《动能定理高考题分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动能定理高考题分析（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 你的首选资源互助社区 第七章第七章 动量、能量守恒（含五年高考题）动量、能量守恒（含五年高考题）第一部分 五年高考题荟萃 2009 年高考新题 一、选择题 1.（09全国卷21）质量为 M 的物块以速度 V 运动，与质量为 m 的静止物块发生正撞，碰撞后两者 的动量正好相等，两者质量之比 M/m 可能为 （ AB ） A.2 B.3 C.4 D. 5 解析：本题考查动量守恒.根据动量守恒和能量守恒得设碰撞后两者的动量都为 P,则总动量为 2P,根据 5.（09海南物理7）一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向 不变，大小随时间的变化如 图所示。设该物体在0t和02t时刻相对于
2、出发点的位移分别是1x和2x，速度分别是1v和2v，合外力从开始至ot时刻做的功是1W，从0t至02t时刻做的功是2W,则 （ AC ）A215xx213vvB12219 5xxvvC21215 8xxWWD21 2139vvWW二、非选择题 11.（09北京24）才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的恶简化力学模 型。如图 2（1）如图 1 所示，ABC 为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC 段水平，AB 段与 BC 段平滑连接。质量为1m的小球从高位h处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道 BC 段上质量为2m的小球发生碰撞，碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上，且
3、在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球2m的速度大小2v；（2）碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们所示，在固定光滑水平轨道上，质量分别为、nm的若干个球沿直线静止相间排列，给第 1 个球初能1kE，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能kE与1kE之比为第 1 个球对第n个球的 你的首选资源互助社区动能传递系数1nk。a.求1nkb.若10004,kmm mm m为确定的已知量。求2m为何值时，1nk值最大解析： （1）设碰撞前的速度为，根据机械能守恒定律2 101121vmghm 设碰撞后 m1 与 m2 的速度分别为 v1 和
4、 v2，根据动量守恒定律2211101vmvmvm由于碰撞过程中无机械能损失2 222 112 10121 21 21vmvmvm 、式联立解得21101 22 mmvmv将代入得211 222mmghmv（2）a 由式，考虑到2 2222 10121 21 1vmEvmEKK和 得 根据动能传递系数的定义，对于 1、2 两球2 212112 12)(4 mmmm EEk kk 同理可得，球 m2 和球 m3 碰撞后，动能传递系数 k13 应为2 3232 2 2121231213 13)(4 )(4 mmmm mmmm EE EE EEk kkkkkk 依次类推，动能传递系数 k1n 应为2
5、 11 2 3232 2 21211(23121)(4 )(4 )(4 )nnnnnkknkkkkkkn mmmm mmmm mmmm EE EE EE EEkinLL解得 2 12 322 212 12 32 2111)()()(4nnnnnnmmmmmmmmmmmkLLb.将 m1=4m0,m3=mo 代入式可得 你的首选资源互助社区222022 012)(4(64 ommmmmmk为使 k13 最大，只需使取最小值，最大，即 22 0 22 002224 41 )(4(mmmmmmmmmo由可知0220 2 22 0 2424mmmmmmm 最大。时，即当1302 20 22,2kmmm
6、mm12.（09天津10） 如图所示，质量 m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平 面上，车长 L=15 m,现有质量 m2=0.2 kg 可视为质点的物块，以水平向右的 速度 v0=2 m/s 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物 块与车面间的动摩擦因数=0.5,取 g=10 m/s2，求 （1）物块在车面上滑行的时间 t; （2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度 v0 不超过多少。 答案：（1）0.24s (2)5m/s 解析：本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律 的运用。 （1）设物块与小车的共同速度为
7、 v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有vmmvm2102设物块与车面间的滑动摩擦力为 F，对物块应用动量定理有022vmvmtF-其中 gmF2解得gmmvmt2101 代入数据得 s24. 0t （2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度 v，则vmmvm2102由功能关系有gLmvmmvm22 212 0221 21代入数据解得 0v=5m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度 v0不能超过 5m/s。 你的首选资源互助社区 13.（09山东38） （2）如图所示，光滑水平面轨道上有三个木块，A、B、C，质量分别为 mB=mc=2m,mA=m，A
8、、B 用细绳连接，中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时 A、B 以共同 速度 v0 运动，C 静止。某时刻细绳突然断开，A、B 被弹开，然后 B 又与 C 发生碰撞并粘在一起，最终 三滑块速度恰好相同。求 B 与 C 碰撞前 B 的速度。解析：（2）设共同速度为 v，球 A 和 B 分开后，B 的速度为Bv,由动量守恒定律有0()ABABBmmvm vm v,()BBBCm vmmv,联立这两式得 B 和 C 碰撞前 B 的速度为09 5Bvv 。考点：动量守恒定律 15.（09安徽24）过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在 竖直平面内的三个圆形
9、轨道组成，B、C、D 分别是三个圆形轨道的最低点，B、C 间距与 C、D 间距相等，半径12.0mR 、21.4mR 。一个质量为1.0m kg 的小球（视为质点） ，从轨道的左侧 A 点以012.0m/sv 的初速度沿轨道向右运动，A、B 间距16.0L m。小球与水平轨道间的动摩擦因数0.2，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取210m/sg ，计算结果保留小数点后一位数字。试求（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C 间距L应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道
10、，在第三个圆形轨道的设计中，半径3R应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离。答案：（1）10.0N；（2）12.5m(3) 当m4 . 03R0时， m36.0L；当m27.9m1.03 R时， m026. L 解析：（1）设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为 v1 根据动能定理2 02 11121 212mvmvmgRmgL-小球在最高点受到重力 mg 和轨道对它的作用力 F，根据牛顿第二定律12 1 RvmmgF 你的首选资源互助社区由得 10.0NF （2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为 v2，由题意22 2 Rvmmg 2 02 2121 212mvmvmgRLLmg2由
11、得 m12.5L （3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论： I轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为 v3，应满足33 Rvmmg2 2 02 3121 212mvmvmgRL2Lmg3由得 m.R340II轨道半径较大时，小球上升的最大高度为 R3，根据动能定理2 01212mv0mgRL2Lmg3解得 m1.03R为了保证圆轨道不重叠，R3 最大值应满足2 2322 32-RRLRR解得 R3=27.9m 综合 I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件m4 . 03R0或 m27.9m1.03 R当m4 . 03R0时，小球最终焦停
12、留点与起始点 A 的距离为 L，则2 0210mvLmg-m36.0L当m27.9m1.03 R时，小球最终焦停留点与起始点 A 的距离为 L，则m026.221 LLLLL24.（09重庆24）探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三 你的首选资源互助社区 部分，其中内芯和外壳质量分别为 m 和 4m.笔的弹跳过程分为三个阶段： 把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见题 24 图 a） ；由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为1h时，与静止的内芯碰撞（见题 24 图 b） ；碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为2h处（见题 24 图
13、 c） 。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为 g。 求：（1）外壳与碰撞后瞬间的共同速度大小； （2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；（3）从外壳下端离开桌面到上升至2h处，笔损失的机械能。解析：25.（09广东物理19）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0v=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=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。解析：设 AB 碰撞后的速度为 v1,AB 碰撞过程由动量守恒定律得012mvmv设与 C 碰撞前瞬间 AB 的速度为 v2，由动能定理得 22 2111 你的首选资源互助社区联立以上各式解得24/vm s若 AB 与 C 发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得22(2)mvk mv代入数据解得 2k 此时 AB 的运动方向与 C 相同 若 AB 与 C 发生弹性
