天津高考物理專題動量和能量的綜合問題

1、專題：動量和能量的綜合問題一、大綱解讀動量、能量思想是貫穿整個物理學(xué)的基本思想，應(yīng)用動量和能量的觀點(diǎn)求解的問題，是力學(xué)三條主線中的兩條主線的結(jié)合部，是中學(xué)物理中涉及面最廣，靈活性最大，綜合性最強(qiáng)，內(nèi)容最豐富的部分，以兩大定律與兩大定理為核心構(gòu)筑了力學(xué)體系，能夠滲透到中學(xué)物理大部分章節(jié)與知識點(diǎn)中。將各章節(jié)知識不斷分化，再與動量能量問題進(jìn)行高層次組合，就會形成綜合型考查問題，全面考查知識掌握程度與應(yīng)用物理解決問題能力，是歷年高考熱點(diǎn)考查內(nèi)容，而且命題方式多樣，題型全，分量重，小到選擇題，填空題，大到壓軸題，都可能在此出題考查內(nèi)容涉及中學(xué)物理的各個版塊，因此綜合性強(qiáng)主要綜合考查動能定理、機(jī)械能守恒定

2、律、能量守恒定律、動量定理和動量守恒定律的運(yùn)用等相關(guān)試題可能通過以彈簧模型、滑動類模型、碰撞模型、反沖等為構(gòu)件的綜合題形式出現(xiàn)，也有可能綜合到帶電粒子的運(yùn)動及電磁感應(yīng)之中加以考查二、重點(diǎn)剖析1獨(dú)立理清兩條線：一是力的時間積累-沖量-動量定理-動量守恒；二是力的空間移位積累-功-動能定理-機(jī)械能守恒-能的轉(zhuǎn)化與守恒把握這兩條主線的結(jié)合部：系統(tǒng)。即兩個或兩個以上物體組成相互作用的物體系統(tǒng)。動量和能量的綜合問題通常是以物體系統(tǒng)為研究對象的，這是因為動量守恒定律只對相互作用的系統(tǒng)才具有意義。2解題時要抓特征扣條件，認(rèn)真分析研究對象的過程特征，若只有重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力做功就看是否要應(yīng)用機(jī)械能守恒定律；若涉

3、及其他力做功，要考慮能否應(yīng)用動能定理或能的轉(zhuǎn)化關(guān)系建立方程；若過程滿足合外力為零，或者內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，判斷是否要應(yīng)用動量守恒；若合外力不為零，或沖量涉及瞬時作用狀態(tài)，則應(yīng)該考慮應(yīng)用動量定理還是牛頓定律3應(yīng)注意分析過程的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如運(yùn)動規(guī)律中的碰撞、爆炸等相互作用，它是不同物理過程的交匯點(diǎn)，也是物理量的聯(lián)系點(diǎn)，一般涉及能量變化過程，例如碰撞中動能可能不變，也可能有動能損失，而爆炸時系統(tǒng)動能會增加三、考點(diǎn)題型歸納：例1、如圖所示，光滑曲面軌道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小車上表面相平，質(zhì)量為m的小滑塊從光滑軌道上某處由靜止開始滑下并滑上小車，使得小車在光滑水平面上滑動。已知小滑塊從高為H的位置

4、由靜止開始滑下，最終停到小車上。若小車的質(zhì)量為M。g表示重力加速度，求：（1）滑塊到達(dá)軌道底端時的速度大小V0（2）滑塊滑上小車后，小車達(dá)到的最大速度V（3）該過程系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q（4）若滑塊和車之間的動摩擦因數(shù)為，則車的長度至少為多少？練1、如圖所示，木塊質(zhì)量m=0.4kg，它以速度v=20 m/s水平地滑上一輛靜止的平板小車，已知小車質(zhì)量M=1.6kg，木塊與小車間的動摩擦因數(shù)為=0.2，木塊沒有滑離小車，地面光滑，g取10m/s2，求：(1)木塊相對小車靜止時小車的速度；(2)從木塊滑上小車到木塊相對于小車剛靜止時，小車移動的距離.(3)小車至少多長練11如圖所示，質(zhì)量M=1.0kg的長

5、木板靜止在光滑水平面上，在長木板的右端放一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)=0.2現(xiàn)用水平恒力F=6.0N向右拉長木板，使小滑塊與長木板發(fā)生相對滑動，經(jīng)過t=1.0s撤去力F小滑塊在運(yùn)動過程中始終沒有從長木板上掉下求：（1）撤去力F時小滑塊和長木板的速度各是多大；（2）運(yùn)動中小滑塊距長木板右端的最大距離是多大例2、如圖所示，abc是光滑的軌道，其中ab是水平的，bc為與ab相切的位于豎直平面內(nèi)的半圓， 半徑R=0.30m質(zhì)量m=0.20kg的小球A靜止在軌道上，另一質(zhì)量M=0.60kg、速度V=5.5m/s的小球B與小球A正碰已知相碰后小球A經(jīng)過半圓的最

6、高點(diǎn)c落到軌道上距b點(diǎn)為L=4R處，重力加速度g取10m/s2，求：(1)碰撞結(jié)束時，小球A和B的速度大小；(2)試論證小球B是否能沿著半圓軌道到達(dá)c點(diǎn)？練2、在光滑的水平面上，一質(zhì)量為mA=0.1kg的小球A，以V0=8 m/s的初速度向右運(yùn)動，與質(zhì)量為mB=0.2kg的靜止小球B發(fā)生彈性正碰。碰后小球B滑向與水平面相切、半徑為R=0.5m的豎直放置的光滑半圓形軌道，且恰好能通過最高點(diǎn)N后水平拋出。g=10m/s2。求：（1）碰撞后小球B的速度大小；（2）小球B從軌道最低點(diǎn)M運(yùn)動到最高點(diǎn)N的過程中所受合外力的沖量；（3）碰撞過程中系統(tǒng)的機(jī)械能損失。例3：如圖所示，坡道頂端距水平面高度為h，質(zhì)

7、量為m1的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進(jìn)入水平面上的滑道時無機(jī)械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端與質(zhì)量為m2的檔板相連，彈簧處于原長時，B恰好位于滑道的末端O點(diǎn)。A與B碰撞時間極短，碰撞后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧。已知在OM段A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)為，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g，求:（1）物塊A在檔板B碰撞瞬間的速度v的大?。唬?）彈簧最大壓縮時為d時的彈性勢能EP（設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零）。練3、如圖所示，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平面上的O點(diǎn)，此時彈簧處于原長另一質(zhì)量與B相同的滑塊A從P點(diǎn)以初速度v0向B滑行

8、，經(jīng)過時間t時，與B相碰，碰撞時間極短，碰后A、B粘在一起運(yùn)動滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，與平面間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度為g.求：（1)碰后瞬間，A、B共同的速度大小；(2)若A、B壓縮彈簧后恰能返回到O點(diǎn)并停止，求彈簧的最大壓縮量；(3)整個過程中滑塊B對滑塊A做的功例4、質(zhì)量為M=6kg的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量為m=3kg，停在B的左端質(zhì)量為m0=1kg的小球用長為R=0.8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上，將輕繩拉著至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點(diǎn)與A發(fā)生碰撞，碰撞時間極短且無機(jī)械能損失，物塊與小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力已知A、B間的動摩擦因數(shù)=0.1，重力加速度g=10m

9、/s2求：（1）小球與A碰撞前的瞬間，繩子對小球的拉力F的大小；（2）為使A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板，木板長L至少多長練4、如圖所示，長R=06m的不可伸長的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量m2=0.1kg的小球B，小球B剛好與水平面相接觸?，F(xiàn)使質(zhì)量m1=03kg的物塊A以vo=4m/s的速度向B運(yùn)動，A與水平面間的接觸面光滑。A、B碰撞后，物塊A的速度變?yōu)榕銮八查g速度的，小球B能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。已知重力加速度g=l0ms2，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：在A與B碰撞后瞬間，小球B的速度v2的大小；小球B運(yùn)動到圓周最高點(diǎn)時受到細(xì)繩的拉力大小。1、如圖所示，足夠長的水平粗糙軌道與固定在

10、水平面上的光滑弧形軌道在P點(diǎn)相切，質(zhì)量為m的滑塊B靜止于P點(diǎn)；質(zhì)量為2m的滑塊A由靜止開始沿著光滑弧形軌道下滑，下滑的起始位置距水平軌道的高度為h，滑塊A在P點(diǎn)與靜止的滑塊B碰撞后，兩滑塊粘合在一起共同向左運(yùn)動.兩滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，且與水平軌道的動摩擦因素均為，P點(diǎn)切線水平.求：(1)滑塊A到達(dá)P點(diǎn)與B碰前瞬間的速度大??；(2)兩滑塊最終停止時距P點(diǎn)的距離.2、如圖所示，水平桌面距地面高h(yuǎn)0.80 m，桌面上放置兩個小物塊A、B，物塊B置于桌面右邊緣，物塊A與物塊B相距s2.0 m，兩物塊質(zhì)量mA、mB均為0.10 kg.現(xiàn)使物塊A以速度v05.0 m/s向物塊B運(yùn)動，并與物塊B發(fā)生正碰，碰撞

11、時間極短，碰后物塊B水平飛出，落到水平地面的位置與桌面右邊緣的水平距離x0.80 m已知物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)0.40，重力加速度g取10 m/s2，物塊A和B均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力求：(1)兩物塊碰撞前瞬間物塊A速度的大??；(2)兩物塊碰撞后物塊B水平飛出的速度大小；(3)兩物塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能3、如圖所示,質(zhì)量為M=2kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上,車的一端靜止著質(zhì)量為MA=2kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))。一個質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度射穿A后,速度變?yōu)?00m/s(子彈不會落在車上),最后物體A靜止在車上。若物體A與小車間的動摩擦因數(shù)=0.5

12、。則(取g=10m/s2)(1)平板車最后的速度是多大?(2)子彈射穿物體A過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為多少?(3)A在平板車上滑行的距離為多少?4、如圖，質(zhì)量為的b球用長h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處。質(zhì)量也為m的小球a，從距BC高h(yuǎn)的A處由靜止釋放，沿ABC光滑軌道滑下，在C處與b球正碰并與b粘在一起。已知BC軌道距地面的高度為，懸掛b球的細(xì)繩能承受的最大拉力為2.8mg。試問：（1）a與b球碰前瞬間的速度多大？ （2）a、b兩球碰后，細(xì)繩是否會斷裂？若細(xì)繩斷裂，小球在DE水平面上的落點(diǎn)距C的水平距離是多少？若細(xì)繩不斷裂，小球最高將擺多高？5、如圖所示，長為L的不可伸長的繩子一端固定在O點(diǎn)，另一端系質(zhì)量為m的小球，小球靜止在光滑水平面上.現(xiàn)用大小為F水平恒力作用在另一質(zhì)量為2m的物塊上，使其從靜止開始向右運(yùn)動，一段時間后撤去該力，物塊與小球發(fā)生正碰后速度變?yōu)樵瓉淼囊话?，小球恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動.已知重力加速度為g，小球和物體均可視為質(zhì)點(diǎn)，試求：(1)小物塊碰撞前速度V0的大??；(2)碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；(3)恒力F作用時間.6、如圖所示，內(nèi)壁粗糙、半徑R0.4 m的四分之一圓弧軌道AB在最低點(diǎn)B與光滑水平軌道BC相切質(zhì)量m0.2 kg的小