第六章 链接高考6 利用力学“三大观点”解决力学综合问题-【创新教程】2024高考物理复习大一轮课时作业word（老教材，人教版）

链接高考6　利用力学“三大观点”解决力学综合问题 1．如图所示，甲车质量m1＝m，在车上有质量M＝2m的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m2＝2m的乙车正以速度v0迎面滑来，已知h＝，为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看成质点． 解析：设向左为正方向，甲车(包括人)滑下斜坡后速度为v1，由机械能守恒定律有(m1＋M)v＝(m1＋M)gh，解得v1＝＝2v0 设人跳出甲车的水平速度(相对地面)为v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后，两车的速度分别为v′1和v′2，则人跳离甲车时： (M＋m1)v1＝Mv＋m1v′1 人跳上乙车时：Mv－m2v0＝(M＋m2)v′2 解得v′1＝6v0－2v，v′2＝v－v0 两车不发生碰撞的临界条件是v′1＝±v′2 当v′1＝v′2时，解得v＝v0 当v′1＝－v′2时，解得v＝v0 故v的取值范围为v0≤v≤v0. 答案：v0≤v≤v0 2．如图所示，滑块A、B静止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为μ(数值较小)，A、B由不可伸长的轻绳连接，绳子处于松弛状．现在突然给C一个向右的速度v0，让C在B上滑动，当C的速度为v0时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断时B的速度为v0.已知A、B、C的质量分别为2m、3m、m.求： (1)从C获得速度v0开始经过多长时间绳子刚好伸直； (2)从C获得速度v0开始到绳子被拉断的过程中整个系统损失的机械能． 解析：(1)从C获得速度v0到绳子刚好伸直的过程中，根据动量定理得：－μmgt＝mv0－mv0， 解得：t＝； (2)设绳子刚伸直时B的速度为vB，对B、C组成的系统，由动量守恒定律得：mv0＝m·v0＋3mvB， 解得：vB＝v0， 绳子被拉断的过程中，A、B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律得：3mvB＝2mvA＋3m·v0， 解得：vA＝v0； 整个过程中，根据能量守恒定律得： E损＝mv－×2mv－×3m·2－m·2＝mv 答案：(1)　(2)mv 3．如图所示，在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B，其中A与C的质量相等均为m，曲面劈B的质量M＝3m，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑．现让小物块C以水平速度v0向右运动，与A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B.求： (1)碰撞过程中系统损失的机械能； (2)碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度． 解析：(1)小物块C与物块A发生碰撞粘在一起，以v0的方向为正方向 由动量守恒定律得：mv0＝2mv 解得v＝v0； 碰撞过程中系统损失的机械能为E损＝mv－×2mv2，解得E损＝mv. (2)当小物块A、C上升到最大高度时，A、B、C系统的速度相等．根据动量守恒定律：mv0＝(m＋m＋3m)v1 解得v1＝v0，根据机械能守恒得 2mgh＝×2m2－×5m2 解得h＝. 答案：(1)mv　(2) 4．如图所示，质量为m1＝0.5 kg的小物块P置于台面上的A点并与水平弹簧的右端接触(不拴接)，轻弹簧左端固定．且处于原长状态．质量M＝1 kg的长木板静置于水平面上，其上表面与水平台面相平，且紧靠台面右端．木板左端放有一质量m2＝1 kg的小滑块Q.现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)，撤去推力，此后P沿台面滑到边缘C时速度v0＝10 m/s，与小车左端的滑块Q相碰，最后物块P停在AC的正中点，滑块Q停在木板上．已知台面AB部分光滑，P与台面AC间的动摩擦因数μ1＝0.1，A、C间距离L＝4 m．滑块Q与木板上表面间的动摩擦因数μ2＝0.4，木板下表面与水平面间的动摩擦因数μ3＝0.1(g取10 m/s2)，求： (1)撤去推力时弹簧的弹性势能； (2)长木板运动中的最大速度； (3)长木板的最小长度． 解析：(1)小物块P由B点到C点的过程： W弹－μ1m1gL＝m1v－0 解得：W弹＝27 J Ep＝W弹＝27 J 即：撤去推力时弹簧的弹性势能为27 J. (2)小物块P和滑块Q碰撞过程动量守恒，以v0的方向为正方向m1v0＝－m1vP＋m2vQ 小物块P从碰撞后到静止 －μ1m1gL＝0－m1v 解得vQ＝6 m/s 滑块Q在长木板上滑动过程中： 对Q：－μ2m2g＝m2a1 对木板：μ2m2g－μ3(M＋m2)g＝Ma2 解得：a1＝－4 m/s2 a2＝2 m/s2 当滑块Q和木板速度相等时，木板速度最大， 设最大速度为v，滑行时间为t0 对Q：