第7章 素养提升课(6) 动量和能量观点的综合应用（word练习）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

课时精练(三十二)　动量和能量观点的综合应用 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础巩固练] 1．如图甲所示，质量为2m、长为L的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹(可视为质点)以初速度v0水平向右射向木块，穿出木块时速度减为。若再将另一相同木块固定在传送带上，如图乙所示，使木块随传送带以v＝v0的速度水平向左运动，相同的子弹仍以初速度v0水平向右射向木块，木块的速度始终不变。已知木块对子弹的阻力恒定。下列说法正确的是(　　) A．第一次子弹穿过木块过程中，木块的位移大小为L B．第一次子弹穿过木块过程中，子弹克服阻力做的功为mv02 C．子弹前后两次穿过木块的时间之比为1∶2 D．第二次子弹穿出木块时的速度为v0 A　[第一次子弹穿过木块过程中动量守恒mv0＝2mv1＋m·，解得v1＝，对木块由动能定理得Ffx＝·2mv12，对子弹，有Wf＝－Ff(x＋L)＝m－mv02＝－mv02，即子弹克服阻力做的功为mv02，联立解得x＝，Ff＝，A正确 ，B错误；第一次，对木块由动量定理得Fft1＝2mv1，解得t1＝，第二次，子弹在木块中做匀减速运动，子弹加速度为a＝＝，子弹穿过木块时满足vt2＋v0t2－at22＝L，解得t2＝，则子弹前后两次穿过木块的时间之比为t1∶t2＝2∶1，第二次子弹穿出木块时的速度为v′＝v0－at2＝v0，CD错误。] 2．(2022·湖北省孝感市模拟)如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出。已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍(k为常数)，不计一切摩擦，则下列说法正确的是(　　) A．在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒 B．小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度 C．整个过程中小球和小车的机械能守恒 D．小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时，小球的位移大小为R C　[小球与小车组成的系统仅在水平方向不受外力，即只是水平方向系统动量守恒，A错误；因为系统水平方向的总动量保持为零，则小球由B点离开小车时小车速度为零，小球竖直上抛，由机械能守恒可知小球能上升到原来的高度，B错误；整个过程中小球和小车的机械能守恒，C正确；由人船模型可得kmx2＝mx1，x1＋x2＝R，解得x2＝，x1＝，所以小球的水平位移大小为R，D错误。] 3．(2022·中国科技大学附属中学模拟)如图所示，A、B两个物体，用一根轻弹簧相连，放在光滑的水平面上，已知A物体质量为B物体的一半，A物体左边有一竖直挡板。现用水平力向左缓慢推B物体，压缩弹簧，外力做功为W。突然撤去外力，B物体从静止开始向右运动，以后带动A物体做复杂的运动。当物体A开始向右运动以后，弹簧的弹性势能最大值为(　　) A．W B． C． D． C　[现用水平力向左缓慢推B物体，压缩弹簧，外力做功为W，根据能量守恒知弹簧储存的弹性势能大小是W。设A物体刚运动时，弹簧弹性势能转化为B的动能，B物体的速度为v0，则W＝mv02，当弹性势能最大时，两物体的速度相等，设为v，则由动量守恒定律得mv0＝v，再由机械能守恒定律得mv02＝Ep＋v2，联立解得当物体A开始向右运动以后，弹簧的弹性势能最大值为Ep＝W，C正确。] 4．(多选)如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA＝4.0 kg和mB＝3.0 kg，两物块之间用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触；另有一物块C从t＝0时，以一定速度向右运动。在t＝4 s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v -t图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．墙壁对物块B的弹力在4～12 s的时间内对B的冲量I的大小为18 N·s B．墙壁对物块B的弹力在4～12 s的时间内对B的冲量I的大小为36 N·s C．B离开墙后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为18 J D．B离开墙后的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为9 J BD　[由题图乙知，C与A碰撞前速度为v1＝9 m/s，碰后速度大小为v2＝3 m/s，C与A碰撞过程动量守恒，取碰撞前C的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mCv1＝(mA＋mC)v2，解得C的质量mC＝2 kg。由题图乙可知12 s末A和C的速度为 v3＝－3 m/s，4 s到12 s，墙对B的冲量为 I′＝(mA＋mC)v3－(mA＋mC)v2，解得I′＝－36 N·s，方向向左，墙壁对物块B的弹力在4～12 s的时间内对B的冲量I的大小为36 N·s，B正确，A错误；12 s后B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能均守恒，且当A、C与B速度相等时，弹簧弹性势能最大