高考物理一轮复习考点20-动量和能量的综合应用.ppt

单击此处编辑母版文本样式,动量和能量的综合应用,考点,20,题组一基础小题,1.(,多选,),一质量为,m,的运动员托着质量为,M,的重物从下蹲状态,(,图甲,),缓慢运动到站立状态,(,图乙,),，该过程重物和人的肩部相对位置不变，运动员保持乙状态站立,t,时间后再将重物缓慢向上举至双臂伸直,(,图丙,),。甲到乙、乙到丙过程重物上升的高度分别为,h,1,、,h,2,，经历的时间分别为,t,1,、,t,2,，则,(,),A,地面对运动员的冲量为,(,M,m,),g,(,t,1,t,2,t,),，地面对运动员做的功为,0,B,地面对运动员的冲量为,(,M,m,),g,(,t,1,t,2,),，地面对运动员做的功为,(,M,m,),g,(,h,1,h,2,),C,运动员对重物的冲量为,Mg,(,t,1,t,2,t,),，运动员对重物做的功为,Mg,(,h,1,h,2,),D,运动员对重物的冲量为,Mg,(,t,1,t,2,),，运动员对重物做的功为,0,答案,解析,由题可知，运动员始终处于平衡状态，则地面对运动员的支持力大小为,(,M,m,),g,，作用时间为,(,t,1,t,2,t,),，则其冲量为,I,(,M,m,),g,(,t,1,t,2,t,),，因地面对运动员的支持力的作用点的位移为,0,，则地面对运动员做的功为,0,，故,A,正确，,B,错误；运动员对重物的力的大小为,Mg,，其冲量为,I,Mg,(,t,1,t,2,t,),，重物发生的位移为,(,h,1,h,2,),，则运动员对重物做的功为,Mg,(,h,1,h,2,),，故,C,正确，,D,错误。,解析,2.,用水平力拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，,t,1,时刻撤去拉力,F,，物体做匀减速直线运动，到,t,2,时刻停止。其速度,时间图像如图所示，且,，若拉力,F,做的功为,W,1,，冲量大小为,I,1,；物体克服摩擦阻力,f,做的功为,W,2,，冲量大小为,I,2,。则下列选项正确的是,(,),A,W,1,W,2,；,I,1,I,2,B,W,1,I,2,C,W,1,W,2,；,I,1,m,B,C,B,运动后，弹簧的最大形变量等于,x,D,S,1,S,2,S,3,答案,解析,在,0,t,1,时间内，物体,B,静止，物体,A,从静止向右加速，,t,1,时刻速度为,v,0,，则对系统根据动量定理可知，墙对,B,的冲量,I,m,A,v,0,，,A,正确；由,a,t,图像可知，,t,1,时刻后弹簧被拉伸，在,t,2,时刻弹簧的伸长量达到最大，此时根据牛顿第二定律有,F,弹,m,A,a,A,m,B,a,B,，由图,b,可知此时,a,B,a,A,，则,m,B,m,A,，,B,正确；由图,b,可得，,t,1,时刻,B,开始运动，此时,A,的速度为,v,0,，之后系统动量守恒，可得,A,、,B,的总动能一定大于,0,，而整个过程，,A,、,B,和弹簧组成的系统的机械能守恒，所以,B,运动后弹簧的弹性势能一定小于开始时弹簧的弹性势能，弹簧的形变量一定小于,x,，,C,错误；在,t,2,时刻弹簧的伸长量达到最大，,A,、,B,共速，由,a,t,图像与坐标轴所围面积表示速度变化量，可知此时,v,A,S,1,S,2,，,v,B,S,3,，,v,A,v,B,，则,S,1,S,2,S,3,，,D,正确。,解析,答案,解析,题组三模拟小题,12.(2021,江苏省南通、徐州、宿迁、淮安、泰州、镇江六市一调,),光滑水平面上放置一表面光滑的半球体，小球从半球体的最高点由静止开始下滑，在小球滑落至水平面的过程中,(,),A,小球的机械能守恒,B,小球一直沿半球体表面下滑,C,小球和半球体组成的系统水平方向动量守恒,D,小球在水平方向的速度一直增大,答案,解析,小球与半球体组成的系统机械能守恒，小球下滑过程半球体在水平面上滑动，半球体动能增加，则小球的机械能减小，故,A,错误；小球沿半球体表面下滑时，速度越来越大，所需向心力则越来越大，而小球所受重力沿半球体半径方向的分力越来越小，则小球下滑到某一位置后，将离开半球体表面做斜下抛运动，,B,错误；小球和半球体组成的系统在水平方向所受合力为零，则系统在水平方向动量守恒，,C,正确；小球沿半球体表面下滑时速度增大，小球离开半球体后水平方向的速度不变，故,D,错误。,解析,13.(2021,山东省泰安市高三下二轮检测,),如图所示，质量为,m,的滑环套在足够长的光滑水平杆上，质量为,M,3,m,的小球,(,可视为质点,),用长为,L,的轻质细绳与滑环连接。滑环固定时，给小球一个水平冲量,I,，小球摆起的最大高度为,h,1,(,h,1,L,),；滑环不固定时，仍给小球一同样的水平冲量,I,，小球摆起的最大高度为,h,2,。则,h,1,h,2,(,),A,6,1 B,4,1,C,2,1 D,4,3,答案,解析,14.(2021,内蒙古呼和浩特市高三质量普查调研,)(,多选,),如图，光滑水平面上有一静止长木板，质量,M,3 kg,，长,L,7 m,，木板上最左端静置一木块，质量,m,1 kg,，木板与木块间的动摩擦因数,0.3,。,t,0,时刻，在木块上施加一水平向右的恒力,F,6 N,，作用,t,2 s,后撤去该力，对于木板和木块的运动，下列结论正确的是,(,g,10 m/s,2,)(,),A,t,2 s,时木块的速度为,6,m/s,B,t,2 s,时木板的位移为,2 m,C,从,t,0,开始，木块与木板相对运动的时间为,4 s,D,从,t,0,开始，系统产生的内能为,18 J,答案,解析,解析,15,(2021,辽宁省葫芦岛市高三下二模,)(,多选,),如图甲所示，劲度系数为,k,的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块,B,相连并处于静止状态。一物块,A,在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块,A,静止时的位置为原点,O,、竖直向下为正方向建立,x,轴。某时刻撤去外力，物块,A,自由下落，与物块,B,碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程时间极短。测得物块,A,的动能,E,k,与其位置坐标,x,的关系如图乙所示,(,弹簧始终处于弹性限度内,),，图中除,0,x,1,之间的图线为直线外，其余部分均为曲线。已知物块,A,、,B,均可视为质点，则,(,),答案,解析,第二步,精做大题,提能力,题组一基础大题,16.,两相同平板小车,A,、,B,放在光滑水平面上，两小车的质量均为,2 kg,，车长均为,0.3 m,，,A,车左端放一小铁块,C,，质量为,1 kg,，铁块与两小车表面的动摩擦因数均为,0.4,，开始,A,、,C,一起以速度,v,0,4,m/s,滑向静止的,B,车，,A,、,B,碰撞后粘在一起，求：,(1)B,车运动的最大速度；,(2),通过计算说明，,C,停在,A,车还是,B,车上？,答案,(1)2.4,m/s,，方向水平向右,(2)B,车上,答案,解析,题组二高考大题,17,(2021,湖北高考,),如图所示，一圆心为,O,、半径为,R,的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在,Q,点相切。在水平面上，质量为,m,的小物块,A,以某一速度向质量也为,m,的静止小物块,B,运动。,A,、,B,发生正碰后，,B,到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，,A,沿半圆弧轨道运动到与,O,点等高的,C,点时速度为零。已知重力加速度大小为,g,，忽略空气阻力。,(1),求,B,从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到,Q,点的距离；,(2),当,A,由,C,点沿半圆弧轨道下滑到,D,点时，,OD,与,OQ,夹角为,，求此时,A,所受力对,A,做功的功率；,(3),求碰撞过程中,A,和,B,损失的总动能。,答案,解析,解析,18,(2020,天津高考,),长为,l,的轻绳上端固定，下端系着质量为,m,1,的小球,A,，处于静止状态。,A,受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当,A,回到最低点时，质量为,m,2,的小球,B,与之迎面正碰，碰后,A,、,B,粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为,g,，求,(1),A,受到的水平瞬时冲量,I,的大小；,(2),碰撞前瞬间,B,的动能,E,k,至少多大？,答案,解析,解析,19.(2021,海南高考,),如图，一长木板在光滑的水平面上以速度,v,0,向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为,m,和,2,m,，它们之间的动摩擦因数为,，重力加速度为,g,。,(1),滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；,(2),某时刻木板速度是滑块的,2,倍，求此时滑块到木板最右端的距离；,(3),若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。,答案,解析,解析,20,(2021,湖南高考,),如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为,L,的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道右下方有一段弧形轨道,PQ,。质量为,m,的小物块,A,与水平轨道间的动摩擦因数为,。以水平轨道末端,O,点为坐标原点建立平面直角坐标系,xOy,，,x,轴的正方向水平向右，,y,轴的正方向竖直向下，弧形轨道,P,端坐标为,(2,L,，,L,),，,Q,端在,y,轴上。重力加速度为,g,。,(1),若,A,从倾斜轨道上距,x,轴高度为,2,L,的位置由静止开始下滑，求,A,经过,O,点时的速度大小；,(2),若,A,从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过,O,点落在弧形轨道,PQ,上的动能均相同，求,PQ,的曲线方程；,(3),将质量为,m,(,为常数且,5),的小物块,B,置于,O,点，,A,沿倾斜轨道由静止开始下滑，与,B,发生弹性碰撞,(,碰撞时间极短,),，要使,A,和,B,均能落在弧形轨道上，且,A,落在,B,落点的右侧，求,A,下滑的初始位置距,x,轴高度的取值范围。,答案,解析,解析,解析,解析,解析,题组三模拟大题,21,(2022,辽宁省辽东南协作体高三上期中,),如图所示，两个半径均为,R,1 m,的四分之一光滑圆弧形槽,A,、,B,放在足够长的光滑水平面上，两槽相对放置，处于静止状态，圆弧底端与水平面相切。,A,槽的质量为,m,A,5 kg,，另一质量为,m,1 kg,可视为质点的小球，从,A,槽,P,点的正上方,Q,处由静止释放，恰可无碰撞切入槽,A,，,PQ,距离,h,0.5 m,，重力加速度为,g,10 m/s,2,。求：,(1),小球第一次从,A,槽滑到地面时，,A,槽的速度大小和小球的速度大小；,(2),若小球不会从,B,槽最高点冲出，,B,槽的质量应满足什么条件；,(3),若小球从,B,槽滑下来后又能追上,A,槽，,B,槽的质量应满足什么条件。,答案,(1)1,m/s,5,m/s,(2),小于等于,4 kg,(3),大于,1.5 kg,答案,解析,解析,本课结束,