2021江苏新高考物理一轮复习检测：第六章 高考热点强化训练9 力学三大观点的综合应用 (含解析)

高考热点强化训练9 力学三大观点的综合应用

1．如图1，一质量M＝6 kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量m＝6 kg，停在木板B的左端．质量为m0＝1 kg的小球用长为L＝0.8 m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的距最低点的最大高度为h＝0.2 m，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力．已知物块A、木板B间的动摩擦因数μ＝0.1，(取g＝10 m/s2)求：

图1

(1)小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小； (2)小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；

(3)为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少多长． 答案 (1)4 m/s (2)1 m/s (3)0.25 m

解析 (1)对小球下摆过程，由机械能守恒定律得： 1

m0gL＝m0v02，解得v0＝4 m/s

2

(2)对小球反弹后上升到最高点的过程，由机械能守恒定律得 1

m0gh＝m0v12

2解得：v1＝2 m/s

小球与物块A碰撞过程系统动量守恒，以小球碰前速度的方向为正方向 由动量守恒定律得：m0v0＝－m0v1＋mvA 解得vA＝1 m/s

(3)物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以物块A的速度方向为正方向

由动量守恒定律有：mvA＝(m＋M)v， 解得v＝0.5 m/s

11

由能量守恒定律有：μmgx＝mvA2－(m＋M)v2，

22解得x＝0.25 m.

2．(2018·全国卷Ⅱ·24)汽车A在水平冰雪路面上行驶．驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图2所示，碰撞后B车向前滑动了4.5 m，A车向前滑动了2.0 m．已知A和B的质量分别为2.0×103 kg和1.5×103 kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g＝10 m/s2.求：

图2

(1)碰撞后的瞬间B车速度的大小； (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小． 答案 (1)3.0 m/s (2)4.3 m/s

解析 (1)设B车的质量为mB，碰后加速度大小为aB.根据牛顿第二定律有 μmBg＝mBaB①

式中μ是汽车与路面间的动摩擦因数．

设碰撞后瞬间B车速度的大小为vB′，碰撞后滑行的距离为sB.由运动学公式有 vB′2＝2aBsB②

联立①②式并利用题给数据得 vB′＝3.0 m/s③

(2)设A车的质量为mA，碰后加速度大小为aA，根据牛顿第二定律有 μmAg＝mAaA④

设碰撞后瞬间A车速度的大小为vA′，碰撞后滑行的距离为sA，由运动学公式有

vA′2＝2aAsA⑤

设碰撞前的瞬间A车速度的大小为vA.两车在碰撞过程中动量守恒，有 mAvA＝mAvA′＋mBvB′⑥ 联立③④⑤⑥式并利用题给数据得 vA≈4.3 m/s