2024-2025學(xué)年高中物理第一章碰撞與動(dòng)量守恒第五節(jié)自然界中的守恒定律課堂演練含解析粵教版選修3-5

PAGE4-第五節(jié)自然界中的守恒定律A級(jí)抓基礎(chǔ)1．(多選)下列論述中正確的是()A．相互作用的物體，假如所受合外力為零，則它們的總動(dòng)量保持不變B．動(dòng)量守恒是指相互作用的各個(gè)物體在相互作用前后的動(dòng)量不變C．動(dòng)量守恒是相互作用的各個(gè)物體組成的系統(tǒng)在相互作用前的動(dòng)量之和與相互作用之后的動(dòng)量之和是一樣的D．動(dòng)量守恒是相互作用的物體系統(tǒng)在相互作用過(guò)程中的任何時(shí)刻動(dòng)量之和都是一樣的解析：由動(dòng)量守恒定律可知，相互作用的各個(gè)物體在相互作用前后的動(dòng)量有可能不同，而各個(gè)物體的動(dòng)量之和是不變的．答案：ACD2.(多選)矩形滑塊由不同材料的上、下兩層黏合在一起組成，將其放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v水平射向滑塊．若射擊下層，子彈剛好不射出；若射擊上層，則子彈剛好能射進(jìn)一半厚度，如圖所示．上述兩種狀況相比較()A．子彈對(duì)滑塊做功一樣多B．子彈對(duì)滑塊做的功不一樣多C．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一樣多D．系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量不一樣多解析：最終子彈都未射出，則最終子彈與滑塊的速度相等，依據(jù)動(dòng)量守恒定律知，兩種狀況下系統(tǒng)的末速度相等．子彈對(duì)滑塊做的功等于滑塊動(dòng)能的改變量，滑塊動(dòng)能的改變量相同，則子彈對(duì)滑塊做功一樣多，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)能量守恒定律、系統(tǒng)初狀態(tài)的總動(dòng)能相等，末狀態(tài)總動(dòng)能相等，則系統(tǒng)損失的能量，即產(chǎn)生的熱量一樣多，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：AC3.如圖所示，木塊A、B的質(zhì)量均為2kg，置于光滑水平面上，B與一輕質(zhì)彈簧的一端相連，彈簧的另一端固定在豎直擋板上，當(dāng)A以4m/s的速度向B撞擊時(shí)，由于有橡皮泥而粘在一起運(yùn)動(dòng)．那么彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能大小為()A．4JB．8JC．16JD．32J解析：對(duì)木塊A和B碰撞過(guò)程，兩木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律，得mvA＝2mv，得v＝2m/s，彈簧被壓縮到最短時(shí)，具有的彈性勢(shì)能大小Ep＝eq\f(1,2)·2mv2＝8J.答案：B4.如圖所示，關(guān)于質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體碰撞前后的位移—時(shí)間圖象，有以下說(shuō)法：①碰撞前兩物體動(dòng)量相同；②兩物體質(zhì)量相等；③碰撞后兩物體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)；④碰撞前兩物體動(dòng)量大小相等、方向相反．其中正確的是()A．①② B．②③C．②④ D．③④解析：由題圖可知，m1和m2碰前都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且速度大小相同，但運(yùn)動(dòng)方向相反，碰后兩物體位置不變，即處于靜止?fàn)顟B(tài)，由碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒可得m1v1＋m2v2＝0.故選項(xiàng)C對(duì)．答案：CB級(jí)提實(shí)力5.(多選)如圖，大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m，擺長(zhǎng)相同，并排懸掛，平衡時(shí)兩球剛好接觸，現(xiàn)將擺球a向左邊拉開(kāi)一小角度后釋放，若兩球的碰撞是彈性的，下列推斷正確的是()A．第一次碰撞后的瞬間，兩球的速度大小相等B．第一次碰撞后的瞬間，兩球的動(dòng)量大小相等C．第一次碰撞后，兩球的最大擺角不相同D．發(fā)生其次次碰撞時(shí)，兩球在各自的平衡位置解析：依據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m1v1＝m1v′1＋m2v′2，,\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＝\f(1,2)m1v′eq\o\al(2,1)＋\f(1,2)m2v′eq\o\al(2,2)，,且m1＝m，m2＝3m，))解得v′1＝eq\f(m1－m2,m1＋m2)v1＝－eq\f(1,2)v1，v′2＝eq\f(2m1,m1＋m2)v1＝eq\f(1,2)v1，A正確．依據(jù)eq\f(1,2)mv2＝mgh＝mgR(1－cosθ)，知第一次碰撞后，兩球的最大擺角θ相同，依據(jù)單擺的等時(shí)性，D正確．答案：AD6．(多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上，另一端與質(zhì)量為m的物體A相連，A放在光滑水平面上，有一質(zhì)量與A相同的物體B，從離水平面高h(yuǎn)處由靜止起先沿固定光滑曲面滑下，與A相碰后一起將彈簧壓縮，彈簧復(fù)原過(guò)程中某時(shí)刻B與A分開(kāi)且沿原曲面上升．下列說(shuō)法正確的是()A．彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為mghB．彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為eq\f(mgh,2)C．B與A分開(kāi)后能達(dá)到的最大高度為eq\f(h,4)D．B與A分開(kāi)后能達(dá)到的最大高度不能計(jì)算解析：依據(jù)機(jī)械能守恒定律，可得B剛到達(dá)水平面的速度v0＝eq\r(2gh)，依據(jù)動(dòng)量守恒定律，可得A與B碰撞后的速度v＝eq\f(1,2)v0，所以彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為Epm＝eq\f(1,2)·2mv2＝eq\f(1,2)mgh，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)彈簧再次復(fù)原原長(zhǎng)時(shí)，A與B分開(kāi)，B以大小為v的速度向左沿曲面上滑，依據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgh′＝eq\f(1,2)mv2，B能達(dá)到的最大高度為h′＝eq\f(1,4)h，即C正確，D錯(cuò)誤．答案：BC7.如圖所示，一質(zhì)量為M的物塊靜止在桌面邊緣，桌面離水平面的高度為h.一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后，以水平速度eq\f(v0,2)射出．重力加速度為g.求：(1)此過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(2)此后物塊落地點(diǎn)離桌面邊緣的水平距離．解析：(1)設(shè)子彈穿過(guò)物塊后物塊的速度為v，由動(dòng)量守恒得mv0＝meq\f(v0,2)＋Mv，①解得：v＝eq\f(mv0,2M).②系統(tǒng)損失的機(jī)械能為：ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2)m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v0,2)))\s\up12(2)＋\f(1,2)Mv2))，③得：ΔE＝eq\f(1,8)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3－\f(m,M)))mveq\o\al(2,0).④(2)設(shè)物塊下落到地面所需時(shí)間為t，落地點(diǎn)距桌面邊緣的水平距離為s，則：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(h＝\f(1,2)gt2，,s＝vt，))⑤⑥由②⑤⑥三式可得：s