2019年高考物理二輪復(fù)習(xí)：動量和能量觀點的綜合應(yīng)用

1、課時作業(yè) 6 動量和能量觀點的綜合應(yīng)用 一、選擇題（13 題為單項選擇題，46 題為多項選擇題） 1. 若物體在運動過程中受到的合力不為零，則下列說法正 確的是（） A .物體的動能不可能總是不變的 B. 物體的動量不可能總是不變的 C. 物體的加速度一定變化 D .物體的速度方向一定變化 解析：若物體在運動過程中受到的合力不為零， 物體一定有 加速度，但加速度不一定變化，選項 C錯誤.若物體做加速或減 速直線運動，其速度方向可能不變，選項 D 錯誤.若物體做勻 速圓周運動，物體在運動過程中受到的合力不為零， 物體的動能 不變，選項 A錯誤.由動量定理可知，若物體在運動過程中受 到的合力不為零

2、，物體的動量不可能總是不變的.選項 B 正確. 答案：B 2. 籃球運動員接傳來的籃球時，通常要先伸出兩臂迎接， 手接觸到球后，兩臂隨球迅速引至胸前，這樣做可以 （ ） A .減小球的動量的變化量 B. 減小球?qū)κ肿饔昧Φ臎_量 C. 減小球?qū)κ值臎_擊力 D .延長接球過程的時間來減小動量的變化量 解析： 設(shè)人對球的作用力為 F， 對球應(yīng)用動量定理得-Ft = 0 mvo,接球時，兩臂隨球迅速收縮至胸前，延長了作用時間， 則 F 減小，根據(jù)牛頓第三定律，球?qū)θ说臎_擊力 F = F，所以 球?qū)θ说臎_擊力減小，故選項 C 是正確的. 答案：C 3. 如圖所示，將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上， 槽的

3、左側(cè) 有一固定在水平面上的物塊.今讓一小球自左側(cè)槽口 A的正上方從靜止開始落下，與半圓槽相切自 A點進入槽內(nèi)，則以下說法中 正確的是（ ） A. 小球在半圓槽內(nèi)運動的全過程中，只有重力對它做功 B. 小球在半圓槽內(nèi)運動的全過程中，小球與半圓槽機械能 守恒 C. 小球自半圓槽的最低點 B向 C 點運動的過程中，小球與 半圓槽組成的系統(tǒng)動量守恒 D .小球離開 C 點以后，將做豎直上拋運動 解析：小球在半圓槽內(nèi)運動，到達 B點之前有水平方向的速 度，在水平方向上動量增加.到達 B點之后，小球?qū)Π雸A槽做正 功，半圓槽對小球做負功，半圓槽和小球組成的系統(tǒng)在水平方向 上動量守恒，全過程機械能守恒.離開

4、C點后，小球具有向上和 向右的速度，所以做斜拋運動. 答案：B 3. 滑塊甲的質(zhì)量為0.8 kg， 以大小為5.0 m/s的速度向右運 動時，與另一質(zhì)量為 1.0 kg、以大小為 3.0 m/s 的速度迎面而來 的滑塊乙相撞.碰撞后滑塊甲恰好靜止.假設(shè)碰撞時間極短，以 向右為正方向，下列說法正確的是 （ ） A .碰后乙的速度大小為 2 m/s B. 碰撞過程中甲受到的乙的作用力的沖量大小為 4.0 N s- C. 碰撞過程中乙動量的變化量為 2.0 kg m/s D .碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能為 14 J 解析： 由動量守恒定律得 m甲v甲一 m乙vz= m乙v乙， 代入 數(shù)據(jù)解得v乙=1

5、.0 m/s，選項 A錯誤.碰撞過程中甲動量的變 化量為 Ap甲=0 m甲Av甲=4.0 kg m/s,由動量定理可得甲滑 塊受到的乙的作用力的沖量為 1= Ap甲=4.0 N-s,選項 B正 確.碰撞過程中乙動量的變化量為 Ap乙=m乙v乙（m乙v乙） 1 i =4.0 kg m/s,選項 C 錯誤.由能量守恒定律得？m甲v甲+ ?m乙vi = 1 2m乙v乙2+AE，代入數(shù)據(jù)解得 AE= 14 J,選項 D正確. 答案：BD 4. 2018 河北廊坊調(diào)研如圖所示， 小車 A的質(zhì)量 M = 2 kg, 置于光滑水平面上，初速度 vo= 14 m/s.帶正電荷可視為質(zhì)點的物 守恒 體 B,電荷

6、量 q= 0.2 C,質(zhì)量 m= 0.1 kg，將其輕放在小車 A的 右端，在 A、B所在的空間存在勻強磁場， 方向垂直于紙面向里， 磁感應(yīng)強度 Bo= 0.5 T，物體 B與小車之間存在摩擦力的作用， 設(shè)小車足夠長，小車表面是絕緣的 （g 取 10 m/s2），則（ ） A .物體 B的最終速度為 10 m/s B. 小車 A的最終速度為 13.5 m/s C. 小車 A和物體 B的最終速度約為 13.3 m/s D .小車 A達到最小速度的全過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能為 8.75 J 解析： 假設(shè)A、B能獲得共同速度v， 則由動量守恒定律得 Mvo= （M + m）v，解得 v = 13.3 m

7、/s,此時物體 B 受到的洛倫茲力 qvBo= 1.33 Nmg= 1 N，說明物體 B早已懸浮.當(dāng)物體 B 對小車 A的壓力為零時，小車 A與物體 B之間無摩擦力的作用， A、B勻速運動，此時物體 B的速度最大，小車 A的速度最小， 有 qvBBo= mg,解得 VB= 10 m/s,根據(jù)動量守恒定律得 Mv= mvB + MvA，解得 vA= 13.5 m/s, A、B 正確，C 錯誤.根據(jù)能量守恒 Mv0 MvA mvB 定律得 Q=AEk=2 2 2 = 8.75 J, D 正確. 答案：BD 6.如圖所示，質(zhì)量為 2m 的長木板 A靜止在光滑水平面上， 其左端與固定臺階相距 x,長木

8、板的右端緊靠一半徑為 R 的四分 之一光滑圓弧軌道，圓弧的底端與木板上表面水平相切但不相 連，圓弧軌道固定在水平地面上.質(zhì)量為 m 的滑塊 B（可視為質(zhì) 點）以初速度 V0= ,；2gR 從圓弧軌道的頂端沿圓弧下滑， 當(dāng) B到達 最低點時，B從 A右端水平滑上木板，同時撤走圓弧軌道. A 與 臺階碰撞時無機械能損失，不計空氣阻力， A、B之間動摩擦因 數(shù)為仏 A足夠長，B不會從 A的上表面滑出；重力加速度為 g. F 列說法正確的是（ ） A. 5mg B. 滑塊 B到圓弧軌道底端時對圓弧軌道底端的壓力大小為 滑塊 B與木板 A相互作用過程中（A與臺階碰撞前）動量 C. 木板 A與臺階碰撞瞬間

9、，木板 A受到臺階的沖量向左 R D. A 與臺階只發(fā)生一次碰撞，x滿足的條件為 x石 解析：滑塊 B從圓弧軌道頂端運動到底端的過程， 機械能守 1 i 恒，由機械能守恒定律得 2mv0 + mgR= mv2,在圓弧軌道底端有 FN- mg= mR,解得 FN = 5mg,由牛頓第三定律可知選項 A正確； 滑塊 B與木板 A相互作用過程中系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動 量守恒，故選項 B正確；木板 A與臺階碰撞瞬間，木板 A受到 臺階的作用力向右，即獲得的沖量向右，故選項 C 錯誤；設(shè) A 與臺階碰撞前瞬間，A、B的速度分別為 VA、VB,由動量守恒定 律得mv1 = mvB + 2mvA,若 A

10、與臺階只碰撞一次，碰撞后動量大 1 小必須滿足 2mvA mvB，對 A應(yīng)用動能定理有 卩 mg=q x 2mvA, R 解得 x ，選項 D 正確. 4 a 答案：ABD 二、非選擇題 7. 2018 北京卷，222022 年將在我國舉辦第二十四屆冬奧 會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一. 某滑道示意圖如圖， 長直助滑道 AB與彎曲滑道 BC 平滑銜接，滑道 BC 高 h= 10 m, C 是半徑 R= 20 m 圓弧的最低點.質(zhì)量 m= 60 kg 的運動員從 A 處由靜止開始勻加速下滑， 加速度 a= 4.5 m/s2,到達 B點時速度 VB = 30 m/s，取重力加速度 g= 1

11、0 m/s2. (1) 求長直助滑道 AB的長度 L; (2) 求運動員在 AB段所受合外力的沖量 I的大??； (3) 若不計 BC 段的阻力，畫出運動員經(jīng)過 C 點時的受力圖, 并求其所受支持力 F N的大小. 解析：(1)根據(jù)勻變速直線運動公式，有 2 2 (2)根據(jù)動量定理，有 1 = mvB mvA= 1 800 N s (3)運動員經(jīng)過 C 點時的受力分析如圖所示. 根據(jù)動能定理，運動員在 BC 段運動的過程中，有 .1 2 1 2 mgh= 2mvc QmvB 2 根據(jù)牛頓第二定律，有 FN mg= mVC 聯(lián)立解得 FN= 3 900 N 答案：(1)100 m (2)1 800

12、 N s (3)受力圖如圖所示 3 900 N 8. 如圖所示， 質(zhì)量均為m的小滑塊A、B、C厚度均不計.其 中B、C 兩滑塊通過勁度系數(shù)為 k 的輕彈簧相連并豎直放置在水 平面上.現(xiàn)在將小滑塊 A從距離 B滑塊 Ho高處由靜止釋放，A、 B相碰后立刻粘合為一個整體，且以共同速度向下運動，不計空 氣阻力，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g.求： (1) A、B碰后的共同速度 V1的大小； (2) A、B向下運動的速度最大時，滑塊 C 對水平面的壓力大 小. 1 解析：(1)設(shè) A與 B碰撞之前的瞬時速度為 V。,則 mgH0= 2mv0 A、B碰撞前后動量守恒，即 mv= 2mv 式中 v1為 A與 B碰撞

13、后的共同速度 聯(lián)立解得 v1=嚀. 當(dāng) A、B的速度最大時，它們所受的合力為零，即處于平 衡狀態(tài)，設(shè)此時水平地面對滑塊 C 的支持力大小和滑塊 C 對水 平地面的壓力大小分別為 FN和 FN ,對于 A、B、C 組成的系統(tǒng)， 由受力分析可知 FN 3mg= 0 由牛頓第三定律可知 FN = FN 聯(lián)立解得 FN = 3mg. 答案：(1 廠 9. 如圖所示， 定，左端拴連物塊 =2 m, OB部分光滑.物塊 a 放在車的最左端，和車一起以 =4 m/s 的速度向右勻速運動，其與小車間的動摩擦因數(shù) 車撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱悖慌c擋板粘連.已知車 OB部分的長度大于彈簧的自然長度，彈簧始終

14、處于彈性限度 內(nèi).a、b 兩物塊可視為質(zhì)點，質(zhì)量均為 m= 1 kg，碰撞時間極短 且不粘連，碰后一起向右運動(取 g= 10 m/s2).求： 丄幀血1回丄叩丄叩-UM (1) 物塊 a 與 b 碰后的速度大小； (2) 當(dāng)物塊 a 相對小車靜止時小車右端 B到擋板的距離 x車； (3) 當(dāng)物塊 a 相對小車靜止時，其在小車上的位置到 0 點的 距離 X. 解析：(1)設(shè)物塊 a 與 b 碰前的速度大小為 vi,碰后的速度 大小為V2，在這個過程中對物塊 a,由動能定理得 u mgl= mvf- mv0 代入數(shù)據(jù)解得 v1 = 2 m/s a、b 碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒，以 a 的初速度方向為正方 向，由動量守恒定律得 mv = 2mv2 代入數(shù)據(jù)解得 v2= 1 m/s. (2)當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時兩物塊分離， a 以 v2= 1 m/s 的速度 在小車上向左滑動，以水平向左為正方向， 當(dāng) a 與小車有共同的 速度 v3時，由動量守恒定律得 mv2= (