2020年高考回歸復(fù)習(xí)-力學(xué)解答題之反沖和類碰撞模型 含解析

120021ABp120021ABp高回復(fù)力解題反與碰模．如圖所示，一質(zhì)量=0.45kg的頂小車靜止在光滑的平軌道上．車頂右端放一質(zhì)量=0.4小物體，小物體可視為質(zhì)點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.05kg的彈水平速度m/s射小車左端，并留在車中，已知子彈與車相互作用時(shí)間極短，小物體與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為最小物體以m/s的度離開小車．g10m/s

．求：子彈從射入小車到相對(duì)小車靜止的過(guò)程中對(duì)小車的沖量大小．小車的長(zhǎng)度．．如圖所示，內(nèi)壁粗糙、半徑的分之一網(wǎng)弧軌道AB在低點(diǎn)處光滑水平軌道BC相。質(zhì)量的球b左連接一水平輕彈，靜止在光滑水平軌道上，質(zhì)量=0.4kg的球自圓弧軌道頂端由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)B過(guò)程中克服摩擦力做功0.8J忽略空氣阻力，重力加速度

。求：小球a由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；小球a通彈簧與小球相互作用的過(guò)程中a球最小動(dòng)能；小球a通彈簧與小球相互作用的整個(gè)過(guò)程中，彈簧對(duì)小球沖量I

的大小。．光滑水平面上放著質(zhì)量m的塊與質(zhì)量物塊B，A與均視為質(zhì)點(diǎn)，靠豎直墻壁上，、間夾一個(gè)被壓縮的輕彈簧（彈簧與、B均拴接手住B不，此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能E=49J．、間系一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度如圖所示．放手后向右運(yùn)動(dòng)，繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷沖與水平面相切的豎直半圓光滑軌道=0.5m恰到最高點(diǎn)C取102求：B0ABAB0ABA（1）繩拉斷后的速度v的?。?）繩拉斷過(guò)程繩對(duì)B的量I

的大?。唬?）繩拉斷過(guò)程繩對(duì)A所的功．．如圖所示，在水平面上依次放置小物塊和以及曲面劈，中與C的質(zhì)量相等均為m曲面劈B的量=3，面劈的曲面下端與水平面相切，且曲面劈B足高，各接觸面均光滑．現(xiàn)讓小物塊C以平速度v向運(yùn)動(dòng)，與A生碰撞，碰撞后兩個(gè)小物塊粘在一起滑上曲面劈B求：碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；碰后物塊A與在面劈上夠達(dá)到的最大高度．．如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M=4.0kg的帶有圓弧軌道的小車，車的上表面是一段長(zhǎng)L的糙水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑=0.25m的

光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在O相切。車右端固定一個(gè)尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，一質(zhì)量m=1.0kg的物塊緊靠彈簧放置，小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.50整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧解除鎖定，小物塊被彈出，恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)A，取=10m/s2，求：解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能；小物塊第二次經(jīng)過(guò)時(shí)的速度大小。．如圖所示固的光滑平臺(tái)上固定有光滑的半圓軌軌道半徑=0.6m,平臺(tái)上靜止放置著兩個(gè)滑塊、B,=0.2kg,兩滑塊間夾有少炸藥平臺(tái)右側(cè)有一帶擋板的小車,止在光滑的水平地面上。小車質(zhì)量為M車與臺(tái)的臺(tái)面等小車的上表面的側(cè)固定一根輕彈彈簧的自由端在Q點(diǎn)小的上表面左端點(diǎn)P點(diǎn)間是粗糙的PQ間離滑與PQ間的動(dòng)摩擦因數(shù)為點(diǎn)側(cè)表面是光滑的。點(diǎn)燃炸藥后,分瞬間滑獲得向左的速度v=6m/s,而滑塊B則沖向小車。兩滑塊都可以看作質(zhì)點(diǎn),炸的質(zhì)量忽略不計(jì)爆的時(shí)間極短,爆炸后兩個(gè)物塊的速度方向在同一水平直線上,且1212

。求：滑塊在圓軌道最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓;若L滑塊B滑小車后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中簧的最大彈性勢(shì)．如圖，一質(zhì)量為的塊靜止在桌面邊緣，桌面離水平地面的高度為h一質(zhì)量為m的彈以水平速v度v射物塊后，以平速度射。重力加速度為。子彈射出后，木塊的速度為多少？此過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；此后物塊落地點(diǎn)離桌面邊緣的水平距離。．如圖所示，豎直光滑的半圓軌道ABC固在粗糙水平面上，直豎。小物塊和之有一個(gè)被壓縮后鎖定的輕質(zhì)彈簧、和彈簧作為一個(gè)系統(tǒng)可視為質(zhì)點(diǎn)。開始時(shí)，系統(tǒng)位于處，某時(shí)刻彈簧解鎖（時(shí)間極短）使P、Q分，Q沿水平面運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)止P沿圓軌道運(yùn)動(dòng)并恰能通過(guò)最高點(diǎn)C，最終也落在D點(diǎn)已知的量為m=0.4kg，Q的量為m=0.8kg，半軌道半徑，力加速度g取l0m/s

，求：（IAD之間距離；彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能；Q與平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)果保留兩位小數(shù)）．如圖，某人用手抓住一個(gè)箱子靜止在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，已知人的質(zhì)量為，箱子質(zhì)量為m.某時(shí)001001刻人以相對(duì)地面的速度向右推出箱子，箱子與右側(cè)墻壁碰撞以以相對(duì)地面v的度向右推出箱子，如此反復(fù)，求：

3

的速度彈回，當(dāng)人接到箱子后再第一次推出箱子后人的速度大??；若每次箱子與右側(cè)墻壁碰撞過(guò)程所用時(shí)間為t箱子所受墻壁的平均沖力的大小；試通過(guò)計(jì)算推斷人第二次推出箱子后，能否再次接到與墻壁碰撞彈回的箱子。1111B22參答【答案）

4.5（）5.5【解析】（1）子彈進(jìn)入小車的過(guò)程中，子彈與車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有：mv)0o011

，可解得

v/1

；對(duì)子彈由動(dòng)量定理有：

mv10

，

I4.5N

或kgm/s)；（2三物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守，由動(dòng)量守恒定律有：mvvv01101

；設(shè)小車長(zhǎng)為L(zhǎng)，由能量守恒有：

1m)v(m)v22

聯(lián)立并代入數(shù)值得L＝；【答案(1)8N；；【解析】(1)設(shè)球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度為v，據(jù)動(dòng)能定理Bv2m/s解得又因?yàn)镹1解得N

1f

v1B由牛頓第三定律知小球a對(duì)道的壓力F(2)小球與球通彈相互作用整個(gè)過(guò)程中a球終做減速運(yùn)，b球終做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)球終速度為v，b球最終速度為，動(dòng)量守恒定律和能量守恒得12mv1B1221vm2解得

；v2m/s2故a球的最小動(dòng)能為。(3)由2)知b球最大速度為，據(jù)動(dòng)量定理有

I2m/s2BBCBBBBB1B1BBB1ABBBAAABBCBBBBB1B1BBB1ABBBAAAA000【答案）（2）?s（）【解析】（1）設(shè)B在繩被拉斷后瞬的速率為v，到達(dá)點(diǎn)速率為v，根據(jù)B恰到達(dá)最高點(diǎn)C：Fgm向

c對(duì)繩斷后到B運(yùn)到最高點(diǎn)這過(guò)應(yīng)用動(dòng)能定理-2mgR=

v-v2解得：v=5m/s．（2）設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長(zhǎng)度時(shí)B的率為v，取向右為正方向，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化給B的能，Ep=

v2根據(jù)動(dòng)量定理有I=mv-mv解得：I="-，大小為4N?s（3）設(shè)繩斷后A的率為v，取向右為正方向根據(jù)動(dòng)量守恒定律有vvv根據(jù)動(dòng)能定理有W=解得：W=8J

v【答案）

（2）

g【解析】（1）小物塊與發(fā)生碰撞粘在一起，由動(dòng)量守恒定律=2vv解得0碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為Emv解得．損

E損

mv2(2)v2

（2）當(dāng)升到最大高速時(shí)系的速度相等；根據(jù)動(dòng)量守恒定律：

0解得

v1

v0由能量關(guān)系：20解得40g

mgh

1v)v)2

2mMmMmAAAN共BBBB0mMmMmAAAN共BBBB0【答案）

）。【解析】（1）平板車和小物塊組成的系統(tǒng)水平向動(dòng)量守恒，故小物塊恰能到達(dá)圓弧最高點(diǎn)A時(shí)二者的共同速度為零；設(shè)彈簧解除鎖定前的彈性勢(shì)能為，能量守恒定律，則有EP

代入數(shù)據(jù)，解除鎖定前彈簧的彈性勢(shì)能=7.5J（2）設(shè)小物塊第二次經(jīng)過(guò)O時(shí)速度大小為v，時(shí)平板車的速度大小，物塊在圓弧面上下滑動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒，設(shè)水平向右為正方向，有mvMvm

M可得小物塊第二次經(jīng)過(guò)O

點(diǎn)時(shí)的速度大小m

1mv222M代入數(shù)據(jù)v=2.0m/s案）壓力大小為1N方向向上（2）【解析】(1)A從道最低點(diǎn)到軌道最高點(diǎn)：

vm2

（2分）在最高點(diǎn)由牛頓第二定律：mgFN

（2分滑塊在半圓軌道最高點(diǎn)受到的壓力為F=1N（分）由牛頓第三定律得：滑塊對(duì)軌道的壓力大小為，方向向上大小方向都答全給1分（2）爆炸過(guò)程由動(dòng)量守恒定律：

mvmAABB

（2分彈簧具有最大彈性勢(shì)能時(shí)：

)v

共

（2分由能量關(guān)系：

EP

1v2M)2m

（2分解得E=0.22J

（2分【答案）

＝

1mv（2VEM8M

mv20

（3

mv＝0M2g【解析】0111111201111112（1）設(shè)子彈穿過(guò)物塊后物塊的速度為，由動(dòng)量守恒得

mv＝0

v0解得

＝

M

v0（2）系統(tǒng)的機(jī)械能損失為

v1VEmvm)22]得

VE(3

M

mv20（3）設(shè)物塊下落到地面所需時(shí)間為，落地點(diǎn)距桌邊緣的水平距離，則

＝

2聯(lián)立得

mv＝0Mg【答案（）6J3）0.31【解析】（1）設(shè)物塊P在點(diǎn)的速度v，離為L(zhǎng)，由圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得m1

mv1

22

Lvt解得

；

L（2）設(shè)分瞬間的速度大小分別為由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，得

v、

，彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能為E，mvv11vmv

2Ep

v22聯(lián)立解得

E=6J（3）設(shè)Q與平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，動(dòng)能定理，得

v222

2解得