《2020届高考物理二轮复习能量与动量微专题突破（11）动量和能量综合问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理二轮复习能量与动量微专题突破（11）动量和能量综合问题（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、动量和能量综合问题1、如图所示,在水平光滑地面上有、两个木块, 、之间用一轻弹簧连接，靠在墙壁上,用力向左推使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态，若突然撤去力,则下列说法中正确的是( )A.木块离开墙壁前, 、和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒B.木块离开墙壁后, 、和弹簧组成的系统动量不守恒,但机械能守恒C.木块离开墙壁前, 、和弹簧组成的系统动量不守恒,但机械能守恒D.木块离开墙壁后, 、和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能不守恒2、固定光滑斜面倾角为37，在斜面顶端分别以相同大小的初速度释放两个完全相同的小球A、B，A球的初速度方向沿斜面向下，B球的初速度方向水平向右，两球都到达斜面底端
2、则在两小球从斜面顶端到斜面底端的过程中，下列说法中正确的是（ ）A. 两小球到斜面底端时速度相同B. 运动过程中两小球所受合力做的功相同C. 运动过程中两小球所受合力的冲量相同D. 到斜面底端时两小球重力的功率相同3、质量为2kg的物体受到水平拉力F的作用，在粗糙的水平面上从静止开始做直线运动，动摩擦因数为0.2,水平拉力F随时间的变化关系如图所示，重力加速度取,则下列说法正确的是（ ）A.在时间08s内拉力的冲量为24NsB.在时间08s内物体动量的变化量为20kgm/sC.在时间08s内合力所做的功为36JD.当t=8s时物体的速度为16m/s4、如图所示,有两个质量相同的小球和 (大小不
3、计), 球用细绳吊起,细绳长度等于悬点距地面的髙度, 点静止放于悬点正下方的地面上.现将球拉到距地面高度为处由静止释放, 摆动到最低点与球碰撞后粘在一起共同上摆,则它们升起的最大高度为()A. B. C. D. 5、如图所示,为某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据得到的位移-时间图像。图中的线段a、b、c分别表示光滑水平面上沿同一条直线运动的滑块、和它们发生正碰后结合体的位移变化关系,已知相互作用时间极短,由图像给出的信息可知( )A.碰前滑块与滑块速度大小之比为7 : 2B.碰前滑块的动量比滑块的动量大C.碰前滑块的动能比滑块的动能小D.滑块的质量是滑块的质量的1/66、在光滑
4、的水平面上,两个小车A和B之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v0向右匀速运动,A、B的质量分别为m和2m。有一质量为m的黏性物体C从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘在一起,在以后的运动过程中,轻质弹簧获得的最大弹性势能为Ep1;如果黏性物体C不是落在A车上,而是B落在车上,其他条件不变,在以后的运动过程中,轻质弹簧获得的最大弹性势能为Ep2,则Ep1:Ep2为( )A.1:3B.3:1C.1:1D. 7、如图所示,光滑水平面上有两个质量分别为m1、m2的小球A、B放在竖直墙壁的右侧,设B开始处于静止状态,A球以速度v朝着B运动,设系统处处无摩擦,所有的碰撞均无机械能损失,则下列判断正确
5、的是( )A.若m1=m2,则两球之间有且仅有两次碰撞B.若,则两球之间可能发生两次碰撞C.两球第一次碰撞后B球的速度一定是D.两球第一次碰撞后A球一定向右运动8、长为L,质量为M的平板小车停在光滑水平面上,质量为m的木块(可视为质点)以速度滑上小车的左端,最后刚好停在小车的右端,如图甲所示;若小车以速度向左运动时,将木块轻轻放在小车左端,如图乙所示,则( )A.木块最终刚好停在小车右端B.木块最终停在小车上,但还离右端一段距离C.木块将滑出小车D.两种情况中木块相对小车滑行的时间相等9、如图所示,小车的上面固定一个光滑弯曲管道,整个小车(含管道)的质量为2m,原来静止在光滑的水平面上。今有一
6、个可以看作质点的小球,质量为m,半径略小于管道半径,以水平速度v从左端滑上小车,小球恰好能到达管道的最高点,然后从管道左端滑离小车,关于这个过程,下列说法正确的是( )A.小球滑离小车时,小车回到原来位置B.小球滑离小车时相对小车的速度大小为vC.车上管道中心线最高点距小车上表面的竖直高度为v2/3gD.小球在滑上小车到管道最高点的过程中,小车的动量变化大小是mv/210、如图所示,为竖直固定的四分之一粗糙圆弧轨道,O为圆心,P为圆弧的中点,水平,竖直,轨道半径,一质量的小物块以的速度从A到B做匀速圆周运动,重力加速度,则下列说法正确的是( )A.在A到B的过程中合力对小物块的冲量为零B.在P
7、点时,重力的瞬时功率为10WC.小物块在段克服摩擦力做的功等于在段克服摩擦力做的功D.在B点时,小物块对圆弧轨道的压力大小为14N11、光滑水平面上，用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两物体，都以的速度向右运动，弹簧处于原长；质量为4kg的物体C静止在前方，如图所示，B与C发生碰撞后（碰撞时间极短）粘合在一起运动在以后的运动中，求：（1）弹性势能最大值为多少？（2）当A的速度为零时，弹簧的弹性势能为多少？12、如图所示,质量为2m的小车紧靠平台的边缘静止在光滑的水平面上,小车AB段是长为L的水平粗糙轨道,BC段是四分之一圆弧光滑轨道,两段轨道相切于B点。小车AB段轨道与平台在同一水平面上。质
8、量为m的滑块(可视为质点)沿着光滑的平台以某一速度向右运动并滑上小车,若滑块与AB段轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g1.使滑块不滑过B点,则滑块在平台上运动的速度v不超过多大?2.当滑块在平台上运动的速度为时,恰好能到达C点,则BC段圆弧轨道的半径R是多大? 答案以及解析1答案及解析：答案：C解析：若突然撤去力,木块离开墙壁前,墙壁对木块有作用力,所以、和弹簧组成的系统动量不守恒,但由于没有离开墙壁,墙壁对木块没有做功,所以、和弹簧组成的系统机械能守恒,A选项错误,C选项正确;木块离开墙壁后, 、和弹簧组成的系统不受外力,所以系统动量守恒和能量守恒,所以B、D选项错误。 2答案及解析：答案
9、：B解析：A、小球A运动的过程中，只有重力做功，B球运动的过程中，也只有重力做功，可知运动过程中两小球合力做功相同，动能的变化量相同，则落到斜面底端的速度大小相等，但是方向不同，所以速度不同。故A错误，B正确。 C、B球速度的变化量，A球速度的变化量，可知两球速度的变化量不同，则动量的变化量不同，根据动量定理知，合力的冲量不同。故C错误。 D、两球落到斜面底端时的速度大小相等，但是方向不同，所以在竖直方向上的分量不等，根据知，重力的瞬时功率不等。故D错误。 故选：B。 3答案及解析：答案：B解析：F-t图像的面积为F的冲量，有，A错误；摩擦力随时间变化，如图所示，由动量定理可知，可解得v=10
10、m/s，D错误；动量的变化量，B正确；由动能定理可知，C错误。 4答案及解析：答案：C解析：本题中的物理过程比较复杂,所以应将过程细化、分段处理.球由释放到摆到最低点的过程做的是圆周运动,应用动能定理可求出末速度所以,、的碰撞过程符合动量守恒: ,所以对、粘在一起共同上摆的过程应用机械能守恒,。 5答案及解析：答案：D解析：据图s-t图象的斜率等于速度,可知碰前滑块速度为v1= -2 m/s,滑块的速度为v2 =0. 8 m/s.则碰前速度大小之比为5:2,故A错误;碰撞前后系统动量守恒,碰撞前,滑块的动量为负,滑块D的动量为正,由于碰撞后总动量为正,故碰撞前总动量也为正.故碰撞前滑块的动量大
11、小小于滑块的动量大小.故B 错误;碰撞后的共同速度为v =0.4 m/s,根据动量守恒定律,有m1v1+m2v2=(m1+m2)v,解得m2=6m1,由动能的表达式可知,故C错误,D正确. 6答案及解析：答案：B解析：黏性物体C在与A碰撞的瞬间水平方向动量守恒,故有mv0=2mv1,此后黏性物体C与物体A、B起运动,当A、B、C达到共同速度时轻质弹簧的弹性势能最大,此过程中由动量守恒定律得2mv0+2mv1=4mv,由能量守恒定律得,联立解得;当C落在B上瞬间,B、C组成的系统在水平方向上动量守恒,有2mv0=3mv2,此后A、B、C一起运动直至三者达到共同速度时弹簧的弹性势能最大,此过程由动
12、量守恒定律得,由能量守恒得,联立解得,故,选项B正确。 7答案及解析：答案：A解析：设球A和球B第一次碰撞后速度分别为v1和v2,以水平向左为正方向。系统动量守恒,有m1v=m1v1+m2v2,系统机械能守恒,有,解得。若m1=m2,得v1=0,v2=v,即A与B碰撞后交换速度,当球B与墙壁碰后以速度v2返回,并与球A发生第二次碰撞,之后B静止,A向右运动,不再发生碰撞,所以两球之间有且仅有两次碰撞,故A正确。若,得v1=-v1,v2=0,两球之间只能发生一次碰撞,故B错误。两球第一次碰撞后,B球的速度为,不一定是,速度与两球的质量关系有关,故C错误。两球第一次碰撞后A球的速度为,当m1m2时
13、,v10,碰后A球向左运动;当m1=m2时,得v1=0,碰后A球静止;当m1m2时,v10,碰后A球向右运动,故D错误。 8答案及解析：答案：AD解析：对于题图甲情况,根据动量守恒定律有,据能量守恒有,对小车根据动量定理有,对于题图乙情况,根据动量守恒定律有,据能量守恒有对木块根据动量定理有;可见,两种情况下木块在小车上滑行的距离相同,两种情况中木块相对小车滑行的时间相等,A、D正确。 9答案及解析：答案：BC解析：小球恰好到达管道的最高点,说明在最高点时小球和轨道之间相对速度为0.则小球和小车组成的系统水平方向动量守恒mv=(m+2m)v,v=v/3. ,D错误,由功能关系知解得,C正确.小
14、球滑离小车: 解得,小球相对小车的速度,B项正确,在整个过程中小车一直向右运动,A项错误. 10答案及解析：答案：BD解析：由于小物块从A到B做匀速圆周运动,因此,小物块所受的合力不为零,且合力提供向心力,根据冲量公式可知,在A到B的过程中合力对小物块的冲量不为零,选项A错误;根据瞬时功率的公式可得在P点重力的瞬时功率,选项B正确;由于小物块从A到B做匀速圆周运动,因此,小物块的动能始终不变,即小物块减少的重力势能转化为克服摩擦力做的功,而段下落的高度为,段下落的高度为,因此,小物块在段克服摩擦力做的功大于在段克服摩擦力做的功,选项C错误;在B点有,解得,根据牛顿第三定律知,在B点时,小物块对
15、圆弧轨道的压力大小为14N,选项D正确。 11答案及解析：答案：（1）由B、C碰撞瞬间，B、C的总动量守恒，选取向右为正方向，由动量守恒定律得：代入数据解得；当三个物体速度相同时弹性势能最大，由动量守恒定律得：代入数据解得设最大弹性势能为，由碰后系统的机械能守恒得：；代入数据解得： （2）以A、B、C三者组成的系统为研究对象，当A速度为零时，由动量守恒定律得：代入数据解得：，由能量守恒定律得：，代入数据解得：；解析： 12答案及解析：答案：1.若滑块在平台上运动的速度为v时,恰好滑到小车的B点,此时滑块和小车的共同速度为v1地面光滑,满足动量守恒的条件,有mv=(2m+ m)v1解得由功能关系,该过程中产生的内能E=mgL
