【備戰(zhàn)】高考物理復(fù)習(xí) 模擬題匯編（2）專題十八 動(dòng)量和能量.doc

2014高考物理復(fù)習(xí) 2013屆模擬題匯編（2）專題十八 動(dòng)量和能量圖8h1（2013北京海淀期中）如圖8所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一個(gè)質(zhì)量也為m的小物塊從槽高h(yuǎn)處開始自由下滑，下列說法正確的是（ ） a在下滑過程中，物塊的機(jī)械能守恒 b在下滑過程中，物塊和槽的動(dòng)量守恒 c物塊被彈簧反彈后，做勻速直線運(yùn)動(dòng) d物塊被彈簧反彈后，能回到槽高h(yuǎn)處1.【答案】： c【解析】：在下滑過程中，物塊和光滑弧形槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，物塊的機(jī)械能減小，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；在下滑過程中，物塊和光滑弧形槽組成的系統(tǒng)水平方向不受力，水平方向動(dòng)量守恒；而豎直方向系統(tǒng)所受重力大于支持力，合外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；物塊被彈簧反彈后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能回到槽高h(yuǎn)處，選項(xiàng)c正確d錯(cuò)誤。2. （14分）（2013北京四中摸底）質(zhì)量為m=1kg的小木塊（可看成質(zhì)點(diǎn)），放在質(zhì)量為m=5kg的長木板的左端，如圖所示長木板放在光滑的水平桌面上小木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，長木板的長度l=2m系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)使小木塊從長木板右端脫離出來，可采取下列兩種方法：（g取10m/s2）（1）給小木塊施加水平向右的恒定外力f，f作用時(shí)間t=2s則f至少是多大？（2）給小木塊一個(gè)水平向右的沖量i，則沖量i至少是多大？ 解題思路：應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律列方程解得f的最小值；由動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理列方程解得沖量i的最小值?？疾橐c(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理等。解析：（1）設(shè)m、m的加速度分別是a1，a2，則由可得（2）解得解得3. (12 分) （2013安徽皖南八校聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為m1的為滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）自光滑圓弧形糟的頂端a處無初速度地滑下，糟的底端與水平傳送帶相切于左傳導(dǎo)輪頂端的b點(diǎn)，a，b的高度差為h11.25 m.。.傳導(dǎo)輪半徑很小，兩個(gè)輪之間的距離為l=4. 00m滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0. 20.右端的輪子上沿距離地面高度h2=1. 80m，g取10 m/s2.(1) 槽的底端沒有滑塊m2，傳送帶靜止不運(yùn)轉(zhuǎn)，求滑塊m1滑過c點(diǎn)時(shí)的速度大小v；(2) 在m1下滑前將質(zhì)量為m2的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）停放在槽的底端。m1下滑后與m2發(fā)生彈性碰撞，且碰撞后m1速度方向不變，則m1、m2應(yīng)該滿足什么條件？(3) 滿足（2）的條件前提下，傳送帶順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，速度為v=5.0m/s。求出滑塊m1、m2落地點(diǎn)間的最大距離（結(jié)果可帶根號(hào)）。解析：（1）滑塊m1滑到b點(diǎn)過程，由機(jī)械能守恒定律，m1gh1= m1v02，解得：v0=5m/s?；瑝Km1由b點(diǎn)滑到c點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理，-m1gl=m1v2-m1v02，解得：v=3.0m/s。(2) m2的滑塊停放在槽的底端，m1下滑后與m2發(fā)生彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律，m1v0= m1v1+ m2v2由能量守恒定律，m1v02= m1v12+ m2v22解得：v1= v0，v2= v0。根據(jù)題述，碰撞后m1速度方向不變，v10，所以m1 m2。(3) 滑塊經(jīng)過傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng)，h2=gt2，解得t=0.6s。當(dāng)m1 m2時(shí)，滑塊碰撞后的速度相差最大，經(jīng)過傳送帶后速度相差也最大。v1= v0= v0=5m/s。v2= v0=2 v0=10m/s。由于滑塊m1與傳送帶速度相同，不受摩擦力，m1水平射程x1= v1t =3.0m，滑塊m1與傳送帶間有摩擦力作用，由動(dòng)能定理，-m2gl=m2v22-m2v22，解得v2=2m/s。m2水平射程x2= v2t=1. 2m，滑塊m1、m2落地點(diǎn)間的最大距離x= x2-x1=1. 2m-3.0m=（1. 2-3）m。圖17dab4（10分）（2013北京海淀期中）如圖17所示，在傾角30的斜面上放置一段凹槽b，b與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，槽內(nèi)靠近右側(cè)壁處有一小物塊a(可視為質(zhì)點(diǎn))，它到凹槽左側(cè)壁的距離d0.10m。a、b的質(zhì)量都為m=2.0kg，b與斜面間的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)a、b之間的摩擦，斜面足夠長?，F(xiàn)同時(shí)由靜止釋放a、b，經(jīng)過一段時(shí)間，a與b的側(cè)壁發(fā)生碰撞，碰撞過程不計(jì)機(jī)械能損失，碰撞時(shí)間極短。取g=10m/s2。求：（1）物塊a和凹槽b的加速度分別是多大；（2）物塊a與凹槽b的左側(cè)壁第一次碰撞后瞬間a、b的速度大??；（3）從初始位置到物塊a與凹槽b的左側(cè)壁發(fā)生第三次碰撞時(shí)b的位移大小。（10分）解題思路：通過分析受力，應(yīng)用牛頓第二定律解得物塊a和凹槽b的加速度；ab碰撞，應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得到第一次碰撞后瞬間a、b的速度大??；應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和相關(guān)知識(shí)得到發(fā)生第三次碰撞時(shí)b的位移大小。考查要點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。解析：（1）設(shè)a的加速度為a1，則mg sinq=ma1 ，a1= g sinq =10sin 30=5.0m/s21分設(shè)b受到斜面施加的滑動(dòng)摩擦力f，則=10n，方向沿斜面向上 b所受重力沿斜面的分力=2.010sin30=10n，方向沿斜面向下因?yàn)?，所以b受力平衡，釋放后b保持靜止，則凹槽b的加速度a2=01分 （2）釋放a后，a做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊a運(yùn)動(dòng)到凹槽b的左內(nèi)側(cè)壁時(shí)的速度為va0，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 va0=1.0m/s1分 因a、b發(fā)生彈性碰撞時(shí)間極短，沿斜面方向動(dòng)量守恒，a和b碰撞前后動(dòng)能守恒，設(shè)a與b碰撞后a的速度為va1，b的速度為vb1，根據(jù)題意有 1分 1分解得第一次發(fā)生碰撞后瞬間a、b的速度分別為va1=0，vb1=1.0 m/s 1分（3）a、b第一次碰撞后，b以vb1=1.0 m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，a做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1，a的速度va2與b的速度相等，a與b的左側(cè)壁距離達(dá)到最大，即 va2=，解得t1=0.20s設(shè)t1時(shí)間內(nèi)a下滑的距離為x1，則解得x1=0.10m因?yàn)閤1=d， 說明a恰好運(yùn)動(dòng)到b的右側(cè)壁，而且速度相等，所以a與b的右側(cè)壁恰好接觸但沒有發(fā)生碰撞。1分設(shè)a與b第一次碰后到第二次碰時(shí)所用時(shí)間為t2， a運(yùn)動(dòng)的距離為xa1，b運(yùn)動(dòng)的距離為xb1，a的速度為va3，則xa1=，xb1=vb1t2，xa1= xb1解得t2=0.40s ，xb1=0.40m，va3=a1t2=2.0m/s 1分第二次碰撞后，由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可解得a、b再次發(fā)生速度交換，b以va3=2.0m/s速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，a以vb1=1.0m/s的初速度做勻加速運(yùn)動(dòng)。用前面第一次碰撞到第二次碰撞的分析方法可知，在后續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程中，物塊a不會(huì)與凹槽b的右側(cè)壁碰撞，并且a與b第二次碰撞后，也再經(jīng)過t3= 0.40s，a與b發(fā)生第三次碰撞。1分設(shè)a與b在第二次碰后到第三次碰時(shí)b運(yùn)動(dòng)的位移為xb2，則 xb2=va3t3=2.00.40=0.80m； 設(shè)從初始位置到物塊a與凹槽b的左內(nèi)側(cè)壁發(fā)生第三次碰撞時(shí)b的位移大小x，則x= xb1+ xb2=0.40+0.80=1.2m 1分 5. （14分）（2013北京四中摸底）如圖所示，裝置的左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量 m=2kg的小物塊a。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺(tái)面等高，并能平滑對(duì)接。傳送帶始終以v=2m/s 的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊b從其上距水平臺(tái)面h=1.0m處由靜止釋放。已知物塊b與傳送帶之間的摩擦因數(shù)=0.2，l=1.0m。設(shè)物塊a、b中間發(fā)生的是對(duì)心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊a靜止且處于平衡狀態(tài)。取g=10m/s2。（1）求物塊b與物塊a第一次碰撞前速度大?。唬?）通過計(jì)算說明物塊b與物塊a第一次碰撞后能否運(yùn)動(dòng)到右邊曲面上？abhlu=2m/s（3）如果物塊a、b每次碰撞后，物塊a再回到平衡位置時(shí)都會(huì)立即被鎖定，而當(dāng)他們再次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊b第n次碰撞后的運(yùn)動(dòng)速度大小。5. 解題思路：由機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、列方程解得物塊b與物塊a第一次碰撞前速度大?。粦?yīng)用動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律列方程得到物塊b在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為，根據(jù) l=1.0m判斷出物塊b與物塊a第一次碰撞后不能運(yùn)動(dòng)到右邊曲面上?？疾橐c(diǎn)：機(jī)械能守恒定律、牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)量守恒定律等?！窘馕觥浚?）設(shè)物塊b沿光滑曲面下滑到水平位置時(shí)的速度大小為v0由機(jī)械能守恒知 設(shè)物塊b在傳送帶上滑動(dòng)過程中因受摩擦力所產(chǎn)生的加速度大小為a 設(shè)物塊b通過傳送帶后運(yùn)動(dòng)速度大小為v，有 結(jié)合式解得 v=4m/s 由于=2m/s，所以v=4m/s即為物塊b與物塊a第一次碰撞前的速度大?。?）設(shè)物塊a、b第一次碰撞后的速度分別為v、v1，取向右為正方向，由彈性碰撞知 解得 即碰撞后物塊b在水平臺(tái)面向右勻速