高考物理復(fù)習(xí)動量與能量精選

1、2009年高考復(fù)習(xí)動量與能量精選1、 如圖所示，質(zhì)量 M=4kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，滑板右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端 C到滑板左端的距離 L=0.5m ,可視為質(zhì)點的小木塊 A質(zhì)量m=1kg , 原來靜止于滑板的左端，滑板與木塊 A之間的動摩擦因數(shù) 科=0.2當，t板B受水平向左 恒力F=14N作用時間t后，撤去F,這時木塊A恰好到達彈簧自由端 C處，此后運動過 程中彈簧的最大壓縮量為 x=5cm。g取10m/s2,求：(1)水平恒力F的作用時間t;(2)木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能；(3)整個運動過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。(1)木塊A和滑板B均向左做勻加速直線運動aA

2、= mg =g =0.2 10m/ s2 =2m/s2 m TOC o 1-5 h z F -mg 14 -0.2 1 10,2 ，2aB=m/s = 3m/ sM41.21.2一根據(jù)題思有：$8-$人=1即一281 - aAt =L代入數(shù)據(jù)得：t= 1 s3分221秒末木塊A和滑板B的速度分別為：VA=aAt=2m/s , VB=aBt=3m/s當木塊A和滑板B的速度相同時，彈簧壓縮量最大，具有最大彈性勢能。根據(jù)動量守恒定律有 mvA+MvB = (m+M )v2 分由能量守恒定律得1mvA2 1 MvB2 = 1 (m M )v2 EP +；mgx代入數(shù)據(jù)求得Ep =0.3J 分1(3)假

3、設(shè)木塊相對木板向左運動離開彈簧后系統(tǒng)又能達到共同速度v相對木板向左滑動距離 s,有mvA + MvB = (m + M )v，2分1c1c,_ (m + M )v2 + EP = (m + M )v2 +Rmgs2分22得 s=0.15m由于x+L $且sx,故假設(shè)成立，整個過程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Q = Mmg（L+s+ x） =1.4J2分2、絕緣材料制成的圓柱形細管質(zhì)量為m、帶電荷量為+q、管長為h,管底封閉且水平，由于空間有豎直向上的勻強電場，它剛好能豎直靜止。 現(xiàn)從其管口無初速釋放一個絕緣的、不帶電的、質(zhì)量也為 m的彈性小球（直徑小于管的內(nèi)徑，可以視為質(zhì)點），不計空氣對小球和細管的作用力

4、，在小球和細管的運動或碰撞過程中，不會改變各自的帶電情況， 已知重力加速度為 g,問： （1）電場強度E多大？（2）小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度多大？（3）小球與管底的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間可忽略，小球第二次與管底碰前瞬間的速度多大？上 人1）帶電管剛好在電場中靜止，則 qE =mg , （2分） 得mg 八 TOC o 1-5 h z E（2 分）q（2）小球在管中自由下落，小球第一次與管底碰撞前瞬間的速度為v =，2gh （4分）（3）小球與管底發(fā)生彈性碰撞，兩者組成的系統(tǒng)動量守恒mv = mv1 + mv2 （2分）12 12 12機械能寸恒 mv = mv1 + mv2 （2分）

5、（式中v1、v2分別是小球與官底碰撞后 222的速度）解方程得 v1 =0,v2 = v = J2gh（2分）兩者碰后管向下做勻速運動，小球做自由落體運動，直到它們再第二次相碰。設(shè)第一次碰后到第二次相碰的時間為t,則一 1,2, 2v2對小球有 s = - gt（1分）對管有s = v2 t （1分）解得 t （1分）2g故小球第二次跟管底相碰時的速度為v2 = gt = 2v2 = 2V2gh（2分）3、如圖所示，質(zhì)量為 m3 = 3kg的滑道靜止在光滑的水平面上，滑道的 AB部分是半徑為 R=0.15m的四分之一圓弧，圓弧底部與滑道水平部分相切，滑到水平部分右端固定一個輕彈簧?；莱鼵D部

6、分粗糙外其他部分均光滑。質(zhì)量為m2=2kg的物體2 （可視為質(zhì)點）放在 滑道的B點，現(xiàn)讓質(zhì)量為 mi= 1kg的物體1 （可視為質(zhì)點）自A點由靜止釋放。兩物體在滑 道上的C點相碰后粘為一體（g=10m/s2）。（1）求物體1從釋放到與物體2相碰的過程中，滑道向左運動的距離；（2）若CD = 0.1m,兩物體與滑道的 CD部分的動摩擦因數(shù)都為科=0.1,求在整個運動過程中，彈簧具有的最大彈性勢能；（3）物體1、2最終停在何處。解：（1） m）從釋放到與 m2相碰撞過程中， m、n組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，設(shè) m水平位移大小 S） , m3水平位移大小s3,有： TOC o 1-5 h z 0=

7、m1s1m3s3 （2 分）S1=R （1 分） HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 可以求得*=吧=0.05m （2分）m3（2）設(shè)m1、m2剛要相碰時物體1的速度v1,滑道的速度為V3,由機械能守恒定律有212m1gR = m1Vl + m3v3 （2 分）2由動量守恒定律有 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 0 = mv m3 V3 （2 分）物體1和物體2相碰后的共同速度設(shè)為 V2 ,由動量守恒定律有 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document mw

8、= （mi+m2）V2 （2 分）彈簧第一次壓縮最短時由動量守恒定律可知物體1、2和滑道速度為零，此時彈性勢能最大，設(shè)為Epm。從物體1、2碰撞后到彈簧第一次壓縮最短的過程中，由能量守恒有,、 212 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 一 （m） +m2）V2 + m3V3 N（m） + m2）gCD = Epm （3 分）2聯(lián)立以上方程，代入數(shù)據(jù)可以求得，Epm=0.45J （2分）分析可知物體1、2和滑道最終將靜止， 設(shè)物體1、2相對滑道CD部分運動的路程為 s, 由能量守恒有12122 (m1 m2 M 2 m3V3 = J(m1 m2

9、)gs皿、，一一,一10田人數(shù)據(jù)可得 s m = 0.25m 8(3分)所以m1、412最終停在CD的中點處(2分)4、如圖所示，一輕繩穿過光滑的定滑輪，兩端各拴一小物塊，它們的質(zhì)量分別為 已知M=3m,起始時 m放在地上，M離地面高度為 H=2.5m,繩子處于拉直狀態(tài),m、M, 然后由靜止釋放M,設(shè)物塊與地面相碰時完全沒有彈起（地面為水平沙地）拉力均相同，在繩突然繃直提拉物塊時繩的速度與物塊相同，試求:,繩不可伸長，繩中各處M從釋放開始到第一次著地所用時間M第3次著地時系統(tǒng)損失的機械能與繩第M所走的全部路程（取三位有效數(shù)字）3次繃直時系統(tǒng)損失的機械能之比解：（1）從開始到M第一次著地，設(shè)著地

10、速度為V1的過程中，對系統(tǒng):由機械能守恒定律：MgH -mgH=（M+m）v12/2.（2分）由動量定理得：Mgt-mgt=（m+M）V1.（2分）解得：t=1s （1分）（2）設(shè)第3次著地時的速度為 V3,此時系統(tǒng)損失的機械能4Ei即為M的動能 Ei=Mv32/2.（1 分）m上升后落回速度仍為 V3,繩繃直后達到共同速度V3，損失能量 E2繩繃直瞬間系統(tǒng)動量守恒，m的速度在M側(cè)等效向上，與 M同向：m V3=（m+M） V3.（2 分） E2=mv32/2-（m+M） V3 2/2.（2 分）AE1 ： E2=4 : 1 .（1 分）（3）設(shè)M第一次著地后被 m帶著上升的高度為 Hi ,m

11、 V1=（m+M） vi.（1 分）2MgH1-mgH1=（M+m）v1/2.（2 分）2 TOC o 1-5 h z 解方程可得Hi = m I1 H .（2分）m + M J12 n依此類推可彳導(dǎo)Hn = m H .（2分）n h。每次從小球接觸物塊至物塊撞擊L形擋板歷時均為 t,則小球由D點出發(fā)經(jīng)多長時間第 三次通過B點？(1)小球運動至第一次碰前： mgh=mv02/20 1 2碰撞過程，動量守恒：mv0= ( M + m) V10 2 2碰后壓縮彈簧過程中，M、m及彈簧系統(tǒng)機械能守恒：Epm= (M + m) v/20 3 2由Q、。聯(lián)立解得：m2ghEpm M m2(2)第一次碰后

12、小球向 BC軌道運動的初速度即為 v1，由機械能守恒得:12mv1 = mg h22由，、0、3)聯(lián)立解得：h=-m一2h (M m)22(3)小球在BC段運動可等效為單擺，其周期為:T= 2元2分析得小球第三次通過B點歷時為:3T .t= 一十削42一3 R由G)區(qū)聯(lián)立解得：t= 一% 一 +囪2 g26、 用輕質(zhì)彈簧相連的質(zhì)量均為 2kg的A、B兩物塊都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上運動，彈簧處于原長，質(zhì)量為 4kg的物塊C靜止在前方，如圖17所示，B與C碰撞后 二者粘在一起運動，求： TOC o 1-5 h z (1)當彈簧的彈性勢能最大時物體A的速度多大？A BC(2)彈性勢能

13、的最大值是多少？ 圖17A的速度有可能向左嗎？為什么？解：(1)當A、B、C三者的速度相等時(設(shè)為 vi),彈簧的彈性勢能最大，由于 A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒，(mA +mB)v = (mA+mB + mC)v1(2 分)一(22)6八，_八解得：v1 = 3m / s(2 分)2 2 4(2) B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為V2,則mBv = (mB + mC)v22 6解得：v2 =2m/s(2 分)2 4設(shè)彈性勢能的最大值為 Ep,由機械能守恒得：Ep =(mB mQv； 1mAV2 -1(mp 222代入數(shù)值得:Ep =12J(3) A不可能向

14、左運動。由系統(tǒng)的動量守恒：(mA mB)v =mAVA (mB mVB(2 2) 6.右A向左運動，vA = 4m / s2 4此時系統(tǒng)的動能之和：L 1 ,Ek =-(m2、21212B +mC)Vb +mAVA -(mB +mu)vB =48J 2212而系統(tǒng)的機械能：E = E + (mA +mB +mC)v： =(12 +36)J = 48Jp 2(3分)(1分)(1分)(2分)(1分)(1分)(1分)根據(jù)能量守恒Ek E是不可能的。7、如圖14所示，在同一豎直平面上，質(zhì)量為 2m的小球A靜止在光滑斜面的底部，斜面高 度為H=2L。小球受到彈簧的彈性力作用后，沿斜面向上運動。離開斜面后

15、，達到最高點時 與靜止懸掛在此處的小球 B發(fā)生彈性碰撞，碰撞后球 B剛好能擺到與懸點 O同一高度，球A沿水平方向拋射落在水平面 C上白P點，。點的投影。/與P的距離為L/2。已知球B 質(zhì)量為m,懸繩長L,視兩球為質(zhì)點，重力加速度為g,不計空氣阻力，求：(1)球B在兩球碰撞后一瞬間的速度大??；(2)球A在兩球碰撞前一瞬間的速度大??；(3)彈簧的彈性力對球 A所做的功。解：碰撞后，根據(jù)機械能守恒定律，對B球有:解得:Vb = ：2gLmgL=1 evA、B球碰撞有： 2mv0 =2mvA+mvB TOC o 1-5 h z 21212-2mv0 =2mvAmvB22解得：VaJ2gLVo =j2g

16、L碰后A球做平拋運動，設(shè)平拋高度為y,有：L,1 ,2= VAty= gt解得：y= L22-2對A球應(yīng)用動能定理得：W -2 mg( 2 L)一 2 m v 57 . 解得： W = mgL88、如圖所示，質(zhì)量為 2kg的物塊A(可看作質(zhì)點),開始放在長木板 B的左端，B的質(zhì)量為1kg,可在水平面上無摩擦滑動，兩端各有一豎直擋板M、N,現(xiàn)A、B以相同的速度vo=6m/s向左運動并與擋板 M發(fā)生碰撞，B與M碰后速度立即變?yōu)榱?，但不與M粘接;A與M碰撞沒有能量損失，碰后接著返向 N板運動，且在與 N板碰撞之前，A、B均能達 到共同速度并且立即被鎖定，與 N板碰撞后A、B 一并原速反向，并且立刻解

17、除鎖定. A、B之間的動摩擦因數(shù) N=0. 1 .通過計算求下列問題:(1)A與擋板M能否發(fā)生第二次碰撞？(2)A最終停在何處？(3)A在B上一共通過了多少路程 ？(1)第一次碰撞后 A以vo=6 m/s速度向右 運動，B的初速度為0,與N板碰前達 共同速度Vi則mA V0=(m A+m b)vimAV1 =mA mBVovi =4m/s TOC o 1-5 h z 1212系統(tǒng)克服阻力做功損失動能 AE1 = mAv0 (mA + mB )v1 = 36 24 = 12J2分22因與N板的碰撞沒有能量損失，A、B與N板碰后返回向左運動，此時 A的動能12Ea =父2父4 =16J AE1因此，當B先與M板碰撞停住后，A還有足夠能量克服 2阻力做功，并與 M板發(fā)生第二次碰撞.所以 A可以與擋板M發(fā)生第二次碰撞。3分A的速度為v-動能1分(2)設(shè)與M板第i次碰后A的速度為vi,動能為EAi ,達到共同速度后 為EamA Vi =(m A+m b) vjVi = -AVi =-Vi TOC o 1-5 h z mAmB3l4l八E Ai 二 一 E Ai1 分9一1 一2 .八E Bi - - E Ai - - AAi1 左29 .1單程克服阻力做功