2024-2025學年新教材高中物理第1章動量守恒定律分層作業(yè)8子彈打木塊模型和滑塊-木板模型課件新人教版選擇性必修第一冊

第一章分層作業(yè)8子彈打木塊模型和滑塊—木板模型123456789101112A組必備知識基礎練題組一

子彈打木塊模型1.(2024湖南長沙模擬)如圖所示,一沙袋用不可伸長的輕細繩懸于O點。開始時沙袋處于靜止狀態(tài),此后彈丸以水平速度擊中沙袋后均未穿出。第一次彈丸的速度為v1,打入沙袋后二者共同向右擺動的最大擺角為30°。當它們第1次返回圖示位置時,第2粒彈丸以水平速度v2擊中沙袋,使沙袋向右擺動且最大擺角仍為30°,若彈丸質量是沙袋質量的,忽略空氣阻力,則以下結論正確的是(

)A.v1∶v2=41∶42 B.v1∶v2=41∶83C.v1∶v2=1∶1 D.v1∶v2=42∶41B123456789101112解析

根據擺動過程中機械能守恒和兩次沙袋擺動的角度相等可知,兩次沙袋被擊中后的速度相同,設為v,用m'表示沙袋的質量,m表示彈丸的質量,則m'=40m,以水平向右為正方向,由動量守恒定律,第一次有mv1=(m'+m)v,第二次有mv2-(m'+m)v=(m'+2m)v,解得v1∶v2=41∶83,B正確。1234567891011122.(2024福建寧德高二月考)質量為m'的木塊在光滑水平面上以速度v1向右運動,質量為m的子彈以速度v2水平向左射入木塊,要使木塊停下來,必須使發(fā)射子彈的數目為(子彈均留在木塊中不穿出)(

)C解析

設發(fā)射子彈的數目為n,選擇n顆子彈和木塊組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)在水平方向所受的合外力為零,滿足動量守恒的條件。以子彈運動的方向為正方向,由動量守恒定律有nmv2-m'v1=0,得n=,所以選項C正確。1234567891011123.(2024安徽蕪湖高二月考)如圖所示,子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊,子彈未穿透木塊,此過程木塊的動能增加了6J,那么此過程產生的內能可能為(

)A.16J B.2J C.6J D.4JA解析

設子彈的質量為m0,初速度為v0,木塊的質量為m,子彈打入木塊的過程中,子彈與木塊組成的系統(tǒng)動量守恒,即m0v0=(m+m0)v,此過程產生的內1234567891011121234567891011124.(2024江西九江高二月考)懸繩下吊著一個質量為m'=9.99kg的沙袋,構成一個單擺,擺長L=1m。一顆質量m=10g的子彈以v0=500m/s的水平速度射入沙袋,瞬間與沙袋達到共同速度(不計懸繩質量,g取10m/s2),則此時懸繩的拉力為(

)A.35N B.100NC.102.5N D.350NC123456789101112123456789101112題組二

滑塊—木板模型5.(2024山東德州高二期末)如圖所示,光滑水平面上有質量為m且足夠長的木板,木板上放一質量也為m、可視為質點的木塊。現分別使木塊獲得向右的水平初速度v0和2v0,兩次運動均在木板上留下劃痕,則兩次劃痕長度之比為(

)A.1∶4 B.1∶4C.1∶8 D.1∶12A1234567891011121234567891011126.(多選)(2024河南南陽高二月考)如圖所示,A、B兩木塊靠在一起放于光滑的水平面上,A、B的質量分別為mA=2.0kg,mB=1.5kg,一個質量為mC=0.5kg的鐵塊C以v0=8m/s的速度滑到木塊A上,離開木塊A后最終與木塊B一起勻速運動。若木塊A在鐵塊C滑離后的速度為vA=0.8m/s,鐵塊C與木塊A、B間動摩擦因數均為μ=0.4,g取10m/s2。下列說法正確的是(

)A.鐵塊C在滑離A時的速度為2.4m/sB.木塊B的長度至少為0.24mC.鐵塊C在木塊B上滑行的時間為3.0sD.全過程鐵塊C克服摩擦力做的功為15.64JABD123456789101112解析

鐵塊C在滑離A的瞬間,由動量守恒定律mCv0=(mA+mB)vA+mCvC,代入數據解得vC=2.4

m/s,所以A正確;鐵塊C和木塊B相互作用最終和B達到相同的速度,鐵塊C和B作用過程中動量守恒、能量守恒,有mCvC+mBvA=(mC+mB)vB,,因鐵塊C沒有從木塊B上掉下來,所以木塊B的長度L≥x1,聯立以上方程代入數據,解得L≥0.24

m,即木塊B的長度至少為0.24

m,所以B正確;由B選項分析,可得C與B共速的速度為vB=1.2

m/s,C滑上B后做勻減速運動,加速度為aC=μg=4

m/s2,則鐵塊C在木塊B上滑行的時間為1234567891011127.(多選)(2024湖北荊州高三月考)如圖所示,將質量為m'的木板靜止地放在光滑水平面上,質量為m的物塊以水平初速度v0由木板左端開始向右運動,恰能滑至木板的右端與木板相對靜止。已知物塊與長木板間的動摩擦因數為μ,重力加速度為g,物塊可視作質點。下列判斷正確的是(

)BD1234567891011121234567891011128.(2024河南駐馬店高二月考)如圖所示,在光滑水平面上有B、C兩個木板,B的上表面光滑,C的上表面粗糙,B上有一個可視為質點的物塊A,A、B、C的質量分別為3m、2m、m。A、B以相同的初速度v向右運動,C以速度v向左運動。B、C的上表面等高,二者發(fā)生完全非彈性碰撞但并不粘連,碰撞時間很短。A滑上C后恰好能到達C的中間位置,C的長度為L,不計空氣阻力。求:(1)木板C的最終速度大小;(2)木板C與物塊A之間的摩擦力Ff大小;(3)物塊A滑上木板C之后,在木板C上做減速運動的時間t。123456789101112解析

(1)設水平向右為正方向,B、C碰撞過程中動量守恒有2mv-mv=(2m+m)v1A滑到C上,A、C動量守恒有3mv+mv1=(3m+m)v2(3)在A、C相互作用過程中,以C為研究對象,由動量定理得Fft=mv2-mv1123456789101112B組關鍵能力提升練9.(多選)(2024山東萊蕪高二月考)小車靜止在光滑水平面上,站在車上的人練習打靶,靶裝在車的另一端,如圖所示。已知車、人、槍和靶的總質量為m'(不含子彈),每顆子彈質量為m,共n發(fā),打靶時,槍口到靶的距離為d,若每發(fā)子彈打入靶中,就留在靶里,且待前一發(fā)子彈打入靶中后,再打下一發(fā)。則以下說法正確的是(

)A.待打完n發(fā)子彈后,小車將以一定的速度向右勻速運動B.待打完n發(fā)子彈后,小車應停在射擊之前位置的右方C.在每一發(fā)子彈的射擊過程中,小車所發(fā)生的位移相同,大小均為D.在每一發(fā)子彈的射擊過程中,小車所發(fā)生的位移不相同BC123456789101112解析

車、人、槍、靶和n顆子彈組成的系統(tǒng)動量守恒,系統(tǒng)初動量為0,故末動量也為0,子彈打完后,車子不可能向右勻速運動;每射擊一次,車子都會右移,所以子彈打完后,車子停在射擊之前位置的右方,故A錯誤,B正確。每發(fā)子彈打入靶中,就留在靶里,且待前一發(fā)打入靶中后,再打下一發(fā),因此每次射擊,以一顆子彈和車、人、槍、靶、(n-1)顆子彈為研究對象,根據動量12345678910111210.(多選)(2024山東濟寧高二月考)如圖所示,質量為m'的木塊放在光滑的水平面上,質量為m的子彈以水平速度v0射中木塊,并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運動,已知當子彈相對木塊靜止時,木塊前進距離L,子彈進入木塊的深度為s,此過程經歷的時間為t。若木塊對子彈的阻力大小Ff視為恒定,則下列關系式正確的是(

)AB12345678910111212345678910111211.(2024湖北十堰高二月考)如圖所示,光滑水平面上放一木板A,質量m'=4kg,小鐵塊B(可視為質點)質量為m=1kg,木板A和小鐵塊B之間的動摩擦因數μ=0.2,g取10m/s2,小鐵塊B以v0=10m/s的初速度從木板A的左端沖上木板,恰好不滑離木板。(1)A、B的加速度分別為多少?(2)經過多長時間A、B速度相同,相同的速度為多少?(3)求薄木板的長度。

123456789101112解析

(1)對小鐵塊B受力分析,由牛頓第二定律有μmg=maB,即aB=μg=2

m/s2對木板A受力分析,由牛頓第二定律有(2)由于A、B組成的系統(tǒng)所受合外力為零,則A、B組成的系統(tǒng)動量守恒,有mv0=(m+m')v共代入數據解得v共=2

m/s由于木板A做勻加速直線運動,則v共=aAt代入數據解得t=4

s。123456789101112(3)設薄木板的長度為L,則對A、B整體由動能定理有代入數據解得L=20

m。答案

(1)0.5m/s2

2m/s2

(2)4s

2m/s

(3)20m123456789101112C組學科素養(yǎng)拔高練12.(2024海南海口高二期末)如圖所示,一長木板在光滑的水平面上以速度v0向右做勻速直線運動,將一滑塊無初速度地輕放在木板最右端。已知滑塊和木板的質量分別為m和2m,它們之間的動摩擦因數為μ,重力加速度為g。(1)滑塊相對木板靜止時,求它們的共同速度大小;(2)某時刻木板速度是滑塊的2倍,求此時滑塊到木板最右端的距離;(3)若滑塊輕放在木板最右端的同時,給木板施加一水平向右的外力,使得木板保持勻速直線運動,直到滑塊相對木板靜止,求此過程中滑塊的運動時間以及外力所做的功。1234567891011