（課標版）高考物理二輪復(fù)習 專題二 能量與動量 第8講 計算題對“能量與動量”的考查限時練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、計算題對“能量與動量”的考查A組12分中難大題練少失分1(12分)如圖所示，質(zhì)量為2 kg、上表面光滑的木板甲靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為1 kg可視為質(zhì)點的小物體丙放在木板甲右端，質(zhì)量為4 kg的木板乙以5 m/s的速度向左運動，與木板甲碰撞以后小物體滑到木板乙上，木板甲獲得8 m/s的速度，木板乙上表面與小物體的動摩擦因數(shù)為0.2，g取10 m/s2，求：(1)小物體在木板乙上表面滑行多長時間相對木板乙靜止？(2)要使小物體不從木板乙上滑落，木板乙至少要多長？解析：(1)乙與甲碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以乙的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：m乙v乙m乙v乙m甲v甲(2分)小物體在乙上滑動至

2、有共同速度v，對小物體與木板乙，由動量守恒定律得：m乙v乙(m乙m丙)v(2分)對小物體應(yīng)用牛頓第二定律得：ag(1分)運動時間：t，解得：t0.4 s(2分)(2)設(shè)物塊最終距離木板乙左端最大距離為s，由能量守恒定律得：m丙gsm乙v(m乙m丙)v2(3分)解得：s0.2 m，木板的長度至少要0.2 m(2分)答案：(1)0.4 s(2)0.2 m2(12分)(2019廣東五校聯(lián)考)如圖所示，一光滑細管ABC，AB內(nèi)有一壓縮的輕質(zhì)彈簧，上方有一質(zhì)量m10.01 kg 的小球1；BC是半徑R1 m的四分之一圓弧細管，管口C的切線水平，并與長度L1 m的粗糙直軌道CD平滑相接，小球與CD的滑動摩

3、擦系數(shù)0.3.現(xiàn)將彈簧插銷K拔出，球1從管口C水平射出，通過軌道CD后與球2發(fā)生彈性正碰碰后，球2立即水平飛出，落在E點球1剛返回管口C時恰好對管道無作用力，若球1最后也落在E點(球1和球2可視為質(zhì)點，g10 m/s2)求：(1)碰后球1的速度、球2的速度；(2)球2的質(zhì)量解析：(1)球1剛返回管口C時恰好對管道無作用力，則重力提供向心力：m1gm1(1分)球1在CD水平面上所受的摩擦力：fFNm1g(1分)球1從DC過程，根據(jù)動能定理：fLm1vm1v(2分)由以上三式解得：v114 m/s, v12 m/s.由于管道光滑，根據(jù)能量守恒，球1以速度v12從管口C出來球1從CD過程，根據(jù)動能定

4、理：fLm1vm1v(1分)解得：v132 m/s(1分)球1也落在E點，根據(jù)平拋運動的規(guī)律可知：v2v132 m/s(1分)(2)1、2兩球在D點發(fā)生彈性正碰，由題可知碰后球1的速度向左根據(jù)動量守恒：m1v10m1v11m2v2(2分)根據(jù)能量守恒：m1vm1vm2v(2分)由以上兩式解得：m20.05 kg.(1分) 答案：(1)4 m/s2 m/s(2) 0.05 kg3(12分)(2019河北唐山期末)如圖所示，光滑曲面與粗糙平面平滑連接，質(zhì)量為m23 kg的滑塊B靜止在光滑曲面的底端，質(zhì)量為m12 kg的滑塊A由曲面上某一高度H處無初速釋放，滑到底端和滑塊B發(fā)生彈性正碰，碰后滑塊B在

5、平面上滑行的距離為L2 m，已知兩滑塊與平面間的動摩擦因數(shù)均為0.4，重力加速度g10 m/s2.求：(1)滑塊B在碰撞后獲得的速度大??；(2)滑塊A的釋放高度解析：(1)碰后物塊B減速滑行，由動能定理m2gLm2v(2分)滑塊碰后獲得速度v24 m/s(2分)(2)兩物塊碰撞，由動量守恒定律和能量守恒定律m1v0m1v1m2v2(2分)m1vm1vm2v(2分)物塊A下滑，由動能定理m1gHm1v(2分)由以上各式解得H1.25 m(2分)答案：(1)4 m/s(2)1.25 m4(12分)(2019湖南益陽4月模擬)如圖所示，質(zhì)量分別為m11.0 kg和m22.0 kg的甲、乙兩物體之間夾

6、有少量炸藥，兩物體一起沿水平地面向右做直線運動，當速度v01 m/s時夾在兩物體間的炸藥爆炸，之后甲物體以7 m/s的速度仍沿原方向運動已知兩物體均可視為質(zhì)點，甲物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.35，乙物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g10 m/s2.求：(1)炸藥爆炸使甲、乙兩物體增加的總動能；(2)甲、乙兩物體分離2 s后兩者之間的距離解析：(1)爆炸瞬間系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，設(shè)爆炸后甲物體的速度為v1，乙物體的速度為v2，由動量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2(1分)v17 m/s代入解得v22 m/s，負號表示速度方向與正方向相反(1分)由能量守恒定律得(m

7、1m2)vEkm1vm2v(2分)代入數(shù)據(jù)解得Ek27 J(1分)(2)甲、乙兩物體分離后，甲物體向右勻減速滑行，乙物體向左勻減速滑行根據(jù)牛頓第二定律得甲物體滑行的加速度a11g3.5 m/s2(1分)乙物體滑行的加速度大小a22g2 m/s2(1分)從分離到甲物體停止運動，經(jīng)過的時間t12 s(1分)甲物體運動的位移為x1t17 m(1分)從分離到乙物體停止運動，經(jīng)過的時間t21 s(1分)乙物體運動的位移為x2t21 m(1分)故甲、乙兩物體分離2 s后兩者之間的距離d|x1|x2|8 m(1分)答案：(1)27 J(2)8 m5(12分)(2019福建莆田一中模擬)如圖為一豎直固定的半徑

8、為R0.5 m的半圓軌道AB，該軌道與水平軌道相切于A點質(zhì)量分別為m10.1 kg、m20.2 kg的可視為質(zhì)點的小球甲和乙處在水平軌道上，且甲、乙之間有一壓縮的輕彈簧處于鎖定狀態(tài)，兩球與輕彈簧均不連接，開始甲、乙兩球以共同的速度v02 m/s向右做勻速直線運動，兩小球運動至銜接點A時，鎖定突然解除，使兩球分離，經(jīng)過一段時間小球乙恰好能通過B點，且能從B點水平拋出，重力加速度g取10 m/s2.不計一切摩擦阻力，求：(1)兩小球分離時小球甲的速度；(2)小球乙由A到B的過程中合力的沖量解析：(1)小球乙恰好能通過B點時，重力提供向心力，由牛頓第二定律得m2g m2，(2分)解得v2 m/s(1

9、分)小球乙從A運動到B的過程中機械能守恒：m2vm2g 2Rm2v(2分)解得v25 m/s(1分)當兩球之間的鎖定突然解除后，系統(tǒng)的動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得(m1m2)v0m1v1m2v2(2分)代入數(shù)據(jù)解得v14 m/s，即兩小球分離時小球甲的速度大小為4 m/s，方向水平向左(1分)(2)取向右為正方向，對小球乙，由動量定理得Im2v2m2v20.2 kgm/s0.25 kgm/s(1)kgm/s，(2分)即小球乙由A到B的過程中合力的沖量大小為(1)kgm/s，方向水平向左. (1分)答案：(1)4 m/s，方向水平向左(2)(1)kgm/s，方向水平向左B組20分壓

10、軸大題練多得分6(20分)(2019安徽蕪湖期末)如圖所示，長為L的輕繩豎直懸掛著一質(zhì)量為m的小球A，恰好挨著放置在水平面上質(zhì)量為m的物塊B左側(cè)現(xiàn)保持細繩繃直，把小球向左上方拉至細繩與豎直方向成60角的位置，然后從靜止釋放小球小球A到達最低點時恰好與物塊B發(fā)生彈性碰撞，物塊向右滑行了L的距離停下求：(1)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù).(2)若僅改變A的質(zhì)量，使物塊B與A發(fā)生彈性碰撞后能向右滑行的距離為2L，則小球A的質(zhì)量應(yīng)該多大解析：(1)設(shè)小球與物塊碰撞前瞬間的速度為v0，由機械能守恒定律得：mvmg(LLcos 60)(2分)解得：v0(1分)設(shè)碰撞后瞬間小球、物塊的速度大小分別為v1、v2

11、，由于碰撞是彈性的有：mv0mv1mv2(2分)mvmvmv(2分)解得：v2v0(1分)對于物塊向右滑行的過程，由動能定理有：mgLmv(1分)0.5.(1分)(2)設(shè)小球與物塊碰撞前瞬間的速度為v0，由機械能守恒定律得：MvMg(LLcos 60)(2分)解得：v0(1分)設(shè)碰撞后瞬間有：Mv0Mv1mv2(1分)MvMvmv(1分)解得：v2(1分)若B物體前進2L停下則有：mg2Lmv(1分)得v2(1分)則有v2(1分)得：M(1)m.(1分)答案：(1)0.5(2)(1)m7(20分)(2019重慶4月調(diào)研)在光滑絕緣水平軌道上有一彈簧左端系于A點，右端與質(zhì)量為3m的小球1接觸但不

12、連接現(xiàn)用外力推動小球1將彈簧壓縮至彈性勢能為Epmgs(s為一定值)時靜止釋放，離開彈簧后與靜止在P點質(zhì)量為m、帶電量為q(q0)的小球2發(fā)生彈性正碰(不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移)，碰后小球2從D、B間進入圓弧軌道，如圖所示BC是一段豎直墻面，DEF是固定在豎直平面內(nèi)的一段光滑絕緣圓弧軌道，軌道上端D點的切線水平，B、D間距很小，可看作重合的點圓心O與軌道下端F的連線與豎直墻面的夾角為53.在BC右邊整個空間有水平向左、場強E的勻強電場，小球2進入圓弧軌道之后恰好能沿著軌道DEF運動，一段時間后從軌道下端F處脫離，最后打在豎直墻面BC的C點已知重力加速度為g，sin 530.8.求：(1)碰后小球2運動的

13、速度；(2)軌道DEF的半徑R；(3)小球2打在C點前瞬間的速度解析：(1)由能量守恒得Ep3mv(1分)1、2小球根據(jù)動量守恒得：3mv13mv1mv2(2分)1、2小球根據(jù)機械能守恒得：3mv3mvmv(2分)由式解得vBv2(1分)(2)由題意得F合mg(2分)設(shè)DEF軌道半徑為R，設(shè)在E點小球達到等效最高點，由于小球恰好能沿著DEF軌道運動，則在E點有：mgm(2分)根據(jù)動能定理得：mg(RRsin 53)mvmv(2分)由式解得Rs(2分)(3)過點F做切線以及垂直BC的水平線，則為53.又因為，則小球所受合力的方向與水平方向夾角成53.即在F點小球速度方向與合力方向共線，小球做直線

14、運動(1分)由幾何關(guān)系得LBCRs(2分)從B到C全程動能定理有：mgLBCmvmv(2分)解得vC(1分)答案：(1) (2)s(3) 8(20分)(2019廣東廣州天河區(qū)二模)如圖所示，有一質(zhì)量為M2 kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)有質(zhì)量均為m1 kg的小物塊A和B(均可視為質(zhì)點)，由車上P處開始，A以初速度v12 m/s向左運動，B同時以v24 m/s向右運動最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)都為0.1，g取10 m/s2.求：(1)物塊A開始運動至減速為零所用的時間t及此減速過程的位移x1；(2)小車總長L；(3)從A、B開始運動計時，經(jīng)6

15、 s小車運動的路程x.解析：(1)物塊A和B在小車上滑動，給小車的摩擦力等大反向，故A運動至小車左端前，小車始終靜止mgmaA(2分)v1aAt1(1分)x1aAt(1分)聯(lián)立可得t12 s，x12 m(2分)(2)A到左端后，小車與A以共同的加速度從靜止開始向右加速，最后三者共速，設(shè)共同速度為v，整個系統(tǒng)動量守恒、能量守恒：mv2mv1(2mM)v(2分)mgLmvmv(2mM)v2(2分)解得：v0.5 m/s，L9.5 m(2分)(3)以B為研究對象，設(shè)從開始到達到共速歷時t2mgmaB(1分)vv2aBt2(1分)聯(lián)立可得：t23.5 s(2分)小車在t1前靜止，在t1至t2之間以a向右加速：mg(Mm)a(1分)小車向右的位移sa(t2t1)2(1分)三者組成的系統(tǒng)以v共同勻速運動了sv(6t2)(1分)小車在6 s內(nèi)向右運動總距離xss1.625 m(1分)答案：(1)2 s2 m(2)9.5 m(3)1.625 m