试题-全国-2020_（课标版）2020届高考物理二轮复习 专题二 第5讲 应用“三大观点”解决力学综合问题练习.docx

-1-第5讲应用“三大观点”解决力学综合问题冲刺提分作业A1.(2019福建大联考)汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时,安全气囊爆开。某次试验中,质量m1=1600kg的试验车以速度v1=36km/h正面撞击固定试验台,经时间t1=0.10s碰撞结束,车速减为零,此次碰撞安全气囊恰好爆开。忽略撞击过程中地面阻力的影响。求:(1)此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小;(2)若试验车以速度v1撞击正前方另一质量m2=1600kg、速度v2=18km/h同向行驶的汽车,经时间t2=0.16s两车以相同的速度一起滑行。试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开。答案见解析解析(1)v1=36km/h=10m/s,取速度v1的方向为正方向由动量定理有-I0=0-m1v1得I0=1.6×104N·s由冲量定义有I0=F0t1得F0=1.6×105N(2)设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v由动量守恒定律有m1v1+m2v2=(m1+m2)v对试验车,由动量定理有-Ft2=m1v-m1v1得F=2.5×104N可见F<F0,故试验车的安全气囊不会爆开2.(2019湖南衡阳模拟)如图甲所示,在高h=0.8m的水平平台上放置一质量为m'=0.9kg的小木块(视为质点),距平台右边缘d=2m。一质量为m=0.1kg的子弹沿水平方向射入小木块并留在其中(作用时间极短),然后一起向右运动,在平台上运动的v2-x关系如图乙所示,最后小木块从平台边缘滑出并落在距平台右侧水平距离为s=1.6m的地面上。g取10m/s2,求:(1)小木块滑出平台时的速度;(2)子弹射入小木块前的速度;(3)子弹射入小木块前至小木块滑出平台时,系统所产生的内能。答案(1)4m/s(2)80m/s(3)312J解析(1)小木块从平台滑出后做平抛运动,有h=12gt2,s=vt联立解得v=s2hg=4m/s(2)设子弹射入小木块后共同速度为v1,由题图乙可知40-v2=v12-40解得v1=8m/s子弹射入小木块的过程中,根据动量守恒定律有mv0=(m'+m)v1v0=(m'+m)v1m=80m/s(3)设子弹射入小木块前至小木块滑出平台时,系统所产生的内能为Q则Q=12mv02-12×(m'+m)v2=12×0.1×802J-12(0.9+0.1)×42J=312J3.(2019山东济宁模拟)如图所示,倾角为37°的斜面固定在地面上,斜面的末端有一垂直于斜面的弹性挡板c,滑块与挡板c相碰后的速率等于碰前的速率,斜面上铺了一层特殊物质,该物质在滑块上滑时对滑块不产生摩擦力,下滑时对滑块有摩擦且动摩擦因数处处相同。现有一质量为M=0.9kg的滑块沿斜面上滑,到达最高点b时的速度恰好为零,此时恰好与从a点水平抛出的质量为m=0.1kg的小球在沿斜面方向上发生弹性碰撞,且滑块与弹性挡板c碰后恰好反弹回到b点。已知a点和b点距地面的高度分别为H=2.4m,h=0.6m。sin37°=0.6,cos37°=0.8。(取g=10m/s2)求:(1)小球做平抛运动的初速度大小;(2)斜面与滑块间的动摩擦因数;(3)从与小球碰撞到最后停止,滑块在斜面上通过的总路程。答案(1)8m/s(2)0.25(3)7m解析(1)小球从a点到b点做平抛运动在竖直方向有H-h=12gt2小球到达b点时恰好沿斜面方向有tan37°=gtv0解得v0=8m/s(2)小球到达b点的速度v=v0cos37°=10m/s小球与滑块发生弹性碰撞,由动量守恒定律得mv=mv1+Mv2由能量守恒定律得12mv2=12mv12+12Mv22解得滑块与小球碰后的速度v2=2m/s由几何关系知斜面长L=hsin37°=1m滑块恰好反弹回到b点,由能量守恒定律得12Mv22=μMgLcos37°解得μ=0.25(3)设滑块与挡板第二次碰后到达最高点与c点的距离x2由能量守恒定律得Mg(L-x2)sin37°=μMgLcos37°解得x2=23L=23m设滑块与挡板第三次碰后到达最高点与c点的距离x3由能量守恒定律得Mg(x2-x3)sin37°=μMgx2cos37°解得x3=23x2=232m以此类推x4=23x3=233m所以滑块在斜面上共通过的路程为s=3L+2x2+2x3+…+2xn=7m4.(2019东北三省四市模拟)如图所示,光滑曲面AB与长度为L=1m的水平传送带BC平滑连接,传送带上表面以v=1m/s的速度向右运动。传送带右侧光滑水平地面上放置一个四分之一光滑圆轨道的物体乙,其质量为m2=3kg。质量为m1=1kg的物体甲(可视为质点)从曲面上高为h=1m的A点由静止释放,物体甲与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,不计空气阻力,