第六章 碰撞与动量守恒-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮课时作业（旧教材，教科版）

专题探究(七)　动力学、动量和能量观点的综合应用 课时作业 基础巩固 一、选择题 1.某机车以0.8 m/s的速度驶向停在铁轨上的15节车厢与它们对接。机车跟第一节车厢相碰后,它们连在一起具有一个共同的速度,紧接着又与第二节车厢相碰,就这样,直至碰上最后一节车厢。设机车和车厢的质量都相等,则与最后一节车厢相碰后车厢的速度为(铁轨的摩擦忽略不计)(　B　) A.0.053 m/s B.0.05 m/s C.0.057 m/s D.0.06 m/s 解析:以机车和15节车厢整体为研究对象,由动量守恒定律得mv0=(m+ 15m)v,解得v=v0=×0.8 m/s=0.05 m/s,故B正确。 2.如图所示,两木块A、B用轻质弹簧连在一起,置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A,并留在其中。在子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法正确的是(　B　) A.动量守恒、机械能守恒 B.动量守恒、机械能不守恒 C.动量不守恒、机械能守恒 D.动量、机械能都不守恒 解析:子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程,系统不受外力作用,外力冲量为0,系统动量守恒,但是子弹击中木块A的过程,有摩擦力做功,部分机械能转化为内能,机械能不守恒,B正确。 3.(2023·福建南平月考)如图所示,质量为m的子弹水平射入质量为M、放在光滑水平地面上静止的木块,子弹未穿透木块,则从子弹接触木块到随木块一起匀速运动的过程中木块动能增加了5 J,那么此过程中系统产生的内能不可能为(　D　) A.12.8 J B.9.6 J C.6.4 J D.4.8 J 解析:设子弹的初速度为v0,与木块的共同速度为v,则由动量守恒定律有mv0=(M+m)v,系统产生的内能Q=fd=m-(M+m)v2,木块增加的动能为Ek1=Mv2,其中,f为子弹与木块间的摩擦力,d为子弹在木块内运动的位移,变形可得Q=Ek1>Ek1=5 J,故选D。 4.(2022·河北唐山三模)(多选)如图所示,质量为m的小球A系在轻线的一端,线的另一端固定在O点,O点到光滑水平面的距离为h。物块B和C的质量均为5m,B与C用轻弹簧栓接,置于光滑的水平面上,且物块B位于O点正下方。现拉动小球使轻线水平伸直,小球由静止释放,运动到最低点时与物块B发生弹性正碰(碰撞时间极短),小球与物块均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,则可求出(　ACD　) A.碰撞后小球A反弹上升的最大高度 B.碰撞后小球A反弹上升的时间 C.碰撞过程中物块B获得的冲量大小 D.碰撞后轻弹簧获得的最大弹性势能 解析:对小球A由机械能守恒定律可求出碰撞前小球A的速度,小球A与物块B发生弹性正碰,根据动量守恒定律和机械能守恒定律可求出碰撞后小球A和物块B的速度,对小球A再使用机械能守恒定律可求出碰撞后小球A反弹上升的最大高度,A正确;由于小球A碰撞后做变速圆周运动,故无法求得小球A反弹上升的时间,B错误;碰撞过程中根据动量定理可求出物块B获得的冲量大小,C正确;碰撞后,物块B、轻弹簧和物块C组成的系统中,当物块B和物块C共速时弹簧有最大弹性势能,根据动量守恒定律求出共速时的速度,再根据系统机械能守恒定律可求出弹簧获得的最大弹性势能,D正确。 5.(2022·四川广元三诊)如图所示,质量为3m的物块A与质量为m的物块B用轻弹簧和不可伸长的细线连接,静止在光滑的水平面上,此时细线刚好伸直但无弹力。现使物块A瞬间获得向右的速度v0,在以后的运动过程中,细线没有崩断,以下判断正确的是(　C　) A.细线再次伸直前,物块A的速度先减小后增大 B.细线再次伸直前,物块B的加速度先减小后增大 C.弹簧的最大弹性势能为m D.物块A、B与弹簧组成的系统,损失的机械能最多为m 解析:细线再次伸直时,也就是弹簧再次恢复原长时,该过程中A始终受到向左的弹力,即一直做减速运动,B始终受到向右的弹力,即一直做加速运动,弹簧的弹力先变大后变小,则B的加速度先增大后减小,故A、B错误;弹簧弹性势能最大时,弹簧被压缩到最短,此时两物块速度相同,根据动量守恒定律可得3mv0=(3m+m)v,解得v=v0,根据能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能Epmax=×3m-×(3m+m)v2=m,故C正确;整个过程中,只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,故D错误。 6.(多选)如图所示,足够长的木板Q放在光滑水平面上,在其左端有一可视为质点的物块P,P、Q间接触面粗糙。现给P向右的速率vP,给Q向左的速率vQ,取向右为速度的正方向,不计空气阻力,则运动过程中P、Q的速度随时间变化的图像可能正确的是(　ABC　) 解析:开始时,木板和物块均在摩擦力作用下做匀减速运动,二者最终速度相同。P、Q组成的系统动量守恒,根据动量