课时跟踪检测(二十一)　力学三大观点的综合应用

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课时跟踪检测(二十一)　力学三大观点的综合应用

1.(多选)(2020·青岛市模拟)如图，轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系

一圆盘 A，处于静止状态。一圆环 B套在弹簧外，与圆盘 A距离为 h，让环

自由下落撞击圆盘，碰撞时间极短，碰后圆环与圆盘共同向下开始运动，下

列说法正确的是(　　)

A．整个运动过程中，圆环、圆盘与弹簧组成的系统机械能守恒

B．碰撞后环与盘一起做匀加速直线运动

C．碰撞后环与盘一块运动的过程中，速度最大的位置与 h无关

D．从 B开始下落到运动到最低点过程中，环与盘重力势能的减少量大于弹簧弹性势

能的增加量

解析：选CD　圆环与圆盘碰撞过程，时间极短，内力远大于外力，系统总动量守恒，

由于碰后速度相同，为完全非弹性碰撞，机械能不守恒，故 A错误；碰撞后环与盘一起向

下运动过程中，受重力，弹簧弹力，由于弹力增大，整体受到的合力变化，所以加速度变

化，故 B错误；碰撞后平衡时，有 kx＝(m＋M)g，即碰撞后新平衡位置与下落高度 h无关，

故C正确；从 B开始下落到运动到最低点过程中，环与盘发生完全非弹性碰撞，有能量损

失，故环与盘重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故 D正确。

2．如图甲所示，物块 A、B的质量分别是 mA＝4.0 kg 和mB＝3.0 kg，用轻弹簧拴接，

放在光滑的水平地面上，物块 B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块 C从t＝0时以一定速

度向右运动，在 t＝4 s 时与物块 A相碰，并立即与 A粘在一起不再分开，物块 C的vt图像

如图乙所示，则墙壁对物块 B的弹力在 4 s 到12 s 的时间内对 B的冲量 I的大小(　　)

A．9 N·s　　　　　　　 B．18 N·s

C．36 N·s D．72 N·s

解析：选C　由图知，C与A碰前速度为：v1＝9 m/s，碰后速度为：v2＝3 m/s，C与

A碰撞过程动量守恒，以 C的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mCv1＝(mA＋

mC)v2，可解得 mC＝2 kg，12 s 末A和C的速度为：v3＝－3 m/s，4 s 到12 s，墙对 B的冲

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量为：I＝(mA＋mC)v3－(mA＋mC)v2，代入数据解得：I＝－36 N·s，方向向左；故墙壁对物

块B的弹力在 4 s 到12 s 的时间内对 B的冲量 I的大小为 36 N·s，故 C正确，A、B、D错误。

3.如图所示，光滑地面上静置一质量为 M的半圆形凹槽，凹

槽半径为 R，表面光滑。将一质量为 m的小滑块(可视为质点)，从

凹槽边缘处由静止释放，当小滑块运动到凹槽的最低点时，对凹槽的压力为 FN，FN的求解

比较复杂，但是我们可以根据学过的物理知识和方法判断出可能正确的是(重力加速度为 g)

(　　)

A．　　　　　 B．

C． D．

解析：选A　滑块和凹槽组成的系统水平方向上动量守恒，机械能守恒，当滑块运动

到最低点时有：mv＝Mv′， mgR＝mv2＋Mv′2 ，由极限的思想，当 M趋于无穷大时，v′

趋近于 0，凹槽静止不动，滑块速度为 v＝，且小滑块在最低点时由牛顿第二定律得 FN－

mg＝m，解得 FN＝3mg，四个选项中当 M趋于无穷大时，只有 A选项符合，另外 CD 选项

从量纲的角度上讲也不对，故 A对，B、C、D错。

4．(2021·四川德阳模拟)如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为 m的光滑圆环，

轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为 M的木块，现有质量为 m0的子弹以大小为 v0的水

平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为 g，下列说法正确的是(　　)

A．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为

B．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M＋m0)g

C．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M＋m＋m0)g

D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒

解析：选C　子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块系统的动量守恒，则 m0v0＝(M＋

m0)v1，解得速度大小为 v1＝，选项 A错误；子弹射入木块后的瞬间，根据牛顿第二定律

可得 T－(M＋m0)g＝(M＋m0)可知绳子拉力大于(M＋m0)g，选项 B错误；子弹射入木块后

的瞬间，对子弹、木块和圆环整体：N＝T＋mg> (M＋m＋m0)g，选项 C正确；子弹射入木

块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，选项 D错误；故选 C。

5．(多选)如图所示，质量为 M的长木板静止在光滑水平面

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第1页共6页课时跟踪检测(二十一)　力学三大观点的综合应用1.(多选)(2020·青岛市模拟)如图，轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系一圆盘A，处于静止状态。一圆环B套在弹簧外，与圆盘A距离为h，让环自由下落撞击圆盘，碰撞时间极短，碰后圆环与圆盘共同向下开始运动，下列说法正确的是(　　)A．整个运动过程中，圆环、圆盘与弹簧组成的系统机械能守恒B．碰撞后环与盘一起做匀加速直线运动C．碰撞后环与盘一块运动的过程中，速度最大的位置与h无关D．从B开始下落到运动到最低点过程中，环与盘重力势能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量解析：选CD　圆环与圆盘碰撞过程，时间极短，内力远大于外力，系统总动量守恒，由于碰...

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