2022高中物理 考前過(guò)關(guān)訓(xùn)練專題一 教科版選修3-5

2022高中物理 考前過(guò)關(guān)訓(xùn)練專題一 教科版選修3-51.(多選)從同樣高度落下的玻璃杯,掉在水泥地上容易打碎,而掉在草地上不容易打碎,其原因是()A.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量大,而掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量小B.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變大,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變小C.掉在水泥地上的玻璃杯動(dòng)量改變快,掉在草地上的玻璃杯動(dòng)量改變慢D.掉在水泥地上的玻璃杯與地面接觸時(shí),相互作用力大,而掉在草地上的玻璃杯受地面的沖擊力小【解析】選C、D。由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上時(shí)的速度相同,動(dòng)量相同,故選項(xiàng)A錯(cuò);最后速度減為零,動(dòng)量變化量相同,故選項(xiàng)B錯(cuò);由動(dòng)量定理可知落在水泥地上作用時(shí)間短,受到的作用力大,故選項(xiàng)C、D對(duì)。2.質(zhì)量m=100kg的小船靜止在平靜水面上,船兩端載著m甲=40kg、m乙=60kg的游泳者,在同一水平線上甲向左、乙向右同時(shí)以相對(duì)于岸3m/s的速度躍入水中,如圖所示,則小船的運(yùn)動(dòng)速率和方向?yàn)?)A.0.6m/s,向左B.3m/s,向左C.0.6m/s,向右D.3m/s,向右【解析】選A。甲、乙和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以水平向右為正方向,開始時(shí)總動(dòng)量為零,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:+m乙v乙+mv,解得:v=,代入數(shù)據(jù)解得v=-0.6m/s,負(fù)號(hào)說(shuō)明小船的速度方向向左,故選項(xiàng)A正確。3.在光滑水平面上有兩個(gè)相同的彈性小球A、B,質(zhì)量都為m,B球靜止,A球向B球運(yùn)動(dòng),發(fā)生正碰。已知碰撞過(guò)程中機(jī)械能守恒,兩球壓縮最緊時(shí)彈性勢(shì)能為Ep,則碰前A球的速度等于()A.B.C.2D.2【解析】選C。兩球壓縮最緊時(shí)速度相等,mvA=2mv;彈性勢(shì)能Ep=m-×2mv2;由得:vA=2。故C正確。4.如圖所示,質(zhì)量為M的天車靜止在光滑水平軌道上,下面用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛著質(zhì)量為m的沙箱,一顆質(zhì)量為m0的子彈以v0的水平速度射入沙箱,并留在其中,在以后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求:(1)沙箱上升的最大高度。(2)天車的最大速度?！窘馕觥?1)子彈打入沙箱過(guò)程中動(dòng)量守恒m0v0=(m0+m)v1擺動(dòng)過(guò)程中,子彈、沙箱、天車系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒。沙箱到達(dá)最大高度時(shí),系統(tǒng)有相同的速度,設(shè)為v2,則有(m0+m)v1=(m0+m+M)v2(m0+m)=(m0+m+M)+(m0+m)gh聯(lián)立三式可得沙箱上升的最大高度h=(2)子彈和沙箱再擺回最低點(diǎn)時(shí),天車速度最大,設(shè)此時(shí)天車速度為v3,沙箱速度為v4,由動(dòng)量守恒得(m0+m)v1=Mv3+(m+m0)v4由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得(m0+m)=M+(m+m0)聯(lián)立兩式可求得天車的最大速度v3=v1=v0答案:(1)(2)v0【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)如圖所示,在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為m的小球B通過(guò)輕彈簧相連并處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài);質(zhì)量為m的小球C以初速度v0沿AB連線向右勻速運(yùn)動(dòng),并與小球A發(fā)生彈性碰撞。在小球B的右側(cè)某位置固定一塊彈性擋板(圖中未畫出),當(dāng)小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走。不計(jì)所有碰撞過(guò)程中的機(jī)械能損失,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),小球B與擋板的碰撞時(shí)間極短,碰后小球B的速度大小不變,但方向相反。則B與擋板碰后彈簧彈性勢(shì)能的最大值Em可能是()A.mB.mC.mD.m【解析】選B、C。質(zhì)量相等的C球和A球發(fā)生彈性碰撞后速度交換,當(dāng)A、B兩球的動(dòng)量相等時(shí),B球與擋板相碰,則碰后系統(tǒng)總動(dòng)量為零,則彈簧再次壓縮到最短即彈性勢(shì)能最大(動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能),根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,系統(tǒng)損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能Ep=m,選項(xiàng)B正確;當(dāng)B球速度恰為零時(shí)與擋板相碰,則系統(tǒng)動(dòng)量不變化,系統(tǒng)機(jī)械能不變;當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),mv0=,彈性勢(shì)能最大,由功能關(guān)系和動(dòng)量關(guān)系可求出Ep=m-×m=m。所以,彈性勢(shì)能的最大值介于二者之間都有可能,選項(xiàng)C正確。