2024版高中同步新教材選擇性必修第一冊(cè)人教版物理 第一章 動(dòng)量守恒定律 02-專(zhuān)題強(qiáng)化練2 人船模型

專(zhuān)題強(qiáng)化練2人船模型P203定點(diǎn)2答案見(jiàn)P12830分鐘選擇題1.(2022重慶巴蜀中學(xué)月考)如圖所示,有一棱長(zhǎng)為0.1m的正方體木塊,靜止于光滑水平面上,木塊內(nèi)部有一從頂端貫通至底端的通道,已知木塊質(zhì)量為M=3kg,一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球由靜止開(kāi)始從如圖所示軌道的上端運(yùn)動(dòng)到下端,在該過(guò)程中,木塊的位移為()A.0.750mB.0.075mC.0.025mD.0.250m2.(2023河北保定第三中學(xué)月考)有一只小船?？吭诤叴a頭,小船又窄又長(zhǎng)(質(zhì)量為一噸左右)。一位同學(xué)想用一把卷尺粗略測(cè)定它的質(zhì)量,他進(jìn)行了如下操作:首先將船平行于碼頭自由停泊,輕輕從船尾上船,走到船頭停下,而后輕輕下船。用卷尺測(cè)出船后退的距離d及船長(zhǎng)L。已知他自身的質(zhì)量為m,水的阻力不計(jì),船的質(zhì)量為()A.m(LC.mLdD.3.(2023江蘇金湖中學(xué)月考)如圖所示,氣球的質(zhì)量為m,猴子的質(zhì)量為10m,氣球和猴子都靜止在離地面高為h的空中。不計(jì)空氣阻力,為使猴子沿從氣球上放下的軟輕梯安全滑至地面,軟輕梯長(zhǎng)度至少應(yīng)為()A.hB.9hC.10hD.11h4.(2023江蘇南京第二十九中學(xué)月考)如圖所示,質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上,質(zhì)量m=1kg的小球通過(guò)長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接,小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始輕桿處于水平狀態(tài),現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0=4m/s,重力加速度g取10m/s2。則()A.若鎖定滑塊,小球通過(guò)最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力為4NB.若解除對(duì)滑塊的鎖定,滑塊和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.若解除對(duì)滑塊的鎖定,小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為2m/sD.若解除對(duì)滑塊的鎖定,小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為135.(2022江蘇泰州中學(xué)月考)如圖所示,質(zhì)量為m的半圓軌道小車(chē)靜止在光滑的水平地面上,其水平直徑AB長(zhǎng)度為2R。現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從A點(diǎn)正上方h高處由靜止釋放,小球由A點(diǎn)經(jīng)過(guò)半圓軌道后從B點(diǎn)沖出,在空中能上升的最大高度為34h(不計(jì)空氣阻力),則下列說(shuō)法正確的是()A.小球和小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒B.小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為RC.小球離開(kāi)小車(chē)后做斜上拋運(yùn)動(dòng)D.小球第二次能上升的最大高度h1滿(mǎn)足12h<h1<34

答案與分層梯度式解析第一章動(dòng)量守恒定律專(zhuān)題強(qiáng)化練2人船模型1.C2.A3.D4.C5.ABD1.C小球由靜止開(kāi)始從軌道的上端運(yùn)動(dòng)到下端過(guò)程中,系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,可得mv1-Mv2=0,又因?yàn)閤1=v1t,x2=v2t,聯(lián)立可得mx1=Mx2,根據(jù)題意有x1+x2=0.1m,聯(lián)立解得木塊的位移x2=02.A設(shè)人走動(dòng)時(shí)船的速度大小為v船,人的速度大小為v人,取船的速度方向?yàn)檎较?根據(jù)動(dòng)量守恒定律有Mv船-mv人=0,則有Mx船-mx人=0,又x船+x人=L,x船=d,聯(lián)立解得船的質(zhì)量為M=m(L?d3.D思路點(diǎn)撥猴子與氣球組成的系統(tǒng)所受合外力為零,動(dòng)量守恒且最初靜止,屬于“人船模型”。猴子滑至地面時(shí),設(shè)氣球上升的高度為H,由人船模型規(guī)律有mH=10mh,解得H=10h,所以軟輕梯長(zhǎng)度至少為L(zhǎng)=h+H=11h,D正確。4.C若鎖定滑塊,設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)P時(shí)速度為vP,由小球機(jī)械能守恒,有12mv02=mgL+12mvP2,得vP=6m/s,對(duì)小球,根據(jù)牛頓第二定律有F+mg=mvP2L,得F=2N,A錯(cuò)誤;若解除鎖定,小球和滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,豎直方向動(dòng)量不守恒,B錯(cuò)誤;設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為vm,滑塊的速度為vM,水平方向,由動(dòng)量守恒得mvm=MvM,由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得12mv02=12mvm2+12MvM2+mgL,解得vm=2m/s,C正確;設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為xm,滑塊運(yùn)動(dòng)的距離為xM,由系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒得mxm=MxM5.ABD小球與小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零,在水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒,A正確;以向右為正方向,在水平方向,由動(dòng)量守恒定律有mv-mv'=0,得m2R?xt-mxt=0,所以小車(chē)的位移x=R,B正確;小球與小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,小球由B點(diǎn)離開(kāi)小車(chē)時(shí)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量為零,小球與小車(chē)水平方向速度為零,小球離開(kāi)小車(chē)后做豎直上拋運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;小球從開(kāi)始下落到第一次上升至最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由動(dòng)能定理得mg(h-34h)-Wf=0,所以小球克服摩擦力做功大小Wf=14mgh,即小球第一次在車(chē)中運(yùn)動(dòng)損失的機(jī)械能為