人教版市高三物理動量和能量專題復(fù)習(xí)壓軸題練習(xí)

1、動量與能量1 、如圖（ 18）所示，空間存在著以x=0 平面為理想分界面的兩個勻強(qiáng)磁場，左右兩邊磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1 和 B2，且 B1 B2=4 3。方向如圖，現(xiàn)在原點(diǎn)O處有一靜止的中性粒子，突然分裂成兩個帶電粒子 a 和 b，已知 a 帶正電荷，分裂時初速度方向沿x 軸正方向。若a 粒子在第4 次經(jīng)過 y 軸時，恰與 b 粒子相遇。（ 1）在圖（ 19）中，畫出 a粒子的運(yùn)動軌跡及用字母c標(biāo)出 a、 b 兩粒子相遇的位置（ 2）a 粒子和 b 粒子的質(zhì)量比 mamb 為多少。2、如圖所示，光滑絕緣桿上套有兩個完全相同、質(zhì)量都是m的金屬小球a、b， a 帶電量為q（ q 0）， b 不

2、帶電。 M點(diǎn)是 ON的中點(diǎn)，且 OM=MN=L，整個裝置放在與桿平行的勻強(qiáng)電場中。開始時，b 靜止在桿上 MN之間的某點(diǎn) P 處， a 從桿上 O點(diǎn)以速度 v0 向右運(yùn)動，到達(dá)M點(diǎn)時速度為3v0/4 ，再到 P 點(diǎn)與 b 球相碰并粘合在一起（碰撞時間極短），運(yùn)動到 N 點(diǎn)時速度恰好為零。求：電場強(qiáng)度 E的大小和方向；v0 a、b 兩球碰撞中損失的機(jī)械能；ab·· a 球碰撞 b 球前的速度 v。OMPN3、如圖所示，有一內(nèi)表面光滑的金屬盒，底面長面間的動摩擦因數(shù)為=0.2 ，在盒內(nèi)最右端放一半徑為L=1.2m，質(zhì)量為 m1=1kg，放在水平地面上，與地r=0.1m 的光滑金

3、屬球， 金屬球的質(zhì)量為m2=1kg ，現(xiàn)在盒的左端給盒施加一個水平?jīng)_量I=3Ns，（盒壁厚度、球與盒發(fā)生碰撞的時間和能量損失均忽略不計）， g 取 10m/s2，求：1、金屬盒能在地面上運(yùn)動多遠(yuǎn)？2、金屬盒從開始運(yùn)動到最后靜止所經(jīng)歷的時間多長？4、如圖所示， aa/ 、 bb/ 為在同一水平面內(nèi)的兩條相距為d 的平行長直金屬導(dǎo)軌，其上平行地靜置有兩根可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動的金屬棒A 和 B，兩金屬棒的質(zhì)量均為 rn ，電阻均為 R，棒與導(dǎo)軌接觸良好，其他電阻不計，兩導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場，其方向垂直導(dǎo)軌平面豎直向下今在極短時間對金屬棒A 施加一個水平向右的沖量I 0，從而使兩棒在導(dǎo)軌

4、平面上運(yùn)動，最終A、B 兩棒剛好相碰在整個過程中，求：(1)在每根棒上產(chǎn)生的熱量；(2)流過每根棒上的電量q；(3)、兩棒最初的距離xA B5、如圖如示，在水平面上有質(zhì)量均為 m的五個物塊并排靠在一起，每個物塊與地面間的動摩擦因數(shù)均為 ，相鄰兩物塊之間均用長為 s 的柔軟輕繩相連接（圖中未畫出） 。現(xiàn)用大小為F=3 mg的水平恒定拉力從靜止開始拉動物塊1，相鄰兩物塊之間的繩子繃緊時，繩子不會斷裂也不會伸長，且繃緊時間極短。試求：（ 1）物塊 1 和物塊 2 之間的繩子繃緊前瞬間，物塊1 的速度大小。（ 2）物塊 3 剛開始運(yùn)動時的速度。（ 3）物塊 5 能否發(fā)生運(yùn)動？如果能，求出物塊5 開始運(yùn)

5、動時的速度；如果不能，試求物塊動的條件。5 發(fā)生運(yùn)6、如圖所示，長為2L 的板面光滑且不導(dǎo)電的平板小車C 放在光滑水平面上，車的右端有擋板，車的質(zhì)量mC4m 今在靜止的平板車的左端放一個帶電荷量為q、質(zhì)量為mAm 的金屬塊A，另將一絕緣小物塊B 放在平板車的中央，物塊B的質(zhì)量 mB2m在整個空間加上一個水平方向的勻強(qiáng)電場時，金屬塊 A 由靜止開始向右運(yùn)動， A 以速度 v0 與 B 發(fā)生碰撞，碰后A以 v0 / 4 的速度反彈回來，B以一定速度沿平板向右運(yùn)動與C車的擋板相碰 碰后小車的速度等于碰前物塊B 速度的一半 物塊 A、B均視為質(zhì)點(diǎn)， A、 B 相碰時的相互作用力遠(yuǎn)大于電場力求：（ 1）

6、勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向；（ 2）若 A 第二次和 B相碰，判斷是在 B 與 C相碰之前還是相碰之后 ?（ 3） A從第一次與 B相碰到第二次與 B 相碰的這段時間內(nèi)，電場力對 A 做的功7、光滑水平地面上停放著一輛質(zhì)量m 2kg 的平板車，質(zhì)量M= 4kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊靜放在車左端，滑塊與平板車之間的動摩擦因數(shù) 0.3 ，如圖所示一水平向右的推力24N 作用在滑塊M上 0.5s 撤去，平板車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動一段時間后與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞時F間極短且車以原速率反彈，滑塊與平板之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，平板車足夠長，以至滑塊不會從平板車右端滑落，g 取 l0m/s2. 求：(

7、1) 平板車第一次與墻壁碰撞后能向左運(yùn)動的最大距離s 多大？此時滑塊的速度多大？(2) 平板車第二次與墻壁碰撞前的瞬間速度v2 多大？(3)為使滑塊不會從平板車右端滑落，平板車l 至少要有多長？8、如圖所示，兩塊帶有等量異種電荷的平行金屬板分別固定在絕緣板的兩端，組成一帶電框架，兩平行金屬板間的距離L=1m，框架右端帶負(fù)電的金屬板上固定一根原長為l 0=0.5m 的絕緣輕彈簧，框架的總質(zhì)量 M=9kg。由于帶電， 兩金屬板間產(chǎn)生了高電壓U=2×103V?，F(xiàn)用一質(zhì)量為 m=1kg、帶電量 q=+5× 10-2 c 的帶電小球。 將彈簧壓縮 l=0.2m 后用線栓住， 致使彈簧

8、具有EP=65J 的彈性勢能。 現(xiàn)使整個裝置在光滑水平面上以v0=1m/s 的速度向右運(yùn)動， 運(yùn)動中栓小球的細(xì)線突然斷裂致使小球被彈簧彈開。不計一切摩擦，且電勢能的變化量等于電場力和相對于電場方向位移的乘積。求：（ 1）當(dāng)小球剛好被彈簧彈開時， 小球與框架的速度分別為多大？（ 2）通過計算分析回答：在細(xì)線斷裂以后的運(yùn)動中，小球能否與左端金屬板發(fā)生碰撞？9、質(zhì)量為 M的特殊平板在光滑的水平面上以速度 0 = 4m/s 向右勻速運(yùn)動，在平板上方存在厚度d = 2cm 的“相互作用區(qū)域”（如圖中虛線部分所示），“相互作用區(qū)域”上方高h(yuǎn) = 20cm 處有一質(zhì)量為 m的靜止物塊 P平板的右端A 經(jīng)過物

9、塊 P的正下方時， P 同時無初速度釋放當(dāng)物塊P 以速度 1進(jìn)入相互作用區(qū)時， 平板對 P立即產(chǎn)生一個豎直向上的恒力F；P當(dāng) P 與平板接觸時F 方向立即變?yōu)樨Q直向下而大小保持不m變已知M =3，11 ，物塊與平板間的動摩擦mF = kmg k =因數(shù)為 =1，取重力加速度g = 10m/s 2，不計空氣阻力 試h12求：相互作用區(qū)（1）物塊 P 下落至與平板剛接觸時的速度 2 多大？d（2）物塊P 釋放后經(jīng)多長時間 t 與平板接觸？M0（3）欲使物塊 P不致于落到光滑的水平面上，平板L 至少為多長？BA1、（ 1） a 粒子軌跡如圖（2）設(shè)兩粒子電量分別為qa、 qb，速度大小分別為 v 、

10、vb分裂時動量守恒mv =mv=p電荷守恒 q -qb=qaa ab ba在B1 區(qū)域中粒子半徑 R1=pqB1= 3在B2 區(qū)域中粒子半徑 R 2=p由、得 R1R 2qB 24兩粒子相遇時在圖中C點(diǎn)，粒子從分裂到相遇所用時間為t a、t b，且 t a=t bt a =2 ma+2ma2ma+ 2m a= 2m b+ m bqB2qB 12 mbmbB 2B1B1B 2t b =+ma=5qB1qB2由、式得mb72、解： a 球從 O到 MW =qEL13212得： E7mv02m( v0 )mv0方向向左OM24232qLE，對 a、b 球從 O到 N全過程應(yīng)用能量守恒定律2設(shè)碰撞中損

11、失的機(jī)械能為-qE2L E=0 1 mv02則碰撞中損失的機(jī)械能為 E= 1 mv027 mv02 = 1 mv02a 與 b 碰撞前后的速度分別為v、21616v，則mv=2mv減少的動能 E= 1 mv2-1 2mv 2=1 mv02v1v 0221623、 1.125m1.75s5、（ 1）設(shè)物塊1 和2 間的繩子繃緊前瞬間，物塊1 的速度為V0 , 由動能定理得（ 3mgmg)S1 mV02解得： V02gS2（ 2）物塊 1 和 2 之間繩子繃緊后，共同速度為V 1 , 由動量守恒得m2mv設(shè)物塊2 和 3 間繩子繃緊前2 的速度為 V，繃緊后共同速度為 V ,V0123(3mg2

12、mg)S1·2mV221 ·2mV122 mV23mV322由以上式得： V322gS3（ 3）物塊 3 開始運(yùn)動后，由于拉力等于摩擦力，所以作勻速運(yùn)動，設(shè)物塊3 和 4 之間繩子繃緊后共同速度為 V4 ,則 3 m V 34mV4 設(shè)前 4 個物塊作勻減速運(yùn)動的最大位移為S，則：（ 3 mg 4mg) S01·4mV42 解得 S=S2表明物塊4 和 5 之間的繩子拉直時，前 4 個物塊速度恰好減為零，即物塊 5 不會發(fā)生滑動， 要使物塊5 發(fā)生運(yùn)動，必須V5 0，即 F3mg.6、解：（ 1） E 的方向向右， A與 B 碰撞前過程由動能定理得qEL1 mv0

13、22所以 Emv02 （2） A 和 B 碰撞過程，根據(jù)動量守恒有mv0m(v0)2mvB 2qL4所以vB5v0B運(yùn)動到 C所用時間t BL8L85v05v08v0 t A1qEA運(yùn)動到 C所用時間，由運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)公式得Lt A242m解得 t A(117)L8L故 A 第二次和 B 相碰，一定是在B 和 C相碰之后2v05v0（3） B 和 C相碰，動量守恒2m5v04m5v02mvB所以 vB0816故 W qEL7、解：（ 1）滑塊與平板車之間的最大靜摩擦力fm Mg，設(shè)滑塊與車不發(fā)生相對滑動而一起加速運(yùn)動的最大加速度為m則 ammm Mg/ m 0.3 ×4×

14、10/2 6m/ s2(1分 )a ，以車為研究對象=f /以滑塊和車整體為研究對象，作用在滑塊上使滑塊與車一起相對靜止地加速的水平推力最大值設(shè)為 Fm，則 Fm (M+m)am (4 2)kg × 6m / s236N （1 分）已知水平推力F =24N< F m，所以在 F 作用下 M、 m 能相對靜止地一起向右加速(1 分)（評分說明：若不分析F 作用下兩物能相對靜止，以上3 分不能給）設(shè)第一次碰墻前M、 m 的速度為 v1， v1Ftm240.5 m/s 2m s （2 分）M42第一次碰墻后到第二次碰墻前車和滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒（1分）車向左運(yùn)動速度減為0 時，由于

15、 m<M，滑塊仍在向右運(yùn)動，設(shè)此時滑塊速度為v1、車離墻 sMv1 一 mv1Mv1（1 分）v1(Mm)v1(4 2)2 lm/s(2 分)M4m / s以車為研究對象，根據(jù)動能定理 Mgs 01mv2(2分)21smv12222（ l 分）2 0.3m0.33m2 Mg4 10(2) 第一次碰撞后車運(yùn)動到速度為零時，滑塊仍有向右的速度，滑動摩擦力使車以相同的加速度重新向右加速，如果車的加速過程持續(xù)到與墻第二次相碰，則加速過程位移也為s，可算出第二次碰墻前瞬間的速度大小也為2m/s，系統(tǒng)的總動量將大于第一次碰墻后的動量，這顯然是不可能的，可見在第二次碰墻前車已停止加速，即第二次碰墻前一

16、些時間車和滑塊已相對靜止（有關(guān)于第二次碰墻瞬間前兩者已相對靜止的文字分析的給1 分）設(shè)車與墻第二次碰撞前瞬間速度為v2，則 Mv1 mv1 (M + m) v2(1 分)v2 Mm v (42) 2m/s 0.67m/s(1 分)Mm4 2(3) 車每次與墻碰撞后一段時間內(nèi)，滑塊都會相對車有一段向右的滑動，由于兩者相互摩擦，系統(tǒng)的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，車與墻多次碰撞后，最后全部機(jī)械能都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，車停在墻邊，滑塊相對車的總位移設(shè)為L，則有0 1 （ M+m） v12 Mgl（2 分）2l ( Mm)v122(4 2)22m = lm (1分 )平板車的長度不能小于 lm2Mg0.34108、（ 1）小球： 8m/s, 向左，框架： 2m/s, 向右（ 2）不發(fā)生碰撞9、（ 1） P先做自由落體運(yùn)動，然后進(jìn)入相互作用區(qū)做勻減速運(yùn)動 12=2 gh22= 2 a d a =- ( kmg -mg) 2 =0 2 - 1m由解得(2) P 先做自由落體運(yùn)動過程，有 1+01進(jìn)入相互作用區(qū)做勻減速運(yùn)動過程，有h =t20 + 1 1=2g h = 2m/s由式解得t1 = 0.2st 2 = 0.02sd =t22所以 P釋放后到與平板接觸經(jīng)歷的時間為t=t 1 + t 2 = 0.2s + 0.02s= 0.22s（ 3）從 P 釋放后到剛與平板接觸的t 時間內(nèi)，