1、2021-2022年高考物理总复习 专题6 力学三大观点的综合应用分组训练（含解析）A组动力学方法和动量守恒定律的应用1(xx佛山联考)如图5所示，一个半径R0.80 m的四分之一光滑圆形轨道固定在竖直平面内，底端切线水平，距地面高度H1.25 m在轨道底端放置一个质量mB0.30 kg 的小球B另一质量mA0.10 kg的小球A(两球均视为质点)由圆形轨道顶端无初速度释放，运动到轨道底端与球B发生正碰，碰后球B水平飞出，其落到水平地面时的水平位移s0.80 m忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求：图5 (1)A、B碰前瞬间，球A对轨道的压力大小和方向；(2)球B离开圆形轨道时的速度
2、大小；(3)球A与球B碰撞后瞬间，球A的速度大小和方向【答案】(1)3 N，方向竖直向下(2)1.6 m/s(3)0.8 m/s方向与碰前速度方向相反【解析】(1)球A由光滑轨道滑下，机械能守恒，设小球A与B球碰前瞬间的速度大小为v1则mAgRmAv在底端，由牛顿第二定律FNmAgmA代入数据解得FN3 N由牛顿第三定律知，球A对轨道的压力大小为3 N，方向竖直向下(2)球B离开轨道最低点后做平抛运动，设其飞行时间为t，离开轨道底端时的速度大小为v2，则Hgt2sv2t代入数据解得v21.6 m/s.(3)球A在轨道底端与球B碰撞过程中动量守恒，设小球A碰撞后的速度为v3，则mAv1mAv3m
3、Bv2代入数据解得v30.80 m/s即碰撞后瞬间，球A的速度大小为0.8 m/s，方向与碰前速度方向相反2(xx江门调研)如图6所示，粗糙水平桌面PO长为L1 m，桌面距地面高度H0.2 m，P点正上方一细绳悬挂质量为m的小球A，A在距桌面高度h0.8 m处自由释放，与静止在桌面左端质量为m的小物块B发生对心碰撞，碰后瞬间小球A的速率为碰前瞬间的，方向仍向右，已知小物块B与水平桌面PO间的动摩擦因数0.4，取重力加速度g10 m/s2.(1)求碰前瞬间小球A的速率和碰后瞬间小物块B的速率；(2)求小物块B的落地点与O点的水平距离图6【答案】(1)4 m/s3 m/s(2)0.2 m【解析】本
4、题考查机械能守恒、碰撞中的动量守恒、动能定理、运动的合成与分解等知识点(1)设碰前瞬间小球A的速度大小为v1，碰后瞬间小物块B的速度大小为v2对小球A，由机械能守恒定律有mghmv，得v14 m/s对A、B系统，由动量守恒定律有mv1mmv2，得v23 m/s.(2)设小物块B由桌面右端O水平抛出时速度大小为v3，由动能定理有mgLmvmv，得v31 m/sB由O水平抛出，竖直方向上有Hgt2，得t0.2 s水平方向上有xv3t0.2 m.Error! No bookmark name given.B组力学三大观点的综合应用3(xx安徽质检)如图7所示，在倾角37的斜面上放置一个凹槽，槽与斜面
5、间的动摩擦因数，槽与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，槽两端侧壁A、B间的距离d0.24 m把一小球放在槽内中点处，球和槽的质量相等，现同时由静止释放球和槽，不计球与槽之间的摩擦，斜面足够长，且球与槽的侧壁发生碰撞时碰撞时间极短，系统不损失机械能取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.图7(1)释放球和槽后，经多长时间球与槽的侧壁发生第一次碰撞？(2)第一次碰撞后的瞬间，球和槽的速度各多大？(3)球与槽的侧壁第一次碰撞后再经多少时间发生第二次碰撞？【答案】(1)0.2 s(2)01.2 m/s(3)0.4 s【解析】(1)设球和槽的质量为m，槽与斜面间的最
6、大静摩擦力等于滑动摩擦力，为f2mgcos 0.6mg槽所受重力沿斜面的分力G1mgsin 0.6mg因为G1f，所以槽受力平衡，释放后保持静止，释放后，球做匀加速运动mgsin ma1，得a16 m/s2经时间t1球与槽的侧壁B发生第一次碰撞da1t，得t10.2 s.(2)碰撞前球的速度为v1a1t11.2 m/s球和槽发生碰撞前后，动量定恒mv1mv1mv2碰撞过程不损失机械能，得mvmv12mv22解得第一次碰撞后瞬间球的速度v1和槽的速度v2分别为：v10，v21.2 m/s(方向沿斜面向下)(3)第一次碰撞后，槽做匀速运动，球做匀加速运动，设经时间t球的速度等于槽的速度v2，此时球
7、到侧壁B的距离最大，设为s：由v2a1t得t0.2 s，因sv2tv2tv2t0.12 md所以此时球与槽的侧壁A没有发生碰撞，这以后球与侧壁B的距离减小，直到发生第二次碰撞设球与槽的侧壁B第一次碰撞后再经时间t2发生第二次碰撞，该过程中位移相同：由v2t2a1t解得：t20.4 s.4如图8所示，质量为m的子弹以速度v0射入一质量为M的木块(可看成质点)，子弹未穿出，并与木块一起沿光滑水平轨道冲上光滑的圆形轨道在通过最高点A时对内轨道的压力为(mM)g，然后沿轨道冲上动摩擦因数为的斜面，斜面与水平面的夹角为，木块经过连接处时没有能量损失求：图8(1)子弹射入木块后木块的速度；(2)圆形轨道的
8、半径；(3)木块在斜面轨道上上升的最大高度【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)子弹射入木块，系统动量守恒mv0(Mm)v1解得v1.(2)系统在圆形轨道内做圆周运动，运动到最高点A时的速度大小为v2，由牛顿第二定律，知2(mM)g(mM)从水平面到A点，机械能守恒(mM)v(mM)g2R(mM)v联立以上各式解得R.(3)木块从A点到斜面最高点，由动能定理，知(mM)g(2Rh)fs0(mM)v其中f(mM)gcos ，s解得h.R21876 5574 啴2X29997 752D 甭g20259 4F23 伣28211 6E33 渳26787 68A3 梣38312 95A8 閨030806 7856 硖7
