专题二 动量和能量的综合应用-2021-2022学年高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版(课时作业)

[课下作业] [基础训练] 1．(2021·万州第一中学高一期末)如图所示，质量为m的小物块以水平速度v0滑上原来静止在光滑水平面上质量为M的小车左端，物块与小车间的动摩擦因数为μ，小物块相对小车静止时刚好运动至小车另一端。下列情景图判断正确的是 A. B. C. D．其中B、C图都是可能的 解析　由动能定理可知，对于m和M组成的系统，系统动量守恒，最终m恰好停在M右端时，两物体速度相同，且运动时间均为t，m做匀减速直线运动，其位移x1＝＞0，时间t具体数不知，所以BC均有可能，D正确。t，方向向右，A错误；两小车位移差Δx＝x1－x2＝t，方向向右，小车M做速度为零匀加速直线运动，其位移x2＝ 答案　D 2．(2021·利川市第五中学高二期末)已知A、B、C、D四个钢球的质量分别为10 000 kg、100 kg、1 kg、0.01 kg，悬挂在天花板上，初始时刻四个钢球相互接触且球心在一条直线上，与天花板距离均为L，四条绳都是竖直的，现将A球拉起60°的角度由静止释放，重力加速度为g，则D球被弹起的瞬间获得的速度最接近于 图Ⅱ­10 A．5　　　　　　　 B．6 C．7 D．8 解析　设AB两球质量分别为M和m，A球下落到最低点时的速度满足MgL(1－cos 60°)＝，故选D。v0。因M是m的100倍，则v2接近2v0；同理B和C碰后，C的速度接近于4v0；C和D碰后，D的速度接近于8v0＝8，解得v2＝mv＋Mv＝Mv，两球相碰时满足Mv0＝Mv1＋mv2，，解得v0＝Mv 答案　D 3.如图Ⅱ­11所示，质量为M的长木块放在水平面上，子弹沿水平方向射入木块并留在其中，测出木块在水平面上滑行的距离为s。已知木块与水平面间的动摩擦因数为μ，子弹的质量为m，重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，则由此可得子弹射入木块前的速度大小为 图Ⅱ­11 A. B. C. D. 解析　子弹击中木块过程，系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv1＝(M＋m)v，解得v＝。 子弹击中木块后做匀减速直线运动，对子弹与木块组成的系统，由动能定理得：－μ(M＋m)gs＝0－。故A正确，BCD错误。(M＋m)v2，解得v1＝ 答案　A 4．如图Ⅱ­12所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q质量相等，都可视作质点。Q与水平轻质弹簧相连。设Q静止，P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于 图Ⅱ­12 A．P的初动能 B．P的初动能的 C．P的初动能的 D．P的初动能的 解析　把小滑块P和Q以及弹簧看成一个系统，系统的动量守恒。在整个碰撞过程中，当小滑块P和Q的速度相等时，弹簧的弹性势能最大。设小滑块P的初速度为v0，两滑块的质量均为m，以v0的方向为正方向，则mv0＝2mv，v＝Ek0，故B正确。＝mv×2mv2＝－mv，所以弹簧具有的最大弹性势能Epm＝ 答案　B 5．(多选)小车AB静置于光滑的水平面上，A端固定一个轻质弹簧，B端粘有橡皮泥，AB车质量为M，长为L，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB与C都处于静止状态，如图Ⅱ­13所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使物体C离开弹簧向B端冲去，并跟B端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是 图Ⅱ­13 A．如果AB车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒 B．整个系统任何时刻动量都守恒 C．当木块对地运动速度为v时，小车对地运动速度为v D．整个系统最后静止 解析　AB车和物体组成的系统在水平方向上不受外力，动量守恒，由于最后弹性势能释放出来，整个过程机械能不守恒。选项B、C、D正确。 答案　BCD 6．(多选)用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图Ⅱ­14所示。现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，重力加速度为g，则下列说法正确的是 图Ⅱ­14 A．从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒 B．子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为 C．忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能 D．子弹和木块一起上升的最大高度为 解析　从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，故A、C错误；规定向右为正方向，由弹簧射入木块瞬间系统动量守恒可知： mv0＝(m＋M)v′ 所以子弹射入木块后的共同速度为：v′＝，故B正确；之后子弹和木块一起上升，该阶段根据机械能守恒得： (