面上，兩球間以細(xì)繩相連，給B一個(gè)水平?jīng)_量使它以初速度v0起動(dòng)，當(dāng)細(xì)繩拉緊后A、B一起沿平面滑動(dòng)的過(guò)程中，細(xì)繩對(duì)B球做的功為

3、 v0 B A 。 （ －5mv02/9） 3、如圖, 質(zhì)量為M的木塊B靜止在光滑水平面上，一根輕質(zhì)彈簧（質(zhì)量不計(jì)）一端固定在木板B上，另一端與質(zhì)量為m0的木塊C相連，木塊C放在光滑表面上，另一質(zhì)量為m的木塊A沿著光滑水平面以速度v0向著B(niǎo)運(yùn)動(dòng)，A和B發(fā)生碰撞，若碰撞時(shí)間極短，則在此過(guò)程中有可能發(fā)生的情況是（ ） A、A、B、C的速度都發(fā)生變化，分別為v1、 v2、v3，且滿(mǎn)足mv0=mv1+Mv2+m0v3 B、C的速度不變，A、B的速度變?yōu)関，且滿(mǎn)足mv0 =（m+M）v C、C的速度不變，A、B的速度變?yōu)関1和v2，且滿(mǎn)足m

4、v0 = mv1+Mv2 D、A的速度變?yōu)関1，B、C的速度變?yōu)?v2，且滿(mǎn)足mv0 = mv1+（M+m0）v2 m0 m v0 B A C ( BC ) C B A 4、如圖所示，光滑水平面上物塊A的質(zhì)量為mA＝2kg，物塊B和物塊C質(zhì)量相同，mB＝mC＝1kg ,用一輕質(zhì)彈簧將物塊A與B連接，現(xiàn)在用力使三個(gè)物塊靠近，A、B間彈簧被壓縮，此過(guò)程外力做功72J,然后釋放。（1）物塊B與C分離時(shí)，B對(duì)C做功 ；（2）當(dāng)彈簧兩次被壓縮到最短而后又伸長(zhǎng)到原長(zhǎng)

5、時(shí)，物塊A與B的速度各是 、 。 ( 18J ；－2m/s ， 10m/s) m R M 10、質(zhì)量為M的小車(chē)置于水平面上，小車(chē)的上表面由光滑的1/4圓弧和光滑平面組成，圓弧半徑為R，車(chē)的右端固定有一不計(jì)質(zhì)量的彈簧?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊從圓弧最高處無(wú)初速下滑，如圖所示，與彈簧相接觸并壓縮彈簧。求：（1）彈簧具有最大的彈性勢(shì)能；（2）當(dāng)滑塊與彈簧分離時(shí)小車(chē)的速度。 （ mgR ； ） 14.(08東北三校第一次聯(lián)考)如圖所示,半徑分別為R和r(R>r)的甲、乙兩光滑圓 軌道放置在同一豎直平面內(nèi),兩軌道之間由一光滑水平軌道CD相

6、連,在水平軌 道CD上有一輕彈簧被a、b兩個(gè)小球夾住,但不拴接.同時(shí)釋放兩小球,a、b球恰好能通過(guò)各自的圓軌道的最高點(diǎn). （1）已知小球a的質(zhì)量為m，求小球b的質(zhì)量； （2）若ma=mb=m,且要求a、b都還能通過(guò)各自的最高點(diǎn)，則彈簧在釋放前至少具有多大的彈性勢(shì)能. 12.(08石家莊復(fù)習(xí)教學(xué)質(zhì)檢)如圖所示,質(zhì)量均為m的三個(gè)小球A、B、C,置 于光滑的水平面上.小球B、C間夾有原來(lái)已完全壓緊不能再壓縮的彈簧, 兩小球用細(xì)線相連,使彈簧不能伸展.小球A以初速度v0沿小球B、C的連線方向向B球運(yùn)動(dòng),相碰后A與B粘合在一起,然后連接B、C的細(xì)線受到擾動(dòng)而突然斷開(kāi),彈簧伸展,從而使C與A、

7、B分離,脫離彈簧后C的速度為 v0. (1)求彈簧所釋放的彈性勢(shì)能EP； （2）若使小球A以初速度v向B小球運(yùn)動(dòng),小球C在脫離彈簧后的速度為2v0,則A球的初速度v應(yīng)為多大？ 答案 （1）mv02 (2)4v0 11、在納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)原子，必須使在不停地坐熱熨斗（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來(lái)且能在一個(gè)小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時(shí)間，為此已發(fā)明了“激光制冷”技術(shù)，若把原子和入射光子分別類(lèi)比為一輛小車(chē)和一個(gè)小球，則“激光制冷”與下述的模型很類(lèi)似。一輛質(zhì)量為m的小車(chē)（一側(cè)固定一輕彈簧），以速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，一動(dòng)量大小為P，質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車(chē)并

8、壓縮彈簧至最短，接著被鎖定一定時(shí)間t,再解除鎖定使小球以大小為2P的動(dòng)量水平向右彈出，緊接著不斷重復(fù)上述過(guò)程，最終小車(chē)將停下來(lái)。設(shè)地面和車(chē)廂均為光滑，除鎖定時(shí)間t外，不計(jì)小球在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮、伸長(zhǎng)的時(shí)間，求： （1）、小球第一次入射后再?gòu)棾鰰r(shí)，小車(chē)的速度的大小和這一過(guò)程中小車(chē)動(dòng)能的減少量； （2）、從小球第一次入射開(kāi)始到小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間。 （1、3v0P-9P2/2m; 2、mvot/3P） 48、（海南卷）⑵（8分）一置于桌面上質(zhì)量為M的玩具炮，水平發(fā)射質(zhì)量為m的炮彈．炮可在水平方向自由移動(dòng)．當(dāng)炮身上未放置其它重物時(shí)，炮彈可擊中水平地面上的目標(biāo)A；當(dāng)炮身上固定一質(zhì)

9、量為M0的重物時(shí)，在原發(fā)射位置沿同一方向發(fā)射的炮彈可擊中水平地面上的目標(biāo)B．炮口離水平地面的高度為h．如果兩次發(fā)射時(shí)“火藥”提供的機(jī)械能相等，求B、A兩目標(biāo)與炮彈發(fā)射點(diǎn)之間的水平距離之比。 解析：由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得： 解得： 炮彈射出后做平拋，有： 解得目標(biāo)A距炮口的水平距離為： 同理，目標(biāo)B距炮口的水平距離為：

10、 解得： A B B A R 8、如圖所示，質(zhì)量均為m的兩球AB間有壓縮的輕、短彈簧處于鎖定狀態(tài)，放置在水平面上豎直光滑的發(fā)射管內(nèi)(兩球的大小尺寸和彈簧尺寸都可忽略，他們整體視為質(zhì)點(diǎn))，解除鎖定時(shí)，A球能上升的最大高度為H，現(xiàn)在讓兩球包括鎖定的彈簧從水平面出發(fā)，沿光滑的半徑為R的半圓槽從右側(cè)由靜止開(kāi)始下滑，至最低點(diǎn)時(shí)，瞬間鎖定解除，求A球離開(kāi)圓槽后能上升的最大高度。 9、如圖所示，EF為水平地面，D點(diǎn)左側(cè)是粗糙的、右側(cè)是光滑的.一輕質(zhì)彈簧右端與墻壁固定，左端與靜止在D點(diǎn)質(zhì)量為m的小物塊A連結(jié)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài). 質(zhì)量為m 的物塊B在大小為 F的水平恒力作用下由 C處從靜止

11、開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng) ， 已知物塊B與地面EO段間的滑動(dòng)摩擦力大小為F/4，物塊B運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)與物塊A相碰并一起向右運(yùn)動(dòng)（設(shè)碰撞時(shí)間極短），運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去外力F. 已知 CO ＝4S，OD＝S. 求撤去外力后： （1） 彈簧的最大彈性勢(shì)能. （2） 物塊B最終離0點(diǎn)的距離 【例1】如圖所示,在光滑水平面上靜止著兩個(gè)木塊A和B,A、B間用輕彈簧相連,已知 mA=3.92 kg,mB=1.00 kg.一質(zhì)量為m=0.08 kg的子彈以水平速度v0=100 m/s射入木塊 A中未穿出,子彈與木塊A相互作用時(shí)間極短.求:子彈射入木塊后,彈簧的彈性勢(shì)能最大值是多少? 答案 1.6 J

12、 【例2】如圖所示,在長(zhǎng)為2 m,質(zhì)量m=2 kg的平板小車(chē)的左端放有一質(zhì)量為M=3 kg的鐵塊,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5.開(kāi)始時(shí),小車(chē)和鐵塊一起在光滑的水平地面上以v0=3 m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),之后小車(chē)與墻壁發(fā)生正碰.設(shè)碰撞中無(wú)機(jī)械能損失且碰撞時(shí)間極短.求: （1）小車(chē)第一次碰墻后,小車(chē)右端與墻之間的最大距離d1是多少? （2）小車(chē)第二次碰墻后,小車(chē)右端與墻之間的最大距離d2是多少? （3）鐵塊最終距小車(chē)左端多遠(yuǎn)? 答案 （1）0.6 m （2）0.024 m （3）1.5 m 9.質(zhì)量分別為3m和m的兩個(gè)物體,用一根細(xì)線相連,中間夾著一個(gè)被壓縮的輕質(zhì)彈簧,整

13、個(gè)系統(tǒng)原來(lái)在光滑水平地面上以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng),如圖所示.后來(lái)細(xì)線斷裂,質(zhì)量為m的物體離開(kāi)彈簧時(shí)的速度變?yōu)?v0.求:彈簧在這個(gè)過(guò)程中做的總功. 答案 10、如右圖所示，質(zhì)量M=0.8千克的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，左端A緊靠豎直墻。在車(chē)上左端水平固定著一只彈簧，彈簧右端放一個(gè)質(zhì)量m=0.2千克的滑塊，車(chē)的上表面AC部分為光滑水平面，CB部分為粗糙水平面，CB長(zhǎng)l=1 米，與滑塊的摩擦系數(shù)=。水平向左推動(dòng)滑塊，把彈簧壓縮，然后再把滑塊從靜止釋放，在壓縮彈簧過(guò)程中推力做功2.5焦?；瑝K釋放后將在車(chē)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終停在車(chē)上某處。設(shè)滑塊與車(chē)的右端B碰撞時(shí)機(jī)械能無(wú)損失。取10米/

14、秒2。求： （1）滑塊釋放后，第一次離開(kāi)彈簧時(shí)的速度。 （2）滑塊停在車(chē)上的位置離B端多遠(yuǎn)。 例4 光滑的水平面上靜止一輛質(zhì)量為M的炮車(chē)，當(dāng)炮車(chē)水平發(fā)射一枚質(zhì)量為m的炮彈，炮彈出口時(shí)有的火藥能量釋放，其中有的能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，求炮彈和炮車(chē)的動(dòng)能各為多少？ 解析：炮彈和炮車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向上滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，設(shè)炮彈和炮車(chē)的速度分別為，由動(dòng)量守恒得，即動(dòng)量大小關(guān)系 設(shè)炮彈和炮車(chē)的動(dòng)能分別為，系統(tǒng)機(jī)械能的增加量為，則由能量守恒得 4、利用以下信息：地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，以無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能面，距離地心為r，質(zhì)量為m的物體的

15、勢(shì)能為（其中M為地球質(zhì)量，G為萬(wàn)有引力常量），求解下列問(wèn)題：某衛(wèi)星質(zhì)量為m，在距地心為2R的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)。在飛行的某時(shí)刻，衛(wèi)星向飛行的相反方向彈射出質(zhì)量為的物體后，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)。若被彈射出的物體恰能在原來(lái)軌道上做相反方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則衛(wèi)星的飛行高度變化了多少？ 4、解析：設(shè)衛(wèi)星在距地心為2R的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，則有 （1） 若設(shè)衛(wèi)星將小物體反向彈出后的瞬時(shí)速率為，對(duì)衛(wèi)星和彈出物系統(tǒng)，在彈射過(guò)程由動(dòng)量守恒定律有： （2） 設(shè)衛(wèi)星彈射出物體后（設(shè)此時(shí)衛(wèi)星的質(zhì)量為）在離地心的軌道上運(yùn)行的速率為，則有 （3） 由于衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)的過(guò)程遵守機(jī)械能守恒定

16、律，故有： （4） 聯(lián)立（1）（2）（3）（4）四式解得： 所以衛(wèi)星飛行高度的變化量 　例5、一炮彈在水平飛行時(shí)，其動(dòng)能為=800J，某時(shí)它炸裂成質(zhì)量相等的兩塊，其中一塊的動(dòng)能為=625J，求另一塊的動(dòng)能 　【正確解答】 以炮彈爆炸前的方向?yàn)檎较?，并考慮到動(dòng)能為625J的一塊的速度可能為正．可能為負(fù)，由動(dòng)量守恒定律： P＝P1＋P2 　　 　　解得：=225J或4225J。 　　正確答案是另一塊的動(dòng)能為225J或4225J。 二、我的疑問(wèn)： 三、【合作探究】 在原子物理中，研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途經(jīng)是“雙電荷交

17、換反應(yīng)”。這類(lèi)反應(yīng)的前半部分過(guò)程和下面力學(xué)模型類(lèi)似。兩個(gè)小球A和B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)。在它們左邊有一垂直軌道的固定檔板P，右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球，如圖7所示，C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個(gè)整體D。在它們繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變到最短時(shí)，長(zhǎng)度突然被鎖定，不再改變。然后，A球與檔板P發(fā)生碰撞，碰后A、D靜止不動(dòng)，A與P接觸而不粘連。過(guò)一段時(shí)間，突然解除銷(xiāo)定（鎖定及解除鎖定均無(wú)機(jī)械能損失），已知A、B、C三球的質(zhì)量均為m。 （1）求彈簧長(zhǎng)度剛被鎖定后A球的速度。 （2）求在A球離開(kāi)檔板P之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能。 P m m

18、 m A B V0 C 圖—9 解：整個(gè)過(guò)程可分為四個(gè)階段來(lái)處理． 　?。?）設(shè)Ｃ球與Ｂ球粘結(jié)成Ｄ時(shí)，D的速度為ｖ１，由動(dòng)量守恒定律，得 　　 ｍｖ０＝2ｍｖ１，?、? 　　當(dāng)彈簧壓至最短時(shí)，Ｄ與Ａ的速度相等，設(shè)此速度為ｖ２，由動(dòng)量守恒定律，得 　　 2ｍｖ１＝3ｍｖ２，?、? 聯(lián)立①、②式得 　　 ｖ１＝（1／3）ｖ０．　③ 　　此問(wèn)也可直接用動(dòng)量守恒一次求出（從接觸到相對(duì)靜止）ｍｖ０＝3ｍｖ２，ｖ２＝（1／3）ｖ０． 　?。?）設(shè)彈簧長(zhǎng)度被鎖定后，貯存在彈簧中的勢(shì)能為Ｅｐ，由能量守恒定律，得 　　 （2ｍ）ｖ１２

19、＝（3ｍ）ｖ２２＋Ｅｐ，　④ 　　撞擊Ｐ后，Ａ與Ｄ的動(dòng)能都為零，解除鎖定后，當(dāng)彈簧剛恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)，彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)變成Ｄ的動(dòng)能，設(shè)Ｄ的速度為ｖ３，有 　?。牛穑剑?ｍ）ｖ３２，　⑤ 　　以后彈簧伸長(zhǎng)，Ａ球離開(kāi)擋板Ｐ，并獲得速度．設(shè)此時(shí)的速度為ｖ４，由動(dòng)量守恒定律，得 　　2ｍｖ３＝3ｍｖ４，?、? 　　當(dāng)彈簧伸到最長(zhǎng)時(shí)，其彈性勢(shì)能最大，設(shè)此勢(shì)能為Ｅｐ′，由能量守恒定律，得 　?。?ｍ）ｖ３２＝（3ｍ）ｖ４２＋Ｅｐ′，　⑦ 聯(lián)立③～⑦式得 　?。牛稹洌剑恚觯埃玻、? 13..某宇航員在太空站內(nèi)做丁如下實(shí)驗(yàn)：選取兩個(gè)質(zhì)量分別為mA=0.1kg、mB=0.20kg的小球A、B和一根

20、輕質(zhì)短彈簧，彈簧的一端與小球A粘連，另一端與小球B接觸而不粘連．現(xiàn)使小球A和B之間夾著被壓縮的輕質(zhì)彈簧，處于鎖定狀態(tài)，一起以速度v0=0.10m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示．過(guò)一段時(shí)間，突然解除鎖定(解除鎖定沒(méi)有機(jī)械能損失)，兩球仍沿原直線運(yùn)動(dòng)．從彈簧與小球B剛剛分離開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t=3．0s兩球之間的距離增加了s=2．7m，求彈簧被鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能E0? 取A、B為系統(tǒng),由動(dòng)量守恒得: ( m A+m B)v0=m AvA+mBv ;VA t+VB t=s 又A、B和彈簧構(gòu)成系統(tǒng)，又動(dòng)量守恒 解得: 例10．如圖，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的

21、物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向。現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地面時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。 m2 B A m1 k C m3 B m2 x1 x2 B A m1 m2 k C m3 x1+x2 解：畫(huà)出未放A時(shí)彈簧的原長(zhǎng)狀態(tài)和掛C后剛好使B離開(kāi)地面的狀態(tài)

22、。以上兩個(gè)狀態(tài)彈簧的壓縮量和伸長(zhǎng)量分別為x1=m1g/k和x2=m2g/k，該過(guò)程A上升的高度和C下降的高度都是x1+x2，且A、C的初速度、末速度都為零。設(shè)該過(guò)程彈性勢(shì)能的增量為ΔE，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒：m1g(x1+x2)-m3g(x1+x2)+ΔE=0 將C換成D后，A上升x1+x2過(guò)程系統(tǒng)機(jī)械能守恒： m1g(x1+x2)-(m1+m3)g(x1+x2)+ΔE+(2m1+m3)v2/2=0 由以上兩個(gè)方程消去ΔE，得 A B 例9．如圖所示，質(zhì)量均為m的木塊A、B用輕彈簧相連，豎直放置在水平面上，靜止時(shí)彈簧的壓縮量為l?，F(xiàn)用豎直向下的力F緩慢將彈簧再向下壓縮一段距離后，系統(tǒng)再

23、次處于靜止。此時(shí)突然撤去壓力F，當(dāng)A上升到最高點(diǎn)時(shí)，B對(duì)水平面的壓力恰好為零。求：⑴F向下壓縮彈簧的距離x；⑵壓力F在壓縮彈簧過(guò)程中做的功W。 A B B A B A B x l l ① ② ③ ④ 解：⑴右圖①、②、③、④分別表示未放A，彈簧處于原長(zhǎng)的狀態(tài)、彈簧和A相連后的靜止?fàn)顟B(tài)、撤去壓力F前的靜止?fàn)顟B(tài)和撤去壓力后A上升到最高點(diǎn)的狀態(tài)。撤去F后，A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，②狀態(tài)A處于平衡位置。 ②狀態(tài)彈簧被壓縮，彈力等于A的重力；④狀態(tài)彈簧被拉長(zhǎng)，彈力等于B的重力；由于A、B質(zhì)量相等，因此②、④狀態(tài)彈簧的形變量都是l。 由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，③、④狀態(tài)A到平衡位置的距離

24、都等于振幅，因此x=2l ⑵②到③過(guò)程壓力做的功W等于系統(tǒng)機(jī)械能的增加，由于是“緩慢”壓縮，機(jī)械能中的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，因此該過(guò)程彈性勢(shì)能的增加量ΔE1=W+2mgl；③到④過(guò)程系統(tǒng)機(jī)械能守恒，初、末狀態(tài)動(dòng)能都為零，因此彈性勢(shì)能減少量等于重力勢(shì)能增加量，即ΔE2=4mgl。由于②、④狀態(tài)彈簧的形變量相同，系統(tǒng)的彈性勢(shì)能相同，即ΔE1=ΔE2，因此W=2mgl。 四【課堂檢測(cè)】 7、如圖所示,一輕質(zhì)彈簧，上端懸掛于天花板，下端系一質(zhì)量為M的平板，處于平衡狀態(tài)。一質(zhì)量為m的均勻環(huán)套在彈簧外，與平板距離為h，讓環(huán)自由下落，撞擊平板。已知碰后環(huán)與板以相同的速度向下運(yùn)動(dòng)，

25、使彈簧伸長(zhǎng) （ ） m h M A、若碰撞時(shí)間極短，則碰撞過(guò)程中環(huán)與板的總動(dòng)量守恒 B、若碰撞時(shí)間極短，則碰撞過(guò)程中環(huán)與板的總機(jī)械能守恒 C、環(huán)擊板后，板的新的平衡位置與h的大小無(wú)關(guān) D、在碰后板和環(huán)一起下落的過(guò)程中，它們減少的動(dòng)能等于彈簧彈力所做的功。 （ AC ） 4．如圖，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端系一小物塊，物塊于水平面各處動(dòng)摩擦因數(shù)相同，彈簧無(wú)形變時(shí)物塊位于Ｏ點(diǎn)，今先后分別把物塊拉到Ｐ１和Ｐ２點(diǎn)

26、由靜止釋放，物塊都能運(yùn)動(dòng)到Ｏ點(diǎn)左方，設(shè)兩次運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊速度最大位置分別為Ｑ１和Ｑ２，則Ｑ１和Ｑ２點(diǎn) Ａ．都在Ｏ點(diǎn) Ｂ．都在Ｏ點(diǎn)右方，且Ｑ１離Ｏ點(diǎn)近 Ｃ．都在Ｏ點(diǎn)右方，且Ｑ2離Ｏ點(diǎn)近 D．都在Ｏ點(diǎn)右方，且Ｑ1、Ｑ2離Ｏ點(diǎn)在同一位置 5．在光滑水平面上停放著一輛質(zhì)量為Ｍ的小車(chē)，質(zhì)量為m的物體與勁度系數(shù)為k的輕彈簧牢固連接，將彈簧壓縮x0后用細(xì)線把物體與小車(chē)拴住，使物體靜止于車(chē)上A點(diǎn)，如圖所示，物體與平板車(chē)的動(dòng)摩擦因數(shù)為，O為彈簧原長(zhǎng)時(shí)物體右端所在位置，然后將細(xì)線燒斷，物體和小車(chē)都要開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。求當(dāng)物體在小車(chē)上運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)多遠(yuǎn)處，下車(chē)獲得的速度最大？ A B 18、A、B兩物體

27、的質(zhì)量之比為mA：mB=1：2。用質(zhì)量不計(jì)的彈簧把它們連接起來(lái)，放在光滑水平面上。A物體靠在固定板上，如圖所示。用力向左推B物體，壓縮彈簧，當(dāng)外力做功為W時(shí)，突然撤去外力。從A物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后，彈性勢(shì)能的最大值是 A、W/3　　 B、W/2　　　 C、2W/3　　　　　　 D、W 2、如圖所示，質(zhì)量為m2 和m3的兩物體靜止在光滑的水平面上，它們之間有壓縮的彈簧，一質(zhì)量為m1的物體以速度v0向右沖來(lái)，為防止沖撞，彈簧將m2 、m3向右、左彈開(kāi)，m3與m1碰后即粘合在一起。問(wèn)m3的速度至少應(yīng)多大，才能使以后m3和m2不發(fā)生碰撞？

28、 v0 m1 m3 m2 ( ) L C D A B F 20、如圖所示，質(zhì)量M=4kg的木板AB靜止放在光滑的水平面上，木板右端D點(diǎn)固定著一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端在C點(diǎn)，到木板左端的距離L=0.5m，CD端木板是光滑的。質(zhì)量m=1kg的小木塊靜止在木板的左端，與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，當(dāng)木板AB受到水平向左F=14N的恒力，作用時(shí)間t后撤去，這時(shí)小木塊恰好到達(dá)彈簧的自由端C處，試求 （1）水平恒力F作用時(shí)間t？ （2）小木塊壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能？ 6.（08天津理綜24）光滑水平面

29、上放著質(zhì)量mA=1 kg的物塊A與質(zhì)量mB=2 kg的 物塊B,A與B均可視為質(zhì)點(diǎn),A靠在豎直墻壁上,A、B間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧 （彈簧與A、B均不拴接）,用手擋住B不動(dòng),此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能EP=49 J.在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度,如圖所示.放手后B向右運(yùn)動(dòng),繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷,之后B沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道,其半徑R=0.5 m,B恰能到達(dá)最高點(diǎn)C.取g=10 m/s2,求 （1）繩拉斷后瞬間B的速度vB的大小; （2）繩拉斷過(guò)程繩對(duì)B的沖量I的大小; （3）繩拉斷過(guò)程繩對(duì)A所做的功W. 答案 (1)5 m/s (2)4

30、 N·s （3）8 J 解析 （1）設(shè)B在繩被拉斷后瞬間的速度為vB,到達(dá)C時(shí)的速度為vC,有mBg=mB ① mBvB2=mBvC2+2mBgR ② 代入數(shù)據(jù)得vB=5 m/s ` ③ （2）設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)B的速度為v1,取水平向右為正方向,有Ep=mBv12 ④ I=mBvB-mBv1 ⑤ 代入數(shù)據(jù)得I=-4 N·s,其大小為4 N·s ⑥ （3）設(shè)繩斷后A的速度為vA,取水平向右為正方向,有mBv1=mBvB+mAvA ⑦

31、 W=mAvA2 ⑧ 代入數(shù)據(jù)得W=8 J ⑨ 8.（07廣東17）如圖所示,在同一豎直平面上,質(zhì)量為2m的小球A靜止在光滑斜 面的底部,斜面高度為H=2L.小球受到彈簧的彈性力作用后,沿斜面向上運(yùn)動(dòng).離 開(kāi)斜面后,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)與靜止懸掛在此處的小球B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球 B剛好能擺到與懸點(diǎn)O同一高度,球A沿水平方向拋射落在水平面C上的P點(diǎn), O點(diǎn)的投影O′與P的距離為L(zhǎng)/2.已知球B質(zhì)量為m,懸繩長(zhǎng)L,視兩球?yàn)? 質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力.求: (1)球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大小. (2)球A在

32、兩球碰撞前一瞬間的速度大小. (3)彈簧的彈力對(duì)球A所做的功. 25.(北京豐臺(tái)區(qū)xx屆高三期末試題)如圖所示，斜面頂端距水平面高度為h，質(zhì)量為m1 的小物塊A從斜面頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失，為使A制動(dòng)，將輕彈簧的一端固定在水平滑道左端M處的墻上，另一端與質(zhì)量為 m2 擋板 B相連，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，B恰位于滑道上的 O點(diǎn)。A與 B碰撞時(shí)間極短，碰后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧，已知在 OM段 A、B 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，其余各處的摩擦不計(jì)，重力加速度為 g,求 （1）物塊 A在與擋板 B碰撞前瞬間速度 v的大??； （2）物塊 A在與擋板 B碰撞后瞬間速度的大??； （3）彈簧最大壓縮量為 d時(shí)的彈性勢(shì)能 Ep（設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零）。 【學(xué)習(xí)日記】教師評(píng)價(jià)：????? ??? ?（等第）