《2019高中物理 第16章 动量守恒定律 16.2 动量定理补充练习 新人教版选修3-5.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高中物理 第16章 动量守恒定律 16.2 动量定理补充练习 新人教版选修3-5.doc（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1动能定理动能定理一单选题（共一单选题（共 1010 小题）小题）1一个质量为 2kg 的物体，以 4m/s 的速度在光滑水平面上向右滑行，从某个时刻起，在物体上作用一个向左的水平力，经过一段时间，物体的速度方向变为向左，大小仍然是4m/s，在这段时间内水平力对物体做的功为（ ）A0B8JC16JD32J2关于物体所受外力的合力做功与物体动能的变化的关系有以下四种说法：合力做正功，物体动能增加；合力做正功，物体动能减少；合力做负功，物体动能增加；合力做负功，物体动能减少上述说法正确的是（ ）A B C D3如图所示，两个质量相同的物体 a 和 b 处于同一高度，a 自由下落，b 沿固定光滑斜面
2、由静止开始下滑，不计空气阻力两物体到达地面时，下列表述正确的是（ ）Aa 的速率大Bb 的速率大C动能相同 D速度方向相同4一物体做直线运动的 vt 图象如图所示，下列说法正确的是（ ）A第 1s 内和第 5s 内的运动方向相反B04s 内和 06s 内的平均速度相等C第 5s 内和第 6s 内的动量变化量相等D第 6s 内所受的合外力做负功5如图所示，将一光滑圆轨道固定竖直放置，其中 A 点为圆轨道的最低点，B 点为圆水平直径与圆弧的交点一个质量为 m 的物体静置于 A 点，现用始终沿轨道切线方向、大小不变的外力 F 作用于物体上，使其沿圆轨道到达 B 点，随即撤去外力 F，要使物体能在竖直
3、圆轨道内维持圆周运动，外力 F 至少为（ ）ABCD26如图所示，小球以初速 v0从 A 点沿不光滑的轨道运动到高为 h 的 B 点后自动返回，其返回途中仍经过 A 点，则经过 A 点的速度大小为（ ）AB. C D7如图所示，在倾角为 的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为 M的平板 A 连接，一个质量为 m 的物体 B 靠在平板的右侧，A、B 与斜面的动摩擦因数均为开始时用手按住物体 B 使弹簧处于压缩状态，现放手，使 A 和 B 一起沿斜面向上运动距离 L 时，A 和 B 达到最大速度 v则以下说法正确的是（ ）AA 和 B 达到最大速度 v 时，弹簧是自然长度B若运动过程
4、中 A 和 B 能够分离，则 A 和 B 恰好分离时，二者加速度大小均为g（sin+cos ）C从释放到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中弹簧对 A 所做的功等于mv2+MgLsin+MgLcosD从释放到 A 和 B 达到最大速度 v 的过程中，B 受到的合力对它做的功大于mv28如图所示，两个相同的木块 A、B 静止在水平面上，它们之间的距离为 L，今有一颗子弹以较大的速度依次射穿了 A、B，在子弹射出 A 时，A 的速度为 vA，子弹穿出 B 时，B 的速度为 vB，A、B 停止时，它们之间的距离为 s，整个过程 A、B 没有相碰，则（ ）As=L，vA=vBBsL，vAvBCsL
5、，vAvBDsL，vAvB9 （子弹打木块）如图，一颗 0.1kg 子弹以 500m/s 的速度打穿第一块固定木板后速度变为300m/s，则这个过程中子弹克服阻力所做的功为（ ）3A8000JB4500JC12500JD无法确定10图中 ABCD 是一条长轨道，其中 AB 段是倾角为 的斜面，CD 是水平的，BC 是与 AB和 CD 都相切的一小段圆弧，其长度可以略去不计，一质量为 m 的小滑块在 A 点从静止状态释放，沿轨道滑下，最后停在 D 点，A 点和 D 点的位置如图所示，现用一沿轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由 D 点推回到 A 点时停下，设滑块与轨道间的摩擦系数为 ，则推力做的功等
6、于（ ）Amg（s+） Bmg（s+hcot） Cmgh D2mgh二多选题（共二多选题（共 2 2 小题）小题）11如图是某缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与直杆相连，直杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为 f，直杆质量不可忽略一质量为 m 的小车以速度 v0撞击弹簧，最终以速度 v 弹回直杆足够长，且直杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面的摩擦则（ ）A小车被弹回时速度 v 一定小于 v0B直杆在槽内移动的距离等于（mv02mv2）C直杆在槽内向右运动时，小车与直杆始终保持相对静止D弹簧的弹力可能大于直杆与槽间的最大静摩擦力12如图所示，质量为 M、长为 L 的木
7、板置于光滑的水平面上，一质量为 m 的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为 f，用水平的恒定拉力 F 作用于滑块当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为 s，下列结论中正确的是（ ）A上述过程中，F 做功等于滑块和木板动能的增量B其他条件不变的情况下，M 越大，s 越小4C其他条件不变的情况下，F 越大，滑块到达右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，f 越大，滑块与木板间产生的热量越多 三计算题（共三计算题（共 7 7 小题）小题）13某滑板爱好者在离地 h=1.8m 高的平台上滑行，水平离开 A 点后落在水平地面的 B点其水平位移 s1=4.2m着地时由于存在能量损失，
8、着地后速度变为 v=4m/s，并以次为初速沿水平地面滑行 s2=10m 后停止已知人与滑板的总质量 m=70kg求：（1）人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；（2）人与滑板离开平台时的水平初速度 （空气阻力忽略不计，g=10m/s2）14如图所示，质量为 M=0.2kg 的木块放在水平台面上，水平台面比水平地面高出h=0.2m，木块距水平台面的右端 L=1.7m质量为 m=0.1M 的子弹以 v0=180m/s 的速度水平射向木块，当子弹以 v=90m/s 的速度水平射出时，木块的速度为 v1=9m/s（此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零） 若木块落到水平地面时的落地点到水平台面
9、右端的水平距离为 l=1.6m，求：（g 取 10m/s2）（1）木块对子弹所做的功 W1；（2）子弹对木块所做的功 W2；（3）木块与水平台面间的动摩擦因数 515如图所示，光滑水平面 AB 与竖直面内的半圆形轨道在 B 点衔接，导轨半径为 R，一个质量为 m 的静止物块在 A 处压缩弹簧，在弹力的作用下获某一向右速度，当它经过 B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达 C 点，求（1）弹簧对物块的弹力做的功；（2）物块从 B 到 C 克服阻力做的功；（3）物块离开 C 点后落回水平面时动能的大小16如图所示，内壁粗糙、半径 R=0.4m 的四分之
10、一圆弧轨道 AB 在最低点 B 与足够长光滑水平轨道 BC 相切。质量 m2=0.2kg 的小球 b 左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量 m1=0.2kg 的小球 a 自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点 B 时对轨道的压力为小球 a 重力的 2 倍。忽略空气阻力，重力加速度 g=10m/s2求（1）小球 a 由 A 点运动到 B 点的过程中，摩擦力做功 Wf；（2）小球 a 通过弹簧与小球 b 相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能 Ep；（3）小球 a 通过弹簧与小球 b 相互作用的整个过程中，弹簧对小球 b 的冲量 I 的大小。617如图所示，圆环 A 的质量 m
11、1=10kg，被销钉固定在竖直光滑的杆上，杆固定在地面上，A 与定滑轮等高，A 与定滑轮的水平距离 L=3m，不可伸长的细线一端系在 A 上，另一端通过定滑轮系系在小物体 B 上，B 的质量 m2=2kg，B 的另一侧系在弹簧上，弹簧的另一端系在固定在斜面底端挡板 C 上，弹簧的劲度系数 k=40N/m，斜面的倾角 =30，B 与斜面的摩擦因数 =，足够的长的斜面固定在地面上，B 受到一个水平向右的恒力 F 作用，F=20N，开始时细线恰好是伸直的，但未绷紧，B 是静止的，弹簧被压缩拔出销钉，A开始下落，当 A 下落 h=4m 时，细线断开、B 与弹簧脱离、恒力 F 消失，不计滑轮的摩擦和空气
12、阻力问（1）销钉拔出前，画出物体 B 的受力示意图，此时弹簧的压缩量；（2）当 A 下落 h=4m 时，A、B 两个物体速度大小的关系；（3）B 在斜面上运动的最大距离？（g=10m/s2）718如图所示，固定在竖直平面内的轨道 ABCD 由三段对接而成，其中 AB 是与水平面夹角为 37的光滑直轨道，BC 是半径为 R=0.5m 的光滑圆轨道，并且 B、C 位于同一水平面上，CD 是与水平面夹角为 37的粗糙直轨道，两只轨道与圆弧轨道在 B、C 两处相切现将一质量 m=0.1kg 的小物块从轨道 AB 上距圆弧轨道最低点 h=0.8m 处由静止释放，之后小物块开始沿轨道运动小物块与轨道 CD
13、 的动摩擦因数=0.5，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，不计空气阻力，求：（1）小物块第一次通过圆弧轨道最低点时的速度大小；（2）小物块第一次通过圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；（3）小物块在轨道 CD 上通过的总路程819如图所示，斜面倾角为 ，一轻质弹簧平行于斜面放置，弹簧一端固定于斜面底部，自然伸长时，另一端位于斜面的 O 点，O 点上方斜面粗糙，下方斜面光滑质量为 m 的物体（可视为质点）从 P 点由静止释放沿斜面滑下，压缩弹簧后被弹回，上滑至 OP 中点时速度为零已知该过程中 OP 两点间距离为 x，当弹簧的压缩量为x 时，物体的速度达到最大，此时弹簧
14、具有的弹性势能为 Ep（1）求弹簧的劲度系数 k；（2）物体从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，其加速度大小和速度大小如何变化？（只定性说明）（3）此过程中，物体具有的最大动能 Ekm是多少？9动能定理补充练习参考答案动能定理补充练习参考答案1A 2D3C 解：根据动能定理有：mgh=mv20知：高度相同，所以末动能相等。速度的大小相等，但方向不同。故选：C。4C 解：A、由图可知，第 1s 内和第 5s 内的物体的速度都为正，速度方向没有改变。故A 错误。B、根据图象的面积表示位移，可知 04s 内的位移为：m，04s 内的平均速度为：；46s 内的位移为：m所以：06s 内的位移 x6也
15、等于 30m，则 6s 内的平均速度为：m/s。故 B错误。C、由图可知，第 5s 内和第 6s 内的速度变化量都是10m/s，是相等的，所以第 5s 内和第6s 内的动量变化量相等，故 C 正确。D、由图可知，在第 6s 初的速度为 0，在 6 末的速度大小为 10m/s，物体的动能增大，所以第 6s 内所受的合外力做正功，故 D 错误。5D 解：物体由 A 点运动到 B 点的过程中，由动能定理可得 WFmgR=mvB2；因 F 是变力，对物体的运动过程分割，将划分成许多小段，则当各小段弧长s 足够小时，在每一小段上，力 F 可看做恒力，且其方向与该小段上物体位移方向一致，有 WF=Fs1+
16、Fs2+Fsi+=F（s1+s2+si+）=FR；从 B 点起撤去外力 F，物体的运动遵循机械能守恒定律，由于在最高点维持圆周运动的条件是 mgm，即在圆轨道最高点处速度至少为。 故由机械能守恒定律得mvB2=mgR+；联立式得 F=故 D 正确，ABC 错误；故选：D。106A 解：对小球由 A 至 B 研究，由动能定理：mghWf=0再对由 B 返回 A 研究，由动能定理： mghWf=0 联立两式解得：vA=故选：A7B 解：A：对物体 B 和平板 A 整体分析可知，A 和 B 达到最大速度时应满足kx=（m+M）gsin+（m+M）gcos，说明弹簧仍处于压缩状态，所以 A 错误；B：
17、根据题意可知，A 和 B 恰好分离时，弹簧正好恢复原长，对 A 和 B 整体由牛顿第二定律得：（m+M）gsin+（m+M）gcos=（m+M）a，解得：a=gsin+gcos=g（sin+cos） ，所以 B 正确；C：对 A 从释放到速度达到最大的过程由动能定理可得：W弹Mg（xmx）sinMg（xmx）cosFN（xmx）=Mv2，其中 xm是弹簧压缩的最大长度，x 是速度最大时弹簧压缩的长度，FN是 B 对 A 的压力大小，比较可知 C 错误；D：对 B 从释放到 A 和 B 达到最大速度的过程由动能定理可得：W总=0，即 B 受到的合力对它做的功等于，所以 D 错误；故选：B。8B
18、解：子弹穿过木块的过程中，由于子弹克服木块的阻力做功，动能减小，速度减小，所以子弹穿过 A 木块过程的平均速度较大，所用时间较短，根据动量定理得：对木块：ft=mv，v 与 t 成正比，所以 A 的速度小于 B 的速度，即 vAvB。根据动能定理得：mgs=0，则得木块滑行的距离为 s=，木块的初速度v 越大，滑行距离越大，则知 A 木块滑行的距离小于 B 滑行的距离，所以 A、B 停止时它们之间的距离增大，则有 sL。故选：B。9A 解：对子弹穿木块过程中，由动能定理得：W=mv2mv02，解得：W=8000J；故选：A。10D 解：物体由 A 点下落至 D 点，设克服摩擦力做功为 WAD，
19、由动能定理：mghWAD=0， 即 WAD=mgh 由于缓缓推，说明动能变化量为零，设克服摩擦力做功为 WDA，由动能定理11当物体从 D 点被推回 A 点，WFmghWDA=0 根据 W=FLcos 可得：由 A 点下落至 D，摩擦力做得功为 WAD=mgcos从 DA 的过程摩擦力做功为，WDA=mgcos联立得：WAD=WDA联立得：WF=2mgh 故 ABC 错误，D 正确，故选：D。11BD 解：A、小车在向右运动的过程中，弹簧的形变量若始终小于 x=时，直杆和槽间无相对运动，小车被弹回时速度 一定等于 0；若形变量大于或等于 x=时，杆和槽间出现相对运动，克服摩擦力做功，小车的动能
20、减小，所以小车被弹回时速度 一定小于0，A 错误； B、整个过程应用动能定理：fs=EK，直杆在槽内移动的距离s=（mv02mv2） ，B 正确；C、直杆在槽内向右运动时，开始小车速度比杆的大，所以不可能与直杆始终保持相对静止，C 错误；D、当弹力等于最大静摩擦力时杆即开始运动，此时车的速度大于杆的速度，弹簧进一步被压缩，弹簧的弹力大于最大静摩擦力，D 正确；故选：BD。12BD 解：A由功能关系可知拉力 F 做功除了增加两物体动能以外还有系统产生的热量，故 A 错误；B由于木板受到摩擦力不变，当 M 越大时木板加速度小，而滑块加速度不变，相对位移一样，滑快在木板上运动时间短，所以木板运动的位
21、移小，故 B 正确；C滑块和木板都是做初速度为零的匀加速运动，在其他条件不变的情况下，木板的运动情况不变，滑块和木板的相对位移还是 L，所以拉力 F 越大滑块的加速度越大，离开木板时间就越短，故 C 错误；D系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积，相对位移没变，摩擦力越大，产生的热量越多，故 D 正确。故选：BD。13解：（1）设人与滑板在水平地面上滑行时受到的平均阻力的大小为 f，人在滑行过程中只有阻力做功，根据动能定理：fs2=0mv2 解得：f=56N12（2）人与滑板离开平台后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体，有：h=gt2 得：t=0.6s 水平方向分运动为匀速直线运动 vo14
22、解：（1）对子弹：从开始到射出木块，由动能定理得：代入数据解得：W1=243J，（2）对木块：由动能定理得，子弹对木块所做的功：代入数据解得：W2=8.1J；（3）设木块离开台面时速度为 v2，木块在台面上滑行阶段对木块由动能定理得：MgL=木块离开台面后平抛，由平抛规律得：h=gt2 l=v2t 由代入数据解得：=0.50；15解：（1）物体在 B 点时，做圆周运动，由牛顿第二定律可知：Tmg=m解得 v=从 A 到 C 由动能定理可得：弹力对物块所做的功W=mv2=3mgR；（2）物体在 C 点时由牛顿第二定律可知：mg=m； 对 BC 过程由动能定理可得：2mgRWf=mv02mv2 解
23、得物体克服摩擦力做功： Wf=mgR（3）物体从 C 点到落地过程，机械能守恒，则由机械能守恒定律可得：2mgR=Ekmv02物块落地时的动能 Ek=mgR16解：（1）小球由释放到最低点的过程中，根据动能定理： 小球在最低点，根据牛顿第二定律：由联立可得：Wf=0.4J（2）小球 a 与小球 b 通过弹簧相互作用，达到共同速度 v2过程中，由动量关系：m1v1=（m1+m2）v2由能量转化和守恒：由联立可得：EP=0.2J13（3）小球 a 与小球 b 通过弹簧相互作用的整个过程中，a 后来速度为 v3，b 后来速度为v4，由动量关系：m1v1=m1v3+m2v4由能量转化和守恒：根据动量定
24、理有：I=m2v4 由联立可得：I=0.4NS。 17解：（1）对物体受力分析，如图，F 和重力的合力 F合为：F合的方向平行斜面向下由题意分析可得物体对斜面的压力为 0，故摩擦力为 0，由平衡条件有：F合=F弹=k x 弹簧的压缩量为：（2）设当滑块下降 h=4 m 时，环和物的速度分别为 v1，v2此时物体上升的距离为：h=由运动的分解和几何关系得：v2=v1cos37（3）由于弹簧的压缩量和伸长量相同，弹簧对物体做功为零，对系统用动能定理有：代入数据得：v2=6.02m/s 当细线断开、B 与弹簧脱离、恒力 F 消失后，对物体 B 受力分析，由牛顿定律有：a=g（sin+cos）=10m
25、/s2 18解：（1）物块从 A 到圆弧轨道最低点过程中，由动能定理得：mgh=mv2，解得：v=4m/s；（2）在圆弧轨道最低点，由牛顿第二定律得：Fmg=m，解得：F=mg+m=0.110+0.1=4.2N，由牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力 F=F=4.2N，方向竖直向下；（3）小物块在 CD 上不断克服摩擦力做功，机械能减小，最终，小物块将在圆弧轨道上往复运动，在整个过程中，由动能定理得：mghR（1cos37）mgcos37S=00，解得：S=1.75m； 19解：（1）当物体的速度最大时合力为零，由平衡条件和胡克定律得：14mgsin=kx 解得 k=（2）物体从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹力先大于重力沿斜面向下的分力，后小于重力沿斜面向下的分力，则合力先减小后增大，由牛顿第二定律知，加速度先减小，后增大速度先增大，后减小（3）从 P 点释放到反弹至 OP 中点，由动能定理得 mgsinmgxcos=0 从 P 点释放到速度最大，由动能定理得 mg（x+）sinmgxcosEp=Ekm 由两式可以求得最大动能为 Ekm=mgxsinEp