屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)項(xiàng)突破訓(xùn)練力學(xué)中動(dòng)量和能量問(wèn)題

1、屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)項(xiàng)打破訓(xùn)練：力學(xué)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)項(xiàng)打破訓(xùn)練：力學(xué)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題PAGE屆高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)項(xiàng)打破訓(xùn)練：力學(xué)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題力學(xué)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題1(2018全國(guó)卷)高鐵列車(chē)在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在啟動(dòng)階段，列車(chē)的動(dòng)能()A與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B與它的位移成正比C與它的速度成正比D與它的動(dòng)量成正比2跳水運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上由靜止直立落下，落入水中后在水中減速運(yùn)動(dòng)到速度為零時(shí)并未到達(dá)池底，不計(jì)空氣阻力，則關(guān)于運(yùn)動(dòng)員從靜止落下到水中向下運(yùn)動(dòng)到速度為零的過(guò)程中，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A運(yùn)動(dòng)員在空中動(dòng)量的改變量等于重力的沖量B運(yùn)動(dòng)

2、員整個(gè)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中合外力的沖量為零C運(yùn)動(dòng)員在水中動(dòng)量的改變量等于水的作用力的沖量D運(yùn)動(dòng)員整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力的沖量與水的作用力的沖量等大反向3(多項(xiàng)選擇)一個(gè)靜止的質(zhì)點(diǎn)在t0到t4s這段時(shí)間，僅碰到力F的作用，F(xiàn)的方向素來(lái)在同素來(lái)線上，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖1所示以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖1A在t0到t4s這段時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)做來(lái)往直線運(yùn)動(dòng)B在t1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量大小為1kgm/sC在t2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大D在t1s到t3s這段時(shí)間，力F的沖量為零4如圖2，半徑為R、質(zhì)量為m的半圓軌道小車(chē)靜止在圓滑的水平川面上，將質(zhì)量也為m的小球從距A點(diǎn)正上方h0高處由靜止釋放，小球自由落體后由A點(diǎn)經(jīng)過(guò)半圓軌

3、道后從B沖出，在空中能上升的最大高度為eqf(3,4)h0，則()圖2A小球和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為eqf(1,2)RC小球走開(kāi)小車(chē)后做斜上拋運(yùn)動(dòng)D小球第二次能上升的最大高度eqf(1,2)h0heqf(3,4)h05有一只小船?？吭诤洗a頭，小船又窄又長(zhǎng)(估計(jì)重一噸左右)一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺大概測(cè)定它的質(zhì)量他進(jìn)行了以下操作：第一將船平行于碼頭自由?？?，輕輕從船尾上船，走到船頭停下，此后輕輕下船用卷尺測(cè)出船退后的距離d，此后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)L.已知他的自己質(zhì)量為m，水的阻力不計(jì)，船的質(zhì)量為()A.eqf(m(Ld),d)B.eqf(m(Ld),d)C.eqf(mL,d)

4、D.eqf(m(Ld),L)6在2018年平昌冬奧會(huì)冰壺比賽中，某隊(duì)員利用紅壺去碰撞對(duì)方靜止的藍(lán)壺，如圖3a所示，兩壺發(fā)生對(duì)心正碰，碰后運(yùn)動(dòng)員用冰壺擦藍(lán)壺前進(jìn)方向上的冰面來(lái)減小阻力，碰撞前后兩壺的速度時(shí)間圖象如圖b中的實(shí)線所示，兩冰壺質(zhì)量相同，則()圖3A兩壺碰撞為彈性碰撞B碰后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1.1mC碰后紅、藍(lán)兩壺所受的滑動(dòng)摩擦力相同D碰后藍(lán)壺的加速度大小為0.10m/s27(多項(xiàng)選擇)一個(gè)質(zhì)量為m1的人造地球衛(wèi)星在高空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r.某時(shí)辰和一個(gè)質(zhì)量為m2的同軌道反向運(yùn)動(dòng)的太空碎片發(fā)生迎面正碰，碰后兩者結(jié)合成一個(gè)整體，并開(kāi)始沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，軌道的遠(yuǎn)地址為碰撞時(shí)的點(diǎn)若碰后

5、衛(wèi)星的內(nèi)部裝置還可以有效運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)衛(wèi)星與碎片的整體再次經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地址時(shí)，經(jīng)過(guò)極短時(shí)間噴氣可使整體仍在衛(wèi)星碰前的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，繞行方向與碰前相同已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度大小為g，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A衛(wèi)星與碎片碰撞前的線速度大小為eqf(gR2,r)B衛(wèi)星與碎片碰撞前運(yùn)轉(zhuǎn)的周期大小為eqf(2r,R)eqr(f(r,g)C噴氣裝置對(duì)衛(wèi)星和碎片整體所做的功為eqf(2m1m2gR2,(m1m2)r)D噴氣裝置對(duì)衛(wèi)星和碎片整體所做的功為eqf(m1m2gR2,(m1m2)r)8如圖4甲所示，半徑為R0.45m的圓滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，B為軌道最低點(diǎn)，在圓滑水平面上緊挨B點(diǎn)有一

6、靜止的平板車(chē)，其質(zhì)量M5kg，長(zhǎng)度L0.5m，車(chē)的上表面與B點(diǎn)等高，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從圓弧軌道最高點(diǎn)A由靜止釋放，其質(zhì)量m1kg，g取10m/s2.圖4(1)求物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大?。?2)若平板車(chē)上表面粗糙，物塊最后沒(méi)有滑離平板車(chē)，求物塊最后速度的大小；(3)若將平板車(chē)固定且在上表面鋪上一種動(dòng)摩擦因數(shù)逐漸增大的特別資料，物塊在平板車(chē)上向右滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力Ff隨它距B點(diǎn)位移L的變化關(guān)系如圖乙所示，物塊最后滑離了平板車(chē)，求物塊滑離平板車(chē)時(shí)的速度大小9如圖5所示，質(zhì)量mC3kg的小車(chē)C停放在圓滑水平面上，其上表面與水平粗糙軌道MP齊平，且左端與MP相接觸軌道左側(cè)的豎直墻面上固定一輕彈簧，

7、現(xiàn)用外力將小物塊B緩慢壓縮彈簧，當(dāng)離小車(chē)C左端的距離l1.25m時(shí)由靜止釋放，小物塊B在軌道上運(yùn)動(dòng)并滑上小車(chē)C，已知小物塊B的質(zhì)量mB1kg，小物塊B由靜止釋放時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep4.5J，小物塊B與軌道MP和小車(chē)C間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，取重力加速度g10m/s2.圖5(1)求小物塊B滑上小車(chē)C時(shí)的速度大小vB；(2)求小物塊B滑上小車(chē)C后，為保證小物塊B不從小車(chē)C上掉下來(lái)，求小車(chē)C的最小長(zhǎng)度L；(3)若小車(chē)C足夠長(zhǎng)，在小物塊B滑上小車(chē)C的同時(shí)，在小車(chē)C右端施加一水平向右的F7N的恒力，求恒力作用t2s時(shí)小物塊B距小車(chē)C左端的距離x.10如圖6所示，半徑為R11.8m的eqf(1,4)圓滑

8、圓弧與半徑為R20.3m的半圓圓滑細(xì)管圓滑連接并固定，圓滑水平川面上緊靠管口有一長(zhǎng)度為L(zhǎng)2.0m、質(zhì)量為M1.5kg的木板，木板上表面正好與管口底部相切，處在同一水平線上，木板的左方有一足夠長(zhǎng)的臺(tái)階，其高度正好與木板相同現(xiàn)在讓質(zhì)量為m22kg的物塊靜止于B處，質(zhì)量為m11kg的物塊從圓滑圓弧頂部的A處由靜止釋放，物塊m1下滑至B處和m2碰撞后不再分開(kāi)，整體設(shè)為物塊m(mm1m2)物塊m高出半圓管底部C處滑上木板使其從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木板速度為2m/s時(shí)，木板與臺(tái)階碰撞馬上被粘住(即速度變?yōu)榱?，若g10m/s2，物塊碰撞前后均可視為質(zhì)點(diǎn)，圓管粗細(xì)不計(jì)(1)求物塊m1和m2碰撞過(guò)程中損失的機(jī)

9、械能；(2)求物塊m滑到半圓管底部C處時(shí)所受支持力的大?。?3)若物塊m與木板及臺(tái)階表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，求物塊m在臺(tái)階表面上滑行的最大距離參照答案1.答案B2.答案C3.答案CD4.答案D分析小球與小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒，但系統(tǒng)整體所受合外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤；系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，以向右為正方向，在水平方向，由動(dòng)量守恒定律得：mvmv0，meqf(2Rx,t)meqf(x,t)0，解得，小車(chē)的位移：xR，故B錯(cuò)誤；小球與小車(chē)組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，小球由B點(diǎn)走開(kāi)小車(chē)時(shí)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量為零，小球與小車(chē)水平方向速度為零，小球走

10、開(kāi)小車(chē)后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；小球第一次由釋放經(jīng)半圓軌道沖出至最高點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得：mg(h0eqf(3,4)h0)Wf0，Wf為小球戰(zhàn)勝摩擦力做功大小，解得Wfeqf(1,4)mgh0，即小球第一次在車(chē)中轉(zhuǎn)動(dòng)損失的機(jī)械能為eqf(1,4)mgh0，由于小球第二次在車(chē)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)地址處速度變小，因此小車(chē)給小球的彈力變小，摩擦力變小，摩擦力做的功小于eqf(1,4)mgh0，機(jī)械能的損失小于eqf(1,4)mgh0，因此小球第二次走開(kāi)小車(chē)時(shí)，能上升的高度大于：eqf(3,4)h0eqf(1,4)h0eqf(1,2)h0，且小于eqf(3,4)h0，故D正確5.答案B分析設(shè)人走動(dòng)的時(shí)候船的

11、速度為v，人的速度為v，人從船尾走到船頭用時(shí)為t，人的位移為L(zhǎng)d，船的位移為d，因此veqf(d,t)，veqf(Ld,t).以船的速度方向?yàn)檎较?，依照?dòng)量守恒定律有：Mvmv0，可得：Meqf(d,t)meqf(Ld,t)，解得小船的質(zhì)量為Mmeqf(Ld,d)，故B項(xiàng)正確6.答案B分析由題圖知，碰前紅壺的速度v01.0m/s，碰后速度為v00.4m/s，設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為v，取碰撞前紅壺的速度方向?yàn)檎较?，依照?dòng)量守恒定律可得：mv0mv0mv，解得：v0.6m/s，碰撞前的總動(dòng)能為Ekeqf(1,2)mv02eqf(1,2)m，碰撞后的總動(dòng)能Ekeqf(1,2)mv02eqf(1,2)

12、mv2eqf(1,2)m0.52Ek，故兩壺碰撞為非彈性碰撞，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，若紅壺不碰撞，則加速度為a1eqf(11.2,1)m/s20.2m/s2，經(jīng)時(shí)間t速度變?yōu)榱?，則teqf(01.2,a1)eqf(01.2,0.2)s6s，即題圖中紅壺和藍(lán)壺圖線橫坐標(biāo)交點(diǎn)為t6s；碰撞后紅壺搬動(dòng)的位移為x1eqf(0.4,2)2m0.4m，藍(lán)壺搬動(dòng)的位移為x2eqf(0.6,2)5m1.5m，故碰后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為xx2x11.5m0.4m1.1m，故B正確；依照vt圖象的斜率表示加速度，知碰后紅壺的加速度大于藍(lán)壺的加速度，兩者的質(zhì)量相等，由牛頓第二定律知碰后紅壺所受摩擦力大于藍(lán)壺所受的摩

13、擦力，故C錯(cuò)誤；碰后藍(lán)壺的加速度大小為aeqf(0.6,5)m/s20.12m/s2，故D錯(cuò)誤7.答案BC分析碰撞前，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力供應(yīng)，可得Geqf(Mm1,r2)m1eqf(v2,r)，又mgeqf(GMm,R2)，可得veqr(f(GM,r)eqr(f(gR2,r)，故A錯(cuò)誤；據(jù)萬(wàn)有引力供應(yīng)衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有Geqf(Mm1,r2)m1eqf(42,T2)r，解得衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為T(mén)eqr(f(42r3,GM)eqf(2r,R)eqr(f(r,g)，故B正確；碰撞過(guò)程，依照動(dòng)量守恒定律可得：m1vm2v(m1m2)v1，由動(dòng)能定理可得Weqf(1,2)(m1m2)

14、v2eqf(1,2)(m1m2)v12，噴氣裝置對(duì)衛(wèi)星和碎片整體所做的功為WWeqf(2m1m2gR2,(m1m2)r)，故C正確，D錯(cuò)誤8.答案(1)30N(2)0.5m/s(3)eqr(5)m/s分析(1)物塊從圓弧軌道A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，有mgReqf(1,2)mvB2解得vB3m/s在B點(diǎn)由牛頓第二定律得FNmgmeqf(voal(B2),R)解得：FN30N則物塊滑到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FNFN30N(2)物塊滑上平板車(chē)后，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，以物塊的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得mvB(mM)v共解得v共0.5m/s(3)由題圖知，物塊在平板車(chē)上滑行時(shí)戰(zhàn)勝摩擦力做的

15、功為FfL圖線與橫軸所圍的面積，則Wfeqf(26)0.5,2)J2J物塊在平板車(chē)上滑動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：Wfeqf(1,2)mv2eqf(1,2)mvB2解得：veqr(5)m/s9.答案(1)2m/s(2)0.75m(3)0.4m分析(1)小物塊B從釋放至運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程，依照功能關(guān)系有：EpmBgleqf(1,2)mBvB2解得vB2m/s(2)取B和C為研究對(duì)象，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mBvB(mBmC)v解得v0.5m/s又由系統(tǒng)的能量守恒有eqf(1,2)mBvB2eqf(1,2)(mBmC)v2mBgL解得L0.75m(3)物塊B滑上小車(chē)C后，將先做勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速

16、度大小為aBg2m/s2.小車(chē)C將先做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小aCeqf(FmBg,mC)代入數(shù)據(jù)解得aC3m/s2.設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1，B、C有共同速度v共，則v共vBaBt1aCt1.解得v共1.2m/s，t10.4s物塊B對(duì)地的位移x1eqf(vBv共,2)t1eqf(21.2,2)0.4m0.64m小車(chē)C對(duì)地的位移x2eqf(v共,2)t1eqf(1.2,2)0.4m0.24m假設(shè)此后小車(chē)與物塊以共同加速度前進(jìn)，則a共eqf(F,mBmC)eqf(7,4)m/s2.由于此種情況下，B、C間的靜摩擦力FfmBa共eqf(7,4)NmBg2N，可知假設(shè)成立因此經(jīng)過(guò)t10.4s后B、C一起以a共做勻加速運(yùn)動(dòng)則所求距離xx1x20.4m10.答案(1)12J(2)190N(3)0.8m分析(1)設(shè)物塊m1下滑到B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，由機(jī)械能守恒定律可得：m1gR1eqf(1,2)m1vB2解得vB6m/sm1、m2碰撞過(guò)程滿足動(dòng)量守恒：m1vBmv共解得v共2m/s則碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為：E機(jī)eqf(1,2)m1vB2eqf(1,2)mv共212J(2)物塊m由B到C由機(jī)械能守恒定律得：eqf(1,2)mv共2mg2R2eqf(1,2)mvC2解得：vC4m/s在C處由牛頓第二定律可得：FNmgmeqf(voal(C2),R2)解得：FN