内容正文:
高中物理选择性必修一重点考点解读
考点5 滑块木板模型和子弹打木块模型
知识网络
考点解读
模型一 “滑块—木板”模型
1.模型图示
2.模型特点
(1)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能。
(2)若滑块未从木板上滑下,当两者速度相同时,木板速度最大,相对位移最大。
3.求解方法
(1)求速度:根据动量守恒定律求解,研究对象为一个系统。
(2)求时间:根据动量定理求解,研究对象为一个物体。
(3)求系统产生的内能或相对位移:根据能量守恒定律Q=FfΔx或Q=E初-E末,研究对象为一个系统。
模型二 “子弹打木块”模型
模型
图示
模型
特点
(1)子弹水平打进木块的过程中,系统的动量守恒。
(2)系统的机械能有损失,一般应用能量守恒定律
两种
情景
(1)子弹嵌入木块中,两者速度相等,机械能损失最多(完全非弹性碰撞)
①系统动量守恒:mv0=(m+M)v
②系统能量守恒:Q=Ffd=m(M+m)v2
(2)子弹穿透木块,两者速度不相等,机械能有损失
①系统动量守恒:mv0=mv1+Mv2
②系统能量守恒:Q=FfL=m
解题
思路
三个角度求解子弹打木块过程中损失的机械能
(1)利用系统前、后的机械能之差求解。
(2)利用Q=Ffx相对求解。
(3)利用打击过程中子弹克服阻力做的功与阻力对木块做的功的差值进行求解。
能力素养提升
示意图
木板初速度为零且足够长
木板有初速度且足够长,板块反向
地面光滑
地面光滑
v-t图像
针对训练
1.(2026安徽淮南质检)光滑的水平面上有一静止木块,质量为m的子弹水平射入后未穿出,子弹与木块运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.木块的质量为10m
B.子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小
C.整个过程产生的热量为
D.子弹进入木块的深度为v0t0
答案 BC
解析 水平面光滑,子弹与木块组成的系统动量守恒,设木块质量为M,木块与子弹共速后速度v=,由动量守恒定律,=(M+m)v,解得木块的质量为M=9m,A错误;子弹与木块组成的系统动量守恒,即△+△=0,△=-△
,子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小,B正确;
质量为m的子弹水平射入后未穿出,整个过程产生的热量等于系统损失是动能,Q=△=m-(m+M)=,C正确;
根据v-t图像与横轴所围面积表示位移,0~时间内子弹位移==
木块位移==,子弹进入木块的深度为d=-==v0t0, D错误。
2(2025·湖南衡阳期末)如图所示,光滑水平面上放置一质量为M的木块,质量为m的子弹以v0速度射入木块,子弹未穿出木块且达到共同速度为v,该过程中子弹与木块相互作用力恒定不变,产生的热量为Q,木块获得的动能为Ek,则下列各项正确的是( )
A.子弹对木块做功和木块对子弹做功代数和为0
B.子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小
C.Q=
D.该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能Ek
答案:BCD
解析:设子弹射入木块的深度为d,木块的位移为x,子弹与木块之间的力大小为Ff,则子弹对木块做的功W1=Ffx,木块对子弹做的功W2=-Ff(d+x),所以两个功的代数和不为零,故A错误;根据冲量的定义式I=Ft及牛顿第三定律可知,子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小,故B正确;根据动量守恒定律可得mv0=(m+M)v,根据能量守恒定律可得m=(m+M)v2+Q,联立解得Q=,故C正确;木块获得的动能为Ek=Mv2=,该过程产生的热量与木块获得的动能之比为=>1,可知该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能Ek,故D正确。
3(2025·山东省实验中学月考)如图所示,两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上的滑块A、B后与滑块一起运动。两滑块质量相同、材料不同,子弹在A中受到的平均阻力是在B中受到的平均阻力的两倍。下列说法正确的是( )
A.射入滑块A的子弹最终速度小
B.射入滑块A的子弹受到的阻力的冲量大
C.射入滑块A中的深度是射入滑块B中深度的两倍
D.子弹对滑块A做的功和对滑块B做的功相等
答案 D
解析: 设子弹的初速度为v,子弹与滑块共同速度为v',子弹和滑块的质量分别为m、M,取向右为正方向,根据动量守恒定律可知mv=(m+M)v',解得v'=,由于两滑块质量相同,子弹质量也相同,则最后共同速度也相同,子弹的动量变化量相等,根据动量定理可知I=Δp,子弹受到的阻力的冲量相同,故A、B错误;两过程中系统产生的热量等于系统减小的机械能,由上面的分析知,两系统减小的机械能相同,故两过程系统产生的热量相同,由Q=Ffd,其中子弹在A中受到的平均阻力是在B中受到的平均阻力的两倍,可知子弹射入滑块B中的深度是射入滑块A中深度的两倍,故C错误;子弹对滑块做的功等于滑块动能的增加量,两滑块质量相同,初动能相同,末动能相同,则子弹对滑块A做的功和对滑块B做的功相等,故D正确。
4 (2025·黑龙江大庆高三期末)如图所示,质量为M=0.9 kg的木块静止于光滑水平面上,一质量为m=0.1 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s打入木块并停在木块中,此过程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=50 J
C.木块和子弹组成的系统机械能守恒
D.子弹打入木块过程中产生的热量Q=350 J
答案 A
解析 根据动量守恒定律可得mv0=(M+m)v,解得子弹打入木块后子弹和木块的共同速度v=10 m/s,故A正确;根据动能定理可知,子弹对木块做的功W=Mv2-0=45 J,故B错误;根据能量守恒定律可知,子弹打入木块过程中产生的热量Q=m(M+m)v2=450 J,可知木块和子弹组成的系统机械能不守恒,故C、D错误。
5.(2025·湖南长沙模拟)如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了10 J,已知木块质量大于子弹质量,则此过程中产生的热量不可能为( )
A.20 J B.35 J
C.50 J D.120 J
答案 A
解析 设子弹初速度为v0,打入木块后速度为v,子弹和木块的质量分别为m、M,根据动量守恒定律有mv0=v,木块位移s木=t,子弹打入深度d=t-t=t,由于m<M,则d>2s木,根据功能关系有木块增加的动能ΔEk=fs木,系统产生的热量Q=fd,则Q>2ΔEk=20 J,故A正确。
6. (2025·四川宜宾模拟)如图所示,圆筒C可以沿足够长的水平固定光滑杆左右滑动,圆筒下方用不可伸长的轻绳悬挂物体B,开始时物体B和圆筒C均静止,子弹A以100 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40 m/s,已知子弹A、物体B、圆筒C的质量分别为mA=0.1 kg、mB=1.0 kg、mC=0.5 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.物体B能上升的最大高度为0.6 m
B.物体B能上升的最大高度为1.8 m
C.圆筒C能达到的最大速度为4.0 m/s
D.圆筒C能达到的最大速度为8.0 m/s
答案 AD
解析 子弹A以100 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40 m/s,则A、B组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律有mAv0=mAv1+mBv2,B上升时,与C组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,则有mBv2=(mB+mC)v3,mB(mB+mC)+mBgh,解得h=0.6 m,故A正确,B错误;B返回到最低点时,与C组成的系统水平方向动量守恒,机械能守恒,此时C的速度最大,则有mBv2=-mBv4+mCv5,mBmBmC,解得v5=8 m/s,故C错误,D正确。
7. 如图所示,一质量为M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量为m=1.0kg的小木块A.同时给A和B大小均为v=5.0m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离B.在A做加速运动的时间内,B的速度大小可能是( )
A.1.8m/s B.2.4m/s
C.2.8m/s D.3.5m/s
答案 C
解析 以A、B组成的系统为研究对象,因为系统不受外力,则系统动量守恒,选择水平向右的方向为正方向,从A、B开始运动到A的速度为零,根据动量守恒定律可得(M-m)v=MvB1,解得vB1= m/s,从A、B开始运动到A、B共速,根据动量守恒定律可得(M-m)v=(M+m)vB2,解得vB2=2.5 m/s,木块A加速运动的过程为其速度减为零到与B共速的过程,此过程中B始终减速,则在木块A做加速运动的时间内,B的速度范围为2.5 m/s≤vB≤ m/s,故C正确,ABD错误.
8 . 质量为M,长度为d的木块放在光滑的水平面上,在木块的右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动,质量为m的子弹以水平速度v0射入静止的木块,刚好能将木块射穿.现拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度v0射入静止的木块,设子弹在木块中受到的阻力大小恒定,则( )
A.拔去销钉,木块和子弹组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B.子弹在木块中受到的阻力大小为
C.拔去销钉,子弹在木块中运动的时间为
D.拔去销钉,子弹射入木块的深度为
答案 C
解析 拔去销钉,木块和子弹之间的摩擦力是系统内力,故木块和子弹组成的系
统动量守恒;但因摩擦力要做功,故系统机械能不守恒,故A错误.当木块固定时,由动能定理可知-fd=0-m,解得f=,故B错误.拔去销钉,子弹与木块系统动量守恒,则根据动量守恒定律可得mv0=(m+M)v,解得v=,对木块根据动量定理可得ft=Mv,子弹在木块中运动的时间为,故C正确.拔去销钉,由C选项分析可知最终速度,故整个过程根据动能定理有-fx=m+M)v2-m,解得x=,D错误.
9 如图所示,用不可伸长的轻质细绳将木块悬挂于一点O,开始木块自由静止在O点下方的P点.质量为m的弹丸以水平向右的速度v1=205m/s射入质量为M=40m的木块,射入木块后二者共同摆动的最大摆角为α,当其第一次返回P位置时,第二粒相同的弹丸以水平向右的速度v2又击中木块,使木块向右摆动且最大摆角仍为α,弹丸均未射出木块,木块和弹丸形状大小以及空气阻力均忽略不计,则第二粒弹丸水平向右的速度v2的大小为( )
A.664m/s B.581m/s C.498m/s D.415m/s
答案 D
解析 第一粒弹丸射入木块中,根据动量守恒可得mv1=(M+m)v,解得共同速度为v=.射入木块后二者共同摆动的最大摆角为α,设绳子长度为L,根据机械能守恒可得M+m)v2=(M+m)L(1- cos α).当其第一次返回P位置时,第二粒相同的弹丸以水平向右的速度v2又击中木块,使木块向右摆动且最大摆角仍为α,根据动量守恒可得mv2-(M+m)v=(M+2m)v',根据机械能守恒可得M+2m)v'2=(M+2m)L(1- cosα),联立可得v'=v,v2=v1=×205 m/s=415 m/s,故D正确,ABC错误.
10.(2026上海虹桥质检)如图所示,在光滑水平面上,有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块。都以v=4 m/s的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,则( )
A.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做减速运动
B.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做加速运动
C.当薄板的速度为3 m/s时,物块做加速运动
D.当薄板的速度为3 m/s时,物块做匀速运动
答案 B
解析 开始薄板在摩擦力作用下向右减速运动,物块向左减速运动,当物块速度减小到零时,薄板速度设为,由动量守恒定律,Mv-mv=M,解得=2.67m/s。之后,薄板继续向右减速,物块向右加速,当两者速度达到相同时,设共同速度为,由动量守恒定律,M=(M+m),解得=2m/s。之后两者相对静止,一起向右做减速运动。综上所述可知,当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做加速运动;当薄板的速度为3 m/s时,物块做减速运动,B正确,ACD错误。
11 (2025·山东烟台模拟)长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为1 J
B.系统损失的机械能为1 J
C.木板A的最小长度为2 m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
答案 AD
解析: 以B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得M=2 kg,则木板获得的动能为Ek=Mv2=×2×12 J=1 J,故A正确;系统损失的机械能ΔE=m-(m+M)v2,代入数据解得ΔE=2 J,故B错误;根据v-t图像中图线与t轴所围的面积表示位移,由题图得到0~1 s内B的位移为sB=×(2+1)×1 m=1.5 m,A的位移为sA=×1×1 m=0.5 m,则木板A的最小长度为L=sB-sA=1 m,故C错误;B的加速度a==-1 m/s2,负号表示加速度的方向与v0的方向相反,由牛顿第二定律得-μmg=ma,解得A、B间的动摩擦因数为μ=0.1,故D正确。
12 (2025·江西吉安高三期末)如图所示,长木板静止放置在光滑的水平地面上,木块(视为质点)静止放置在长木板的最右端,让长木板与木块瞬间同时各获得一个水平向右和水平向左的速度,大小均为v0,经过一段时间t0,木块恰好不从长木板的最左端脱离,已知长木板与木块的质量相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块与长木板刚好不脱离时,两者仍然有速度
B.木块与长木板之间的动摩擦因数为
C.长木板的长度为v0t0
D.可以求出长木板与木块的质量
答案 BC
解析 设长木板与木块的质量均为m,该过程两者组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可得mv0-mv0=2mv共,则v共=0,即木块与长木板刚好不脱离时两者正好都处于静止状态,A错误;对木块,根据动量定理可得-μmgt0=0-mv0,解得μ=,B正确;由能量守恒定律可得Q=2×m,又Q=μmgL,联立解得长木板的长度为L=v0t0,C正确;在运算的过程中,两者的质量相等都消掉,则无法求出长木板与木块的质量,D错误。
13 .(2025·北京高三开学考)如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为mB=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,g=10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.A、B间的动摩擦因数为0.1
B.系统损失的机械能为4 J
C.木板A的最小长度为2 m
D.木板获得的动能为2 J
答案 A
解析 由题图乙得物体B的加速度大小为aB= m/s2=1 m/s2,根据牛顿第二定律得μmBg=mBaB,解得μ=0.1,A正确;根据动量守恒定律得mBv0=(mA+mB)v,解得mA=2 kg,系统损失的机械能为E损=mBv2=2 J,B错误;木板A的最小长度为L=×1 m-×1×1 m=1 m,C错误;木板获得的动能为EkA=mAv2=1 J,D错误。
14 .(2025·福建福州高三期末)如图所示,光滑水平地面上并排放置着质量分别为m1=1 kg、m2=2 kg的木板A、B,一质量M=2 kg的滑块C(视为质点)以初速度v0=10 m/s从A左端滑上木板,C滑离木板A时的速度大小为v1=7 m/s,最终C与木板B相对静止,则( )
A.木板B与滑块C最终均静止在水平地面上
B.木板B的最大速度为2 m/s
C.木板A的最大速度为1 m/s
D.整个过程,A、B、C组成的系统机械能减少了57.5 J
答案 D
解析 整个系统动量守恒,C滑离木板A时A的速度最大,有Mv0=Mv1+(m1+m2)vA,解得木板A的最大速度vA=2 m/s,滑上B后,对B、C整体,由动量守恒定律有Mv1+m2vA=(M+m2)vB,此时木板B的速度最大,为vB=4.5 m/s,并且B、C一起做匀速运动,故A、B、C错误;整个过程,A、B、C组成的系统机械能减少量ΔE=Mm1(m2+M)=57.5 J,故D正确。
15. (深圳市高级中学高中园2025届高三下学期第三次模拟考试)如图甲所示,一右端固定有竖直挡板的质量的木板静置于光滑的水平面上,另一质量的物块以的水平初速度从木板的最左端冲上木板,最终物块与木板保持相对静止,物块和木板的运动速度随时间变化的关系图像如图乙所示,物块可视为质点,则下列判断正确的是( )
A. 图乙中的数值为4
B. 物块与木板的碰撞为弹性碰撞
C. 整个过程物块与木板之间因摩擦产生的热量为10J
D. 最终物块距木板左端的距离为3m
【答案】BD
【解析】.根据题意可知,题图乙中图线a表示碰撞前物块的减速运动过程,图线b表示碰撞前木板的加速过程,图线c表示碰撞后木板的减速过程,图线d表示碰撞后物块的加速过程,物块与挡板碰撞前瞬间,物块的速度大小为,设此时木板速度大小为,则,从物块滑上木板到物块与木板碰撞前瞬间的过程,根据系统动量守恒有
解得
物块与挡板碰撞后瞬间,物块的速度为0,木板速度大小为,从物块滑上木板到物块与木板碰撞后瞬间的过程,根据系统动量守恒有
解得
故A错误;
2s末物块与木板共同运动的速度大小为,从物块滑上木板到最终共同匀速运动的过程,根据系统动量守恒有
解得
物块与木板碰撞前瞬间,系统的动能为
物块与木板碰撞后瞬间,系统的动能
故碰撞过程系统没有机械能损失,故B正确;
物块滑上木板时系统的动能为
最终相对静止时系统的动能为
所以系统产生热量为
故C错误;
由题图乙得木板长为4.5m,碰撞后物块与木板相对位移为1.5m,故最终物块距木板左端的距离为3m,故正确。
16.如图所示,光滑的水平地面上静止放置着长木板A和滑块B,地面右侧足够远处有固定的挡板.滑块C沿地面从左侧向右运动,和A发生弹性碰撞,此后运动过程中B始终在长木板A上,A和挡板碰撞无能量损失.已知滑块C的初速度v0=4m/s,mA=mC=3kg,mB=1kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度大小g取10m/s2.求:
(1)C和A碰撞后瞬间A和B的速度大小;
(2)C的最终速度.
答案 (1)4m/s 0 (2)1.5m/s,方向向左
解析 (1)C和A发生弹性碰撞,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有mCv0=mAv1+mCv2
mC=mA+mC
解得v1=v0=4m/s,v2=0,A和C速度互换
B不参与,A、C碰撞后瞬间,vB=0
(2)A和B发生相对运动直到速度相等,根据动量守恒可得mAv1=(mA+mB)v3
A与挡板碰撞后速度等大反向,又与B再次共速,以向左为正方向,根据动量守恒可得mAv3-mBv3=(mA+mB)v4
解得v4=1.5m/s
A和C第二次碰撞发生速度互换,则有
vC=v4=1.5m/s,方向向左.
17. 如图所示,一平板车A质量为2m,原来静止于光滑水平面上,其右端与竖直固定挡板相距L.小物块B的质量为m,以大小为v0的初速度从平板车左端开始向右滑行,一段时间后车与挡板发生碰撞,已知车碰撞挡板的时间极短,碰撞前后瞬间的速度大小不变但方向相反,A、B之间的动摩擦因数为μ.物块B总不能到达车板的右端,重力加速度大小为g.
(1)车第一次碰到挡板前瞬间车的速度可能是多大?
(2)若车与挡板共发生了2次碰撞,求L满足的条件.
答案 (1)或 (2)≤L<
解析 (1)假设A与挡板碰撞前瞬间,A、B的速度恰好相等,根据动量守恒定律得
mv0=(2m+m)vt
对A,由动能定理可得μmgL=·2m
解得L=
当L≥时,可得第一次碰到挡板前瞬间A的速度大小为vt1=
当L<时,可得第一次碰到挡板前瞬间A的速度大小为vt2=
(2)设在A与挡板第一次碰撞前瞬间A、B的速度大小分别为vA、vB,根据动量守恒定律有mv0=2mvA+mvB
分以下两种情况讨论:
①如果L为某个值L1,使A与挡板第一次碰撞后经过一段时间恰好与B同时停止运动,则mvB-2mvA=0
此时A与挡板只发生一次碰撞
在碰撞前对A由动能定理可得μmgL1=·2m
联立解得L1=
②如果L为某个值L2,使A与挡板能发生二次碰撞,从A开始运动到与挡板第一次碰撞前瞬间,对A由动能定理可得μmgL2=·2m
设A与挡板第二次碰撞前瞬间A、B的速度大小分别为vA'、vB',从A与挡板第一次碰撞后瞬间到第二次碰撞前瞬间,由动量守恒定律可得mvB-2mvA=2mv'A+mv'B
A在这段时间内先向左、后向右运动,加速度保持不变,根据匀变速直线运动的对称性可知vA'=vA
由题意可知A与挡板第二次碰撞后经一段时间A、B同时停止运动,即mv'B-2mv'A=0
解得L2=
综上所述可知,若A与挡板共发生了2次碰撞,L应满足的条件是≤L<.
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考点5 滑块木板模型和子弹打木块模型
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考点解读
模型一 “滑块—木板”模型
1.模型图示
2.模型特点
(1)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能。
(2)若滑块未从木板上滑下,当两者速度相同时,木板速度最大,相对位移最大。
3.求解方法
(1)求速度:根据动量守恒定律求解,研究对象为一个系统。
(2)求时间:根据动量定理求解,研究对象为一个物体。
(3)求系统产生的内能或相对位移:根据能量守恒定律Q=FfΔx或Q=E初-E末,研究对象为一个系统。
模型二 “子弹打木块”模型
模型
图示
模型
特点
(1)子弹水平打进木块的过程中,系统的动量守恒。
(2)系统的机械能有损失,一般应用能量守恒定律
两种
情景
(1)子弹嵌入木块中,两者速度相等,机械能损失最多(完全非弹性碰撞)
①系统动量守恒:mv0=(m+M)v
②系统能量守恒:Q=Ffd=m(M+m)v2
(2)子弹穿透木块,两者速度不相等,机械能有损失
①系统动量守恒:mv0=mv1+Mv2
②系统能量守恒:Q=FfL=m
解题
思路
三个角度求解子弹打木块过程中损失的机械能
(1)利用系统前、后的机械能之差求解。
(2)利用Q=Ffx相对求解。
(3)利用打击过程中子弹克服阻力做的功与阻力对木块做的功的差值进行求解。
能力素养提升
示意图
木板初速度为零且足够长
木板有初速度且足够长,板块反向
地面光滑
地面光滑
v-t图像
针对训练
1.(2026安徽淮南质检)光滑的水平面上有一静止木块,质量为m的子弹水平射入后未穿出,子弹与木块运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.木块的质量为10m
B.子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小
C.整个过程产生的热量为
D.子弹进入木块的深度为v0t0
2(2025·湖南衡阳期末)如图所示,光滑水平面上放置一质量为M的木块,质量为m的子弹以v0速度射入木块,子弹未穿出木块且达到共同速度为v,该过程中子弹与木块相互作用力恒定不变,产生的热量为Q,木块获得的动能为Ek,则下列各项正确的是( )
A.子弹对木块做功和木块对子弹做功代数和为0
B.子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小
C.Q=
D.该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能Ek
3(2025·山东省实验中学月考)如图所示,两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上的滑块A、B后与滑块一起运动。两滑块质量相同、材料不同,子弹在A中受到的平均阻力是在B中受到的平均阻力的两倍。下列说法正确的是( )
A.射入滑块A的子弹最终速度小
B.射入滑块A的子弹受到的阻力的冲量大
C.射入滑块A中的深度是射入滑块B中深度的两倍
D.子弹对滑块A做的功和对滑块B做的功相等
4 (2025·黑龙江大庆高三期末)如图所示,质量为M=0.9 kg的木块静止于光滑水平面上,一质量为m=0.1 kg的子弹以水平速度v0=100 m/s打入木块并停在木块中,此过程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=50 J
C.木块和子弹组成的系统机械能守恒
D.子弹打入木块过程中产生的热量Q=350 J
5.(2025·湖南长沙模拟)如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了10 J,已知木块质量大于子弹质量,则此过程中产生的热量不可能为( )
A.20 J B.35 J
C.50 J D.120 J
6. (2025·四川宜宾模拟)如图所示,圆筒C可以沿足够长的水平固定光滑杆左右滑动,圆筒下方用不可伸长的轻绳悬挂物体B,开始时物体B和圆筒C均静止,子弹A以100 m/s的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为40 m/s,已知子弹A、物体B、圆筒C的质量分别为mA=0.1 kg、mB=1.0 kg、mC=0.5 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.物体B能上升的最大高度为0.6 m
B.物体B能上升的最大高度为1.8 m
C.圆筒C能达到的最大速度为4.0 m/s
D.圆筒C能达到的最大速度为8.0 m/s
7. 如图所示,一质量为M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一个质量为m=1.0kg的小木块A.同时给A和B大小均为v=5.0m/s、方向相反的初速度,使A开始向左运动,B开始向右运动,A始终没有滑离B.在A做加速运动的时间内,B的速度大小可能是( )
A.1.8m/s B.2.4m/s
C.2.8m/s D.3.5m/s
8 . 质量为M,长度为d的木块放在光滑的水平面上,在木块的右边有一个销钉把木块挡住,使木块不能向右滑动,质量为m的子弹以水平速度v0射入静止的木块,刚好能将木块射穿.现拔去销钉,使木块能在水平面上自由滑动,而子弹仍以水平速度v0射入静止的木块,设子弹在木块中受到的阻力大小恒定,则( )
A.拔去销钉,木块和子弹组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B.子弹在木块中受到的阻力大小为
C.拔去销钉,子弹在木块中运动的时间为
D.拔去销钉,子弹射入木块的深度为
9 如图所示,用不可伸长的轻质细绳将木块悬挂于一点O,开始木块自由静止在O点下方的P点.质量为m的弹丸以水平向右的速度v1=205m/s射入质量为M=40m的木块,射入木块后二者共同摆动的最大摆角为α,当其第一次返回P位置时,第二粒相同的弹丸以水平向右的速度v2又击中木块,使木块向右摆动且最大摆角仍为α,弹丸均未射出木块,木块和弹丸形状大小以及空气阻力均忽略不计,则第二粒弹丸水平向右的速度v2的大小为( )
A.664m/s B.581m/s C.498m/s D.415m/s
10.(2026上海虹桥质检)如图所示,在光滑水平面上,有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块。都以v=4 m/s的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,则( )
A.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做减速运动
B.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做加速运动
C.当薄板的速度为3 m/s时,物块做加速运动
D.当薄板的速度为3 m/s时,物块做匀速运动
11 (2025·山东烟台模拟)长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为1 J
B.系统损失的机械能为1 J
C.木板A的最小长度为2 m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
12 (2025·江西吉安高三期末)如图所示,长木板静止放置在光滑的水平地面上,木块(视为质点)静止放置在长木板的最右端,让长木板与木块瞬间同时各获得一个水平向右和水平向左的速度,大小均为v0,经过一段时间t0,木块恰好不从长木板的最左端脱离,已知长木板与木块的质量相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块与长木板刚好不脱离时,两者仍然有速度
B.木块与长木板之间的动摩擦因数为
C.长木板的长度为v0t0
D.可以求出长木板与木块的质量
13 .(2025·北京高三开学考)如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为mB=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示,g=10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A.A、B间的动摩擦因数为0.1
B.系统损失的机械能为4 J
C.木板A的最小长度为2 m
D.木板获得的动能为2 J
14 .(2025·福建福州高三期末)如图所示,光滑水平地面上并排放置着质量分别为m1=1 kg、m2=2 kg的木板A、B,一质量M=2 kg的滑块C(视为质点)以初速度v0=10 m/s从A左端滑上木板,C滑离木板A时的速度大小为v1=7 m/s,最终C与木板B相对静止,则( )
A.木板B与滑块C最终均静止在水平地面上
B.木板B的最大速度为2 m/s
C.木板A的最大速度为1 m/s
D.整个过程,A、B、C组成的系统机械能减少了57.5 J
15. (深圳市高级中学高中园2025届高三下学期第三次模拟考试)如图甲所示,一右端固定有竖直挡板的质量的木板静置于光滑的水平面上,另一质量的物块以的水平初速度从木板的最左端冲上木板,最终物块与木板保持相对静止,物块和木板的运动速度随时间变化的关系图像如图乙所示,物块可视为质点,则下列判断正确的是( )
A. 图乙中的数值为4
B. 物块与木板的碰撞为弹性碰撞
C. 整个过程物块与木板之间因摩擦产生的热量为10J
D. 最终物块距木板左端的距离为3m
16.如图所示,光滑的水平地面上静止放置着长木板A和滑块B,地面右侧足够远处有固定的挡板.滑块C沿地面从左侧向右运动,和A发生弹性碰撞,此后运动过程中B始终在长木板A上,A和挡板碰撞无能量损失.已知滑块C的初速度v0=4m/s,mA=mC=3kg,mB=1kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度大小g取10m/s2.求:
(1)C和A碰撞后瞬间A和B的速度大小;
(2)C的最终速度.
17. 如图所示,一平板车A质量为2m,原来静止于光滑水平面上,其右端与竖直固定挡板相距L.小物块B的质量为m,以大小为v0的初速度从平板车左端开始向右滑行,一段时间后车与挡板发生碰撞,已知车碰撞挡板的时间极短,碰撞前后瞬间的速度大小不变但方向相反,A、B之间的动摩擦因数为μ.物块B总不能到达车板的右端,重力加速度大小为g.
(1)车第一次碰到挡板前瞬间车的速度可能是多大?
(2)若车与挡板共发生了2次碰撞,求L满足的条件.
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