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全国高考物理试题汇编(11月第一期)F3动量综合问题(含解析)VIP免费

全国高考物理试题汇编(11月第一期)F3动量综合问题(含解析)_第1页
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F3动量综合问题【题文】(理综卷·届广西省桂林中学高三10月月考(.10))(2)(10分)如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C。B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,(i)整个系统损失的机械能;(ii)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。【答案】【知识点】动量守恒定律;机械能守恒定律.E3F3【答案解析】(i)20161mvE(ii)204813mvEP解析:(i)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时,对A、B与弹簧组成的系统,由动量守恒定律得mv0=2mv1①此时B与C发生完全非弹性碰撞,设碰撞后瞬时速度为v2,损失的机械能为E对B、C组成的系统,由动量守恒定律得mv1=2mv2②2221)2(2121vmEmv③联立①②③式得20161mvE④(ii)由式可知12vv,A将继续压缩弹簧,直至A、B、C三者速度相同,设此速度为3v,此时弹簧被压缩至最短,其弹性势能为PE,由动量守恒和能量守恒定律得303mvmv⑤PEvmEmv2220)3(2121⑥联立④⑤⑥式得204813mvEP⑦【思路点拨】(1)A、B接触的过程中动量守恒,根据动量守恒定律求出当AB速度相同时的速度大小,B与C接触的瞬间,B、C组成的系统动量守恒,求出碰撞瞬间BC的速度,根据能量守恒求出整个系统损失的机械能.(2)当整个系统速度相同时,弹簧压缩到最短,根据动量守恒定律,求出三者共同的速度,A、B、C损失的机械能一部分转化为B、C碰撞产生的内能,一部分转化为弹簧的弹性势能,根据能量守恒求出弹簧被压缩到最短时的弹性势能.本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律,综合性较强,关键合理地选择研究的系统,运用动量守恒进行求解.【题文】(理综卷·届河南省实验中学高三第二次模拟考试(.05))(2)如图,一光滑长直导轨槽固定在水平面上的,槽内放置一金属滑块,滑块上有半径为R的半圆柱形光滑凹槽,金属滑块的宽度为2R(比直导轨槽的宽度略小)。现有半径为r(r远小于R)的金属小球以水平初速度v0冲向滑块,从滑块上的半圆形槽口边缘进入。已知金属小球的质量为m,金属滑块的质量为3m,全过程中无机械能损失。求:①当金属小球滑离金属滑块时,金属小球和金属滑块的速度各是多大;②当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时,金属小球的速率。【答案】【知识点】动量守恒定律.F2F3【答案解析】(1)v0,方向水平向左,v0,方向水平向右;(2)v0.解析:①小球与滑块相互作用过程中沿水平方向动量守恒:2103mvmvmv又因为系统机械能守恒:2221203212121mvmvmv得0121vv0221vv②当金属小球通过A点时,沿导轨方向金属小球与金属滑块具有共同速度v,沿A点切线方向的速度为v′,由动量和能量守恒得vmmmv)3(0…40vv222021)3(2121vmvmmmv解得023vv金属小球的速度大小为0413v【思路点拨】(1)小球和滑块作用过程,水平方向上动量守恒,系统机械能守恒,据此列方程即可求解.(2)当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时二者具有相同速度,根据动量守恒和机械能守恒求出此时速度.本题考查了动量与能量的综合问题,对于这类问题注意选取研究对象,分析运动过程,根据相应规律求解.

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