第7章 38微练38 动量守恒在子弹打木块模型和滑块—木板模型中的应用(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练38 动量守恒在子弹打木块模型和 滑块—木板模型中的应用 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 2 3 4 一、选择题(1~3题为单项选择题，4题为多项选择题) 1.(2025·东莞模拟)如图所示，质量为m的子弹 以水平初速度v0射入静止在光滑水平面上的质 量为M的木块中，子弹未从木块中射出，最后 共同速度为v，在此过程中，木块在地面上滑动 的距离为s，子弹射入木块的深度为d，子弹与 木块间的相互作用力为f，下列关系式中不正确的是( ) A.m-mv2=f(s+d) B.m-(M+m)v2=fd C.mv0=(M+m)v D.Mv2=fd 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对子弹由动能定理可知mv2-m=-f(s+d)，即m-mv2=f(s+d), A项正确；对子弹和木块的系统由能量关系可知m-(M+m)v2=fd，B项正确；对子弹和木块系统由动量守恒定律可知mv0=(M+m)v，C项正确；对木块由动能定理Mv2=fs，D项错误。综上所述，故选D。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.如图所示，质量为M=9 kg的木块静止于光滑水平面上，一质量为m=1 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s打入木块并停在木块中，下列说法正确的是( ) A.子弹打入木块后子弹和木块的共同速度为v=10 m/s B.子弹对木块做的功W=500 J C.木块对子弹做正功 D.子弹打入木块过程中产生的热量Q=3 500 J 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据动量守恒可得mv0=(M+m)v，解得子弹打入木块后子弹和木块的共同速度为v==10 m/s，A项正确；根据动能定理可知，子弹对木块做的功为W=Mv2-0=450 J，B项错误；由于子弹的动能减小，根据动能定理可知，木块对子弹做负功，C项错误；根据能量守恒可知，子弹打入木块过程中产生的热量为Q=m-(M+m)v2=4 500 J，D项错误。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.如图所示为一款户外游戏的简 化图，两等高的平台中间有一段 长为x的光滑水平面，在光滑水平面上有长为d的平板车紧靠左侧的平台，平板车的上表面与左、右平台在同一水平线上。游戏参与者需要在左侧平台边缘给可视为质点的小木块一个初速度，让小木块滑上平板车，最后小木块刚好滑上右侧平台，并静止在平台左边缘处视为胜利。已知小木块与平板车间的动摩擦因数为μ，平板车的质量是小木块的2倍，当平板车碰到右侧平台时立即被锁定，重力加速度为g。要使游戏参与者获得胜利，给小木块的初速度可能是( ) 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A. B. C. D. 小木块滑上平板车，设小木块质量为m，初速度为v0，由动量守恒定律得mv0=3mv，小木块在平板车上达到共速小木块相对平板车滑行的距离为L，由能量守恒得m=×3mv2+μmgL，联立解得 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 L=，木板碰到右侧平台侧壁停止运动，物体A刚好减速运动停在右侧平台上，对小木块由动能定理得μmg(d-L)=mv2，联立解得v0=，D项正确。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2025·汕头模拟)如图所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点。开始时砂袋处于静止状态，一弹丸以水平速度v0击中砂袋后未穿出，二者共同摆动。若弹丸质量为m，砂袋质量为5m，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，弹丸击中砂袋后漏出的砂子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是( ) 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.弹丸打入砂袋过程中，细绳所受拉力变大 B.弹丸打入砂袋过程中，弹丸对砂袋的冲量大小大于砂袋对弹丸的冲量大小 C.弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为 D.砂袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 弹丸打入砂袋的过程由动量守恒定律得mv0=(m+5m)v，解得v=v0,弹丸打入砂袋后，总质量变大，且来回摆动，相当于圆周运动的一部分，在最低点有FT=6mg+6m，细绳所受拉力变大，A项正 确；根据牛顿第三定律可知，弹丸打入砂袋过程中，弹丸对砂袋的冲量大小等于砂袋对弹丸的冲量大小，B项错误；弹丸打入砂 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 袋过程中所产生的热量Q=m-×6mv2=m，C项错误；弹丸与沙袋一起摆动过程中机械能守恒，由机械能守恒得×6mv2=6mgh，解得h=，D项正确。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 二、非选择题 5.如图所示，套筒C可以沿着水平固定的光滑杆(足够长)左右滑动，套筒下方用不可伸长的轻细线悬挂物体B。开始时物体B和套筒C均静止，子弹A以v0=40 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为。已知子弹A、物体B、套筒C的质量分别为mA=0.1 kg、mB=mC =1.5 kg，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)子弹A击穿物体B的过程，子弹A对物体B 的冲量大小； (2)物体B能上升的最大高度； (3)套筒C可以达到的最大速度。 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)子弹A击穿物体B的过程，动量守恒，规定向右为正方向，则 mAv0=mA×v0+mBv1， 对物体B根据动量定理有I=mBv1， 解得I=3 N·s。 (2)由(1)可解得子弹A击穿物体B后，B的速度为v1=2 m/s，物体B上升过程中，B、C组成的系统水平方向动量守恒，设最大高度为h,则有mBv1=(mB+mC)v2， 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 mBgh=mB-(mB+mC)， 解得h=0.1 m。 (3)当B回到最低点时，C的速度最大，根据B、C系统动量守恒可知(mB+mC)v2=-mBv3+mCv4， 根据能量守恒定律有 mBgh+(mB+mC)=mB+mC， 解得v4=2 m/s。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.如图所示，光滑水平面上有一质量M= 1.98 kg的小车，小车上表面有一半径为 R=1 m的光滑圆弧轨道，与水平轨道在B点相切，B点右侧粗糙，小车的最右端D点竖直固定轻质弹簧片CD，已知滑块与弹簧片碰撞时无机械能损失，BD之间距离为0.3 m，一个质量m=2 kg的滑块置于车的B点，车与滑块均处于静止状态，有一质量m0=20 g的子弹，以速度v0=800 m/s击中小车并停留在车中，设子弹击中小车的过程时间极短，已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，g取10 m/s2。求： 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)子弹击中小车后的瞬间，小车的速度； (2)滑块再次返回圆弧轨道最低点时，滑块的速度大小； (3)滑块最终相对于B点的距离。 (1)取向右为正方向，子弹打小车过程，子弹和小车系统动量守恒 m0v0=(m0+M)v， 解得v=8 m/s。 (2)子弹、小车和滑块构成的系统动量守恒 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (m0+M)v=(m0+M)v1+mv2， 子弹、小车和滑块构成的系统机械能守恒 (m0+M)v2=(m0+M)+m， 联立可得v1=0，v2=8 m/s。 (3)滑块最终状态是三者共速时，有 (m0+M)v=(m0+m+M)v3， 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据能量守恒定律，有 (m0+M)v2-(m0+m+M)=μmgs， 联立可得s=3.2 m， 所以相对于B点的距离是x=s-0.3×10 m=0.2 m。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.(2024·安徽卷)如图所示，一实验小车静止在光 滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四 分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆 弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰 撞。碰撞后，物块沿着轨道运动，已知细线长L=1.25 m。小球质量m=0.20 kg。物块、小车质量均为M=0.30 kg。小车上的水平轨道长 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 s=1.0 m。圆弧轨道半径R=0.15 m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。 (1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小； (2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小； (3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理得mgL=m-0， 解得v0=5 m/s， 在最低点，对小球由牛顿第二定律得 FT-mg=m， 解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为FT=6 N。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 mv0=mv1+Mv2， m=m+M， 解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为 v2=v0=4 m/s。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体，由水平方向动量守恒得 Mv2=2Mv3， 由能量守恒定律M=×2M+μ1Mgs， 解得μ1=0.4， 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体，由水平方向动量守恒得 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 Mv2=2Mv4， 由能量守恒定律得 M=×2M+μ2Mgs+MgR， 解得μ2=0.25， 综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为0.25≤μ<0.4。 解析 1 5 6 7 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$