【创新方案】2021届高考物理二轮复习专题限时集训(B卷)(B)-动量守恒定律-Word版含解析.docx
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1、专题限时集训(B)动量守恒定律(限时:45分钟)1.如图所示,A、B两球质量均为m,其间有压缩的轻短弹簧处于锁定状态(A、B两球与弹簧两端接触但不连接)。弹簧的长度、两球的大小均可忽视,整体视为质点,该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑,滑至最低点时,解除对弹簧的锁定状态之后,B球恰好能到达轨道最高点,求:(1)B球解除锁定后的速度vB;(2)弹簧处于锁定状态时的弹性势能。2(2022佛山二模)如图甲所示,有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成,表面处处光滑,且AB段与BC段通过一小圆弧(未画出)平滑相接。有一小球用轻绳竖直悬挂在C
2、点的正上方,小球与BC平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停放着一辆小车,车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,其中PQ段是粗糙的,Q点右侧表面光滑。现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放,滑至C点时与小球发生正碰,然后从小车左端P点滑上小车。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动,轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑块、小球和小车的质量分别为m13 kg、m21 kg和m36 kg,AB轨道顶端A点距BC段的高度为h0.8 m,PQ段长度为L0.4 m,轻绳的长度为R0.5 m。 滑块、小球均可视为质点。取g10 m/s2。求:甲乙(1)滑块到达BC轨道时的速度大小;(2)滑块
3、与小球碰后瞬间小球的速度大小;(3)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则滑块与P、Q之间的动摩擦因数应在什么范围内?(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内)3.(2022珠海二模)如图甲所示,光滑的水平面上有三个滑块a、b、c;a、b的质量均等于1 kg;b、c被一根轻质弹簧连接在一起,处于静止状态;在t0时,滑块a突然以水平向右的速度与b正碰,并瞬间粘合成一个物体(记为d);此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,d的速度随时间做周期性变化,如图乙所示。则:(1)求滑块a的初速度v0的大小以及a、b正碰中损失的机械能E;(2)求滑块c的质量mc;(3)当滑块c的速度变为vx瞬间,
4、突然向左猛击一下它,使之突变为vx,求此后弹簧弹性势能最大值Ep的表达式,并争辩vx取何值时,Ep的最大值Epm。4(2022潮州二模)如图所示,倾角为37的斜面底端有一轻质弹簧,弹簧左端与挡板A连接,斜面顶端与一光滑圆管平滑对接。斜面上有凹槽M,槽M内靠近左侧壁(但刚好不粘连)有一光滑滑块N,槽M的内侧左右各带有一粘性物质(两物体相碰会粘在一起),刚开头M、N两者均被锁定。现斜面上有一光滑小球P 以速度v09 m/s 与槽M发生碰撞, 并以速度v13 m/s反弹。在碰撞瞬间同时释放M、N两物体。已知N的质量为m11 kg,M的质量为m23 kg,P的质量为m01.5 kg,M与斜面之间的动摩
5、擦因数为,槽长L3 m,圆弧半径R0.25 m,且圆心D与C点等高。AB足够长,小球直径略小于管的内径,忽视槽M两侧厚度及N的大小,g10 m/s2,sin 370.6, cos 370.8。求:(1)P滑至圆管最高点E时对圆管压力大小;(2)被小球撞后M、N经多长时间粘在一起;(3)槽M运动的过程中弹簧的最大弹性势能大小。参考答案1 解析:(1)设解除锁定后,B球恰好到轨道最高点时的速度为v,由牛顿其次定律得mgm对B球依据机械能守恒定律可得mvmg2Rmv2解得vB(2)设A、B系统滑到圆轨道最低点时速度为v0,依据机械能守恒得2mgR2mv解得v0设解除弹簧锁定后A的速度为vA,弹簧处于
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