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【金版教程】2016-2017学年高中物理人教版选修3-5练*:章末复*总结16 Word版含答案

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阶段真题实练 1. [2014· 重庆高考]一弹丸在飞行到距离地面 5 m 高时仅有水*速 度 v=2 m/s, 爆炸成为甲、 乙两块水*飞出, 甲、 乙的质量比为 3∶ 1。不计质量损失,取重力加速度 g= 10 m/s2,则下列图中两块弹片 飞行的轨迹可能正确的是( ) 解析:*抛运动时间 t= 2h g =1 s,爆炸过程遵守动量守恒定 x甲 x乙 3 1 律,设弹丸质量为 m,则 mv= mv 甲+ mv 乙,又 v 甲= t ,v 乙= t , 4 4 3 1 t=1 s,则有 x 甲+ x 乙=2 m,将各选项中数据代入计算得 B 正确。 4 4 答案:B 2.[2013· 福建高考]将静置在地面上,质量为 M(含燃料)的火箭模 型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度 v0 竖直向下喷出质量 为 m 的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结 束时火箭模型获得的速度大小是( m A.Mv0 C. M v M-m 0 ) M B. m v0 m D. v M-m 0 解析:火箭模型在极短时间点火,设火箭模型获得速度为 v,据 动量守恒定律有 0=(M-m)v-mv0,得 v= 答案:D m v ,故选 D。 M-m 0 3.[2013· 江苏高考]如图所示,进行太空行走的宇航员 A 和 B 的 质量分别为 80 kg 和 100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速 度为 0.1 m/s。A 将 B 向空间站方向轻推后,A 的速度变为 0.2 m/s,求 此时 B 的速度大小和方向。 解析:根据动量守恒,(mA+mB)v0=mAvA+mBvB,代入数据可 解得 vB=0.02 m/s,方向为离开空间站方向。 答案:0.02 m/s 远离空间站方向 4.[2012· 课标全国卷]如图,小球 a、b 用等长细线悬挂于同一固 定点 O。让球 a 静止下垂,将球 b 向右拉起,使细线水*。从静止释 放球 b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最 大偏角为 60° 。忽略空气阻力,求: (1)两球 a、b 的质量之比; (2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b 在碰前的最大动能之 比。 解析:(1)设球 b 的质量为 m2,细线长为 L,球 b 下落至最低点、 但未与球 a 相碰时的速率为 v,由机械能守恒定律得 1 m2gL= m2v2① 2 式中 g 是重力加速度的大小。 设球 a 的质量为 m1,在两球碰后的瞬间,两球共同速度为 v′, 以向左为正。由动量守恒定律得 m2v=(m1+m2)v′② 设两球共同向左运动到最高处时,细线与竖直方向的夹角为 θ, 由机械能守恒定律得 1 (m1+m2)v′2=(m1+m2)gL(1-cosθ)③ 2 联立①②③式得 代入题给数据得 m1 1 = -1④ m2 1-cosθ m1 = 2-1⑤ m2 (2)两球在碰撞过程中的机械能损失为 Q=m2gL-(m1+m2)gL(1-cosθ)⑥ 联立①⑥式,Q 与碰前球 b 的最大动能 1 Ek(Ek= m2v2)之比为 2 m1+m2 Q =1- (1-cosθ)⑦ Ek m2 联立⑤⑦式,并代入题给数据得 2 Q =1- Ek 2 答案:(1) 2-1 (2)1- 2 2 5. [2013· 海南高考]如图, 光滑水*地面上有三个物块 A、 B 和 C, 它们具有相同的质量, 且位于同一直线上。 开始时, 三个物块均静止。 先让 A 以一定速度与 B 碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与 C 碰撞并粘在一起。求前后两次碰撞中损失的动能之比。 解析:设三个物块 A、B 和 C 的质量均为 m,A 与 B 碰撞前 A 的速度为 v, 碰撞后的速度为 v1, A、 B 与 C 碰撞后的共同速度为 v2。 由动量守恒定律得 mv=2mv1① mv=3mv2② 设第一次碰撞中的动能损失为 ΔE1, 第二次碰撞中的动能损失为 ΔE2,由能量守恒定律得 1 2 1 mv = (2m)v2 1+ΔE1③ 2 2 1 1 2 (2m)v1 = (3m)v2 2+ΔE2④ 2 2 联立以上四式解得 ΔE1∶ΔE2=3∶1 答案:3∶1 6.[2013· 课标全国卷Ⅱ]如图,光滑水*直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A、B、C。B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不 计)。设 A 以速度 v0 朝 B 运动,压缩弹簧;当 A、B 速度相等时,B 与 C 恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设 B 和 C 碰撞过程 时间极短。求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中, (1)整个系统损失的机械能; (2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。 解析:(1)从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v1 时,对 A、B 与弹簧组成的系统,动量守恒,有 mv0=2mv1 ① 此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞,设碰撞后的瞬时速度为 v2, 损失的机械能为 ΔE,对 B、C 组成的系统,由动量守恒和能量守恒 得 mv1=2mv2② 1 2 1 2 mv1=ΔE+ (2m)v2 ③ 2 2 联立①②③式,得 ΔE= 1 mv2 ④ 16 0 (2)由②式可知,v2<v1,A 将继续压缩弹簧,直至 A、B、C 三者 速度相同,设此速度为 v3,此时弹簧被压缩到最短,其弹性势能为 Ep,由动量守恒和能量守恒得 mv0=3mv3⑤ 1 2 1 2 mv0-ΔE= (3m)v3 +Ep⑥ 2 2 联立④⑤⑥式得 Ep= 1 答案:(1) mv2 16 0 13 2 mv 。 48 0 13 (2) mv2 48 0 7. [2014· 课标全国卷Ⅰ]如图,质量分别为 mA、mB 的两个弹性小 球 A、B 静止在地面上方,B 球距地面的高度 h=0.8 m,A 球在 B 球 的正上方。先将 B 球释放,经过一段时间后再将 A 球释放。当 A 球 下落 t=0.3 s 时



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