高中物理復(fù)習(xí)試題能量及動量經(jīng)典習(xí)題例題含答案解析

.R=eq\f<1,2><m1+m2>v02當擺到最低點B時,由于女演員在極短時間內(nèi)將男演員沿水平方向推出,在此過程中,兩者水平方向不受外力,故水平方向動量守恒；設(shè)剛分離時男演員速度的大小為v1,女演員速度的大小為v2；則<m1+m2>v0=m1v1－m2v2分離后,男演員做平拋運動,設(shè)男演員從被推出到落在C點所需的時間為t。4R=eq\f<1,2>gt2s=v1t女演員剛好能回到A點的過程中機械能守恒m2gR=eq\f<1,2>m2v22不難求得s=8R點評：機械能守恒定律的運用,要選好研究對象,分析物體的運動過程,建立正確的物理模型。本題解題的關(guān)鍵是弄清一對演員的運動過程。男女演員一起繞o點做圓周運動,滿足機械能守恒。到達B點后,男女演員相互作用,二人相互作用時間極短,滿足動量守恒。相互作用后男演員從B點出發(fā)做平拋運動。女演員由B點回到A點過程中也遵守機械能守恒。另注意運用機械能守恒定律時,恰當?shù)剡x取零勢能面,可使解題簡潔。圖7-4[例4]〔2005XX·18如圖7-4所示,三個質(zhì)量均為m的彈性小球用兩根長均為L的輕繩連成一條直線而靜止在光滑水平面上．現(xiàn)給中間的小球B一個水平初速度v0,方向與繩垂直．小球相互碰撞時無機械能損失,輕繩不可伸長．求：圖7-4〔1>當小球A、C第一次相碰時,小球B的速度．<2>當三個小球再次處在同一直線上時,小球B的速度．〔3>運動過程中小球A的最大動能EKA和此時兩根繩的夾角θ.<4>當三個小球處在同一直線上時,繩中的拉力F的大?。雠c解：由于三個質(zhì)量為m的彈性小球在光滑水平面上相互作用,所以它們在沿v0方向和垂直于v0的方向上動量均守恒；又小球相互碰撞時無機械能損失,故三小球相互作用的整個過程中,系統(tǒng)機械能守恒。當小球A、C第一次相碰時,在垂直于v0方向的分速度為零,在沿v0方向上三小球速度相等,設(shè)三小球沿小球B初速度方向的速度為,由動量守恒定律不難得出當三個小球再次處在同一直線上時,A、C兩小球的運動方向和小球B的運動方向在同一直線上,對整個過程運用動量守恒定律和機械能守恒定律,得解得〔三球再次處于同一直線,〔初始狀態(tài),舍去所以,三個小球再次處在同一直線上時,小球B的速度為〔負號表明與初速度反向此時,以小球B為參考系〔小球B的加速度為0,為慣性參考系,小球A〔C相對于小球B的速度均為所以,此時繩中拉力大小為圖7-5當小球A的動能最大時,C的動能也最大且和A的動能相等,小球B的動能最小,不難分析其速度此時為零。設(shè)此時小球A、C的速度大小為,兩根繩間的夾角為θ〔如圖7-5,運用動量守恒定律和機械能守恒定律易得：圖7-5小球A的最大動能為,此時兩根繩間夾角為點評：本題解題的關(guān)鍵在于研究對象的選取及過程的分析。三個小球組成的系統(tǒng)水平方向不受外力,滿足動量守恒；又碰撞過程中無機械能損失,整個過程中三小球的總機械能守恒。第一次相碰時,三球在v0方向速度相同。三個小球再次處在同一直線上時,垂直于V0方向上的動量為零。運動過程中小球A的動能最大時,由對稱性可知此時C的動能也最大,故B球動能最小,即為零。當三個小球處在同一直線上求繩中的拉力F時,還應(yīng)考慮到運動的相對性,即A、C相對于B作圓周運動。鞏固提高訓(xùn)練鞏固提高訓(xùn)練1．A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動,A球的動量是5kg．m/s,B球的動量是7kg．m/s,當A球追上B球時發(fā)生碰撞,則碰撞后A、B兩球的動量的可能值是〔A．-4kg·m/s、14kg·m/sB．3kg·m/s、9kg·m/sC．-5kg·m/s、17kg·m/D．6kg·m/s、6kg·m/s2．長度為的均勻鏈條放在光滑水平桌面上,且使其長度的垂在桌邊,如圖7′-1所示。松手后鏈條從靜止開始沿桌邊下滑,則鏈條滑至剛剛離開桌邊時的速度大小為〔圖7′-1圖7′-1B．C．D．AB圖7′-23．〔2005上?！?如圖所示,A、AB圖7′-2Ａ．位于B處時動能最大Ｂ．位于A處時勢能最大Ｃ．在位置A的勢能大于在位置B的動能Ｄ．在位置B的機械能大于在位置A的機械能acbd圖7′-34．〔2005XX·6如圖7′-3所示,兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面,導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒acbd圖7′-3Ａ．回路中有感應(yīng)電動勢Ｂ．兩根導(dǎo)體棒所受安培力的方向相同Ｃ．兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒,機械能守恒Ｄ．兩根導(dǎo)體棒和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒,機械能不守恒5．FAB圖7FAB圖7′-46．如圖7′-5所示,質(zhì)量均為m的兩球AB間有壓縮的輕、短彈簧處于鎖定狀態(tài),放置在水平面上豎直光滑的發(fā)射管內(nèi)<兩球的大小尺寸和彈簧尺寸都可忽略,他們整體視為質(zhì)點>,解除鎖定時,A球能上升的最大高度為H,現(xiàn)在讓兩球包括鎖定的彈簧從水平面出發(fā),沿光滑的半徑為R的半圓槽從右側(cè)由靜止開始下滑,至最低點時,瞬間鎖定解除,求A球離開圓槽后能上升的最大高度。AABBAR圖7′-5圖7′-67．如圖7′-6所示,質(zhì)量均為的木塊并排放在光滑水平面上,上固定一根輕質(zhì)細桿,輕桿上端的小釘〔質(zhì)量不計O上系一長度為L的細線,細線的另一端系一質(zhì)量為的小球,現(xiàn)將球的細線拉至水平,由靜止釋放,求：圖7′-6〔1兩木塊剛分離時,速度各為多大？〔2兩木塊分離后,懸掛小球的細線與豎直方向的最大夾角多少？圖7′-78.用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2kg的A、B兩物塊都以v＝6m／s的速度在光滑的水平地面上運動,彈簧處于原長,質(zhì)量為4kg的物塊C靜止在前方,如圖7′-7所示.B與圖7′-7〔1當彈簧的彈性勢能最大時,物體A的速度多大?〔2彈性勢能的最大值是多大?〔3A的速度有可能向左嗎?為什么?附：第7課時鞏固提高訓(xùn)練答與解1．答案：B解：碰撞類問題遵循三個原則：<1>、系統(tǒng)滿足動量守恒,<2>、不能發(fā)生二次碰撞,<3>、系統(tǒng)總動能不增加。本題中A選項違背動量守恒定律,C選項雖然滿足動量守恒,但系統(tǒng)總動能比碰撞前增加了。由題意可知A球的速度大于B球的速度,而A球的動量小于B球的動量,可得,D選項中兩動量相等,可見A球的速度大于B球的速度,兩球?qū)l(fā)生二次碰撞,這違背了原則<3>。只有選項D滿足條件,故選D。2．答案：B解：設(shè)鐵鏈的總質(zhì)量為m,剛離開桌面時的速度為v,分別以這兩段鐵鏈為研究對象,各自重心下降的高度分別為和,據(jù)機械能守恒定律解得3．答案：BC解：擺球擺動過程中,只有重力做功,機械能守恒,只存在動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化。由圖可知,小球在最低點動能最大。A為最高點,小球在A點的重力勢能最大。4．答案：AD解：系統(tǒng)水平方向不受外力,動量守恒,但系統(tǒng)機械能有損失,轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為熱能。5．答案：BD解：6．答案:解：解除鎖定后彈簧將彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為A的機械能,則彈簧彈性勢能為AB系統(tǒng)由水平位置滑到圓軌道最低點時速度為v0,解除彈簧鎖定后A、B的速度分別為vA、vB則有將代入能量關(guān)系得到得到：設(shè)相對水平面上升最大高度為h,則：7．答案：〔1解：〔1三者組成的系統(tǒng)滿足動量守恒和機械能守恒,選取最低點,球到達最低點時共同速度為,速度為,規(guī)定向左為正方向：解得：〔2、從球在最低點開始,與組成一個系統(tǒng)滿足動量守恒和機械能守恒,設(shè)擺到最高處為,此時,共同速度為：解得：；8．答案：〔1vA′=3m/s〔2Ep=12J〔3A不可能向左運動解：〔1當A、B、C三者的速度相等時彈簧的彈性勢能最大.由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒解得vA′=m/s=3m/s〔2B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為v