高三物理三轮选修3-5计算题(教师版)

vA v
③
联立①②③式，代入数据得
6
vB 5 v0
④
9.如图所示两个质量分别为 M1、M2 的劈 A、B，高度相同。放在光滑水平面上，A、B 的 上表面为光滑曲面，曲面末端与地面相切。有一质量为 m 的物块（可视为质点）自劈顶
端自由下滑。劈顶端到地面距离 h=0.06m，劈 A 与物块的质量比 M1 =5。求： m
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题
最终三木块与木板以共同速度运动.求:
(1)C 木块从开始运动到与木板速度刚好相等时的位移；
(2)B 木块在整个运动过程中的最小速度.
v0 2v0 3v0
13 答案:
（
4v
2 0
g
,
5 6
v
0
）
A BC
14.如图 19 所示，水平地面上静止放置着物块 B 和 C，相距 l=1.0m。物块 A 以速度 v0=10m/s 沿水平方向与 B 正碰。碰撞后 A 和 B 牢固地粘在一起向右运动，并再与 C 发生正碰，碰
……………………1 分 ……………………1 分 ……………………1 分
……………………1 分
能量守恒：
……………………1 分
水平方向动量守恒： mv0=M2v2+mv’
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题 ……………………1 分
可得：
…………………1 分
当 m<M2 时 v’<0，当 v’的大小不大于 v1 时 m 不能再追上 A：
①物块离开 A 瞬间 A 和物块的速度各多大？（g=10m/s2）
②物块从 A 上滑下后又冲上 B，若要保证物块离开 B 后不能追上 A，则 B 与物块的
质量比 M 2 应满足什么条件。
m
m
A
B
9①、设向右为正方向，小球从 A
滑下的过程
能量守恒： 水平方向动量守恒： mv0－M1v1=0 可得： A 的速度： v1=0.2m/s 物块的速度： v0=1.0m/s ②、物块冲上 B 又离开的过程：
• 14（1）A 与 B 相碰，由动量守恒定律知 mv0=2mv1，得到 v1=5m/s 之后，A 与 B 一起向右运动直到与 C 相碰
以 A 和 B 为整体，由动能定理知 v2=4m/s
，得到
（2）当 A 与 B 运动到 C 所在位置时，AB 与 C 相碰，由动量守恒定律知
2mv2=2mv3+kmv ①
8 设 AB 碰撞后，A 的速度为，B 与 C 碰撞前 B 的速度为，B 与 V 碰撞后粘在一起的速
度为，由动量守恒定律得
对 A、B 木块： mAv0 mAvA mBvB
①
对 B、C 木块： mBvB (mB mC )v
由 A 与 B 间的距离保持不变可知
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题 ②
t 代入数据得：F=1.5×103N
3.宇宙飞船在太空飞行时，如果遇到微陨石云，会受到较大的阻力．微陨石云是太空中游 离的物质微粒比较集中的区域。已知宇宙飞船沿运行方向的横截面积为 S，运行速度 为 v，微陨石云的平均密度为 ρ，设宇宙飞船接触到的微陨石最后都附着在飞船上， 求宇宙飞船在穿越微陨石云过程中所受阻力 F 的大小。
根据以上讨论可知，k 的取值范围是 2≤k≤6
设 k=k1 时，物体 AB 与 C 碰后速度为零，根据动量守恒定律
2mv2=k1mv， 得到 k1=4
由此可以确定 AB 与 C 碰后的可能运动方向为
A．当 2≤k＜4 时，AB 碰后继续向右运动；
B．当 k=4 时，AB 碰后静止；
C．当 4＜k≤6 时，AB 碰后继续向左运动（反弹）
• 10 由题意知三球碰后的动量均相同，设为 p,则 有动量 2p，
，球 2 在与球 3 碰前具
根据机械能守恒定律，对于球 2 与球 3 碰撞的情况应有：
由此得： ∶ ＝3∶1 球 1 与球 2 碰前的动量为 3p，根据机械能守恒定律有：
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题
由此得： ∶ ＝2∶1 从而可得： ∶ ∶ ＝6∶3∶1 设三球碰后上升的高度分别为
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题 1．如图所示，长 L = 0.8m 的细线上端固定在 O 点，下端连接一个 m =
0.4kg 的小球，悬点 O 距地面的高度 H = 3.55m．开始时，将小球 提到 O 点保持静止，然后让它自由下落，当小球到达使细线被拉 直的位置时，刚好把细线拉断，经过 t = 0.5s 落到地面．如果不考 虑线的伸长，并设小球在绷断细线过程中线的平均张力大小为 8N，且 g = 10m/s2．试求细线断裂经历的时间．
（ii）木块返回与物体 P 第二次达到共同速度与第一次相同（动量守恒）全过程能量
守恒得：
1 2
mv02
1 (m 2m)v2 2
f
(2L s) ④由②③④得： s
v02 v02
6gh 3gh
L
13、一块足够长的木板，放在光滑的水平面上，如图所示，在木板上自左向右放有 A、B、 C 三块质量均为 m 的木块，它们与木板间的动摩擦因数均为μ，木板的质量为 3m. 开始时木板不动，A、B、C 三木块的速度依次为 v0、2v0、3v0，方向都水平向右；
即：
……………………1 分
得：
……………………2 分
10.荷兰科学家惠更斯在研究物体的碰撞问题时作出了突出的贡献. 惠更斯所做的碰撞实 验可简化为：三个质量分别为 m1、m2、m3 的小球，半径相同，并排悬挂在长度均为 L 的 三根平行绳子上，彼此相互接触. 现把质量为 m1 的小球拉开，上升到 H 高处释放，如图 所示，已知各球碰撞时，同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，且碰撞时间极短，H 远小于 L，不法空气阻力. 若三个球的质量不同，要使球 1 与球 2、球 2 与球 3 相碰之后， 三个球具有同样的动量，则 m1︰m2︰m3 应为多少？它们上升的高度分别为多少？
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题
7
一静止的
238 92
U
核经
衰变成为
234 90
Th
核，释放出的总动能为
4.27MeV.问衰变后
234 90
Th
核
的动能为多少 MeV（保留 1 位有效数字）
7 据题意知，此 衰变的衰变方程为
+ ，根据却是守恒定律得
①
式中， 和 分别为 粒子和 Th 核的质量， 和 分别为 粒子和 Th 核的速度的 大小.由题设条件知
后瞬间 C 的速度 v=2.0m/s。已知 A 和 B 的质量均为 m ，C 的质量为 A 质量的 K 倍，物 块与地面的动摩擦因数 μ=0.45。（设碰撞时间很短， g 取 10m/s2）
（1）计算与 C 碰撞前瞬间 AB 的速度； （2）根据 AB 与 C 的碰撞过程分析 K 的取值范围，并讨论与 C 碰撞后 AB 的可能运动方 向。
v=
m1v0cosθ M+m1
． （2）球和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统水平方向动量也守恒，设当漏出质量为 m2 的砂子时砂车的速度为 v′， 砂子漏出后做平抛运动，水平方向的速度仍为 v， 由（M+m1）v=m2v+（M+m1-m2）v′， 得 v′=v= m1v0cosθ
M+m1
6．海岸炮将炮弹水平射出。炮身质量（不含炮弹）为 M，每颗炮弹质量为 m。当炮身固 定时，炮弹水平射程为 s，那么当炮身不固定时，发射同样的 炮弹，水平射程将是多少？
②
③
由①②③式得
④
代入数据得，衰变后
核的动能
⑤
8 光滑水平轨道上有三个木块 A、B、C，质量分别为 mA 3m 、mB mC m ，开始
时 B、C 均静止，A 以初速度向右运动，A 与 B 相撞后分开，B 又与 C 发生碰撞并粘在
一起，此后 A 与 B 间的距离保持不变。求 B 与 C 碰撞前 B 的速度大小。
4 解.设第 1 次推球后人的速度为 ，有
，第 1 次接球后人的速度为 ，有
；第 2 次推球
，第 2 次接球
；……第 n 次推球
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题 ，由以上各式
可得
，当
时人便接不到球，可得 n≥8.25，取 n=9
5．如图所示，将质量为 m1 的铅球以大小为 v0、仰角为 的初速度抛入一个装有砂子 的总质量为 M 的静止的砂车中，砂车与水平地面间的摩擦可以忽略. 求： （1）铅球和砂车的共同速度； （2）铅球和砂车获得共同速度后，砂车底部出现一小孔，砂子从小孔中流出，当漏 出质量为 m2 的砂子时砂车的速度. 5 解：（1）以铅球、砂车为系统，水平方向动量守恒， m1v0cos θ=（M+m1）v， 得球和砂车的共同速度
3 解：微陨石的总质量 m=ρSvt； 时间 t 内飞船增加的动量△P=mv=ρSv2t； 由动量定理可得：Ft=△P 解得阻力 F=ρSv2； 4．人和冰车的总质量为 M，另有一木球质量为 m，M︰m=31︰2．人坐在静止于水平冰
面的冰车上，以速度 v（相对于地面）将原来静止的木 球沿冰面推向正前方的固定档板，不计一切摩擦阻力， 设小球与挡板碰撞后以同样大小的速率返回，人接到球 后，再以同样的速度 v（相对于地面）将球推向挡板， 求人推多少次后不再能接到球．
（一）若 AB 与 C 发生的碰撞是弹性碰撞，则根据能量守恒
② 联立①②两式得到 k=6，v3=-2m/s，说明 AB 与 C 碰后反弹 （二）若 AB 与 C 发生的碰撞是完全非弹性碰撞，则根据动量守恒
武汉二中 2014 届高三第三轮训练题 2mv2=（2m+km）v，得到 k=2，物体 AB 仍然向右运动
为 0，由机械能守恒定律知：
③