第1章 专题提升课3 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册教用Word(教科版)

1.如图所示，光滑水平面上静置一质量为M的木块，由一轻弹簧固连在墙上，有一质量为m的子弹以速度v0水平射入木块并留在其中，当木块又回到原来位置的过程中，墙对弹簧的冲量大小为(　　) A．0 B． C． D．2mv0 解析：选D。由于子弹射入木块的时间极短，系统的动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，解得v＝。从弹簧被压缩到木块第一次回到原来的位置过程中，速度大小不变，方向改变，对木块(含子弹)，根据动量定理得I＝－(M＋m)v－(M＋m)v＝－2(M＋m)＝－2mv0。由于弹簧的质量不计，则墙对弹簧的弹力等于弹簧对木块的弹力，所以墙对弹簧的冲量大小等于弹簧对木块的冲量大小，为2mv0 。 故A、B、C错误，D正确。 2.(2024·广东东莞校考)一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B，已知mA＝0.99 kg、mB＝3 kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长。现滑块A被水平飞来的质量为mC＝10 g，速度为400 m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求： (1)子弹击中A的瞬间，A和B的速度以及损失的机械能； (2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能； (3)B可获得的最大动能。 解析：(1)对子弹和A有mCvC＝(mA＋mC)vA 解得vA＝4 m/s 该瞬间vB＝0 损失的机械能ΔE＝mCv－(mA＋mC)v 解得ΔE＝792 J。 (2)对子弹、A和B有mCvC＝(mA＋mC＋mB)v 解得v＝1 m/s 从子弹与A共速到三者共速过程 (mA＋mC)v＝Ep＋(mA＋mC＋mB)v2 解得Ep＝6 J。 (3)当弹簧恢复原长时，B的动能最大，有 (mA＋mC)vA＝(mA＋mC)v1＋mBv2 (mA＋mC)v＝(mA＋mC)v＋mBv 此时B获得的动能最大EkB＝mBv＝6 J。 答案：(1)4 m/s　0　792 J　(2)6 J　(3)6 J 3.(2024·广东深圳校考期中)如图所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止，物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5, g取10 m/s2。 (1)求小车最终速度v。 (2)求物块在车面上滑行的时间t。 (3)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少？ 解析：(1)物块与小车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m2v0＝(m1＋m2)v 代入数据解得v＝0.8 m/s，方向水平向右。 (2)对小车，由动量定理得μm2gt＝m1v 代入数据解得t＝0.24 s。 (3)物块不滑离小车且恰好到达小车的右端时物块滑上小车的速度最大，物块与小车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 m2v0′＝(m1＋m2)v′ 由能量守恒定律得 m2v0′2＝(m1＋m2)v′2＋μm2gL 代入数据解得v0′＝5 m/s。 答案：(1)0.8 m/s，方向水平向右　(2)0.24 s (3)5 m/s 4．(2024·江苏常州高二校联考期中)如图所示，在光滑的水平长直轨道上，有一质量M＝3 kg的平板车以速度v0＝4 m/s匀速运动。某时刻将质量m＝1 kg的小滑块轻放在平板车的中点，小滑块与车面间的动摩擦因数μ＝0.2，小滑块不会从平板车滑下，g取10 m/s2。 (1)小滑块和平板车的最终速度为多大？ (2)当小滑块放到平板车中点的同时，对平板车施加一水平外力使其始终保持速度v0＝4 m/s 的匀速运动，直到两者同速，该水平外力对平板车的冲量为多少？ (3)在(2)的情况下，水平外力做多少功？系统产生多少热量？ 解析：(1)小滑块与平板车动量守恒，有 Mv0＝(M＋m)v 小滑块和平板车的最终速度v＝3 m/s。 (2)对系统运用动量定理I＝Ft＝(M＋m)v0－Mv0 水平外力对平板车的冲量I＝mv0＝4 N·s。 (3)小滑块的加速度a＝μg＝2 m/s2 小滑块与平板车共速所需的时间t＝＝2 s 小车运动距离x＝v0t＝8 m 水平外力大小F＝μmg＝2 N 水平外力做功W＝Fx＝16 J 系统产生的焦耳热Q＝W－mv＝8 J。 答案：(1)3 m/s　(2)4 N·s　(3)16 J　8 J 5．(2024·江苏盐城高二校联考期中)如图所示，光滑水平轨道上放置足够长的木板A和滑块C，滑块B置于上表面粗糙的木板A左上端，A、B的质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg。开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，与C发生碰撞(碰撞时间极短)。 (1)若mC＝0.5 kg，A与C发生碰撞后瞬间粘在一起共同向右运动，求碰撞后瞬间A、C共同速度的大小。 (2)若mC＝1 kg，A与C发生弹性碰撞后瞬间，求A的速度大小。 (3)若mC＝2 kg，A与C发生碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。 解析：(1)根据题意可知，A与C发生碰撞并共速，由动量守恒定律有mAv0＝(mA＋mC)vAC 解得vAC＝4 m/s。 (2)若A与C发生弹性碰撞，由动量守恒定律有 mAv0＝mAvA＋mCvC 由能量守恒定律mAv＝mAv＋mCv 联立解得vA＝ m/s。 (3)A、B达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，即vAB＝vC 对A、B、C，由动量守恒定律 (mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)vC 解得vC＝3 m/s A与C碰撞，由动量守恒定律mAv0＝mAvA＋mCvC 解得vA＝2 m/s。 答案：(1)4 m/s　(2) m/s　(3)2 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $