適用于新高考新教材浙江專(zhuān)版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)大題增分特訓(xùn)4動(dòng)量新人教版

大題增分特訓(xùn)(四)動(dòng)量1.(2024浙江溫州高三三模)某地區(qū)開(kāi)展一項(xiàng)趣味文體活動(dòng),此項(xiàng)活動(dòng)的裝置簡(jiǎn)化為如圖所示,豎直面上固定著一段內(nèi)壁光滑、半徑為R=0.5m的細(xì)圓管BP,O為圓心,θ=37°,光滑水平地面上有一質(zhì)量m'=0.4kg的木板,木板上表面與管口底部在同一水平線上,木板的左、右兩邊都有一臺(tái)階,其高度正好與木板高度相同?，F(xiàn)一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m=0.2kg的物塊從左方臺(tái)階A處以v0=10m/s的速度水平向右滑上木板,使木板從靜止起先向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)木板速度為2m/s時(shí),木板與右邊臺(tái)階碰撞并立即被粘住,同時(shí)物塊離開(kāi)木板從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)(1)求物塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量;(2)求物塊滑到細(xì)圓管出口P處時(shí)受到細(xì)圓管彈力的大小;(3)求在距離圓心O點(diǎn)正上方多高處的C點(diǎn)放置接收槽能收到從P點(diǎn)飛出的物塊恰好水平向左打入接收槽;(4)若增大滑塊的初速度v0,為了使從P點(diǎn)飛出的滑塊仍能恰好水平向左打入接收槽,則接收槽放置的位置C點(diǎn)跟P點(diǎn)的連線與水平方向的夾角應(yīng)滿意什么條件?2.(2024浙江嘉興高三二模)一個(gè)嬉戲裝置的示意圖如圖所示,固定于地面的水平軌道AB、豎直半圓形軌道BC和豎直圓形管道CD平滑連接,B和C分別是BC和CD的最低點(diǎn)。水平平臺(tái)EF可在豎直平面內(nèi)自由移動(dòng)。鎖定的壓縮彈簧左右兩端分別放置滑塊a和b,解除鎖定后,a沿軌道ABCD運(yùn)動(dòng)并從D點(diǎn)拋出。若a恰好從E點(diǎn)沿水平方向滑上EF且不滑出,則嬉戲勝利。已知BC半徑R1=0.2m,CD半徑R2=0.1m且管道內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R2,對(duì)應(yīng)的圓心角θ=127°,EF長(zhǎng)度L=1.08m,滑塊與EF間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,其他阻力均不計(jì),滑塊質(zhì)量ma=0.1kg,mb=0.2kg,且皆可視為質(zhì)點(diǎn),sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。(1)若彈簧釋放的能量Ep=3.0J,求在B點(diǎn)時(shí)圓形軌道對(duì)a的支持力大小;(2)若要嬉戲勝利,a在C點(diǎn)的最小速度是多少?(3)若固定b,推導(dǎo)并寫(xiě)出嬉戲勝利時(shí)a最終位置到D點(diǎn)的水平距離x與彈簧釋放的彈性勢(shì)能Ep的關(guān)系式。3.(2024浙江臺(tái)州高三二模)如圖所示,在水平面上靜置一質(zhì)量m'=450g的滑塊,滑塊上表面是一個(gè)半徑R=0.2m的四分之一圓弧,圓弧最低點(diǎn)A與水平地面相切?，F(xiàn)給質(zhì)量m=50g的小球一個(gè)大小v0=4m/s的水平初速度,小球經(jīng)B點(diǎn)離開(kāi)滑塊時(shí),隨即撤去滑塊。小球于C點(diǎn)第一次著地,小球每次與地面碰撞前后,水平速度保持不變,豎直速度大小減半,方向反向。A點(diǎn)始終與地面接觸,忽視小球通過(guò)各軌道連接處的能量損失,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力,g取10m/s2,求:(1)小球剛運(yùn)動(dòng)到滑塊最低點(diǎn)A時(shí),對(duì)滑塊的壓力;(2)小球離開(kāi)滑塊后所能到達(dá)的最大高度;(3)要使小球能水平進(jìn)入接收器最低點(diǎn)P,P與C間的最小距離。4.(2024浙江寧波高三二模)如圖所示,某一嬉戲裝置由輕彈簧放射器、長(zhǎng)度L=2m的粗糙水平直軌道AB與半徑可調(diào)的光滑圓弧狀細(xì)管軌道CD組成。質(zhì)量m1=0.03kg的滑塊1被輕彈簧彈出后,與靜置于AB中點(diǎn)、質(zhì)量m2=0.02kg的滑塊2發(fā)生完全非彈性碰撞并粘合為滑塊組。已知輕彈簧貯存的彈性勢(shì)能Ep=0.45J,兩滑塊與AB的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.25,兩滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn),各軌道間連接平滑且間隙不計(jì),若滑塊組從D飛出落到AB時(shí)不反彈且靜止。(1)求碰撞后瞬間滑塊組的速度大小;(2)調(diào)整CD的半徑R=0.4m,求滑塊組進(jìn)入圓弧軌道后在C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小;(3)變更CD的半徑R,求滑塊組靜止時(shí)離B點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離s,并寫(xiě)出R應(yīng)滿意的條件。參考答案大題增分特訓(xùn)(四)動(dòng)量1.答案(1)5.6J(2)6.8N(3)0.94m(4)tanβ=2解析(1)由動(dòng)量守恒定律得mv0=mv1+m'v2解得v1=6m/s由能量守恒可得Q=1解得Q=5.6J。(2)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)由機(jī)械能守恒得mgR(1+sinθ)=1在P處由牛頓其次定律可得mgsinθ+FN=m解得FN=6.8N。(3)P點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可看為平拋運(yùn)動(dòng)lOC=y+Rsinθy=(vP解得lOC=0.94m。(4)設(shè)CP連線與水平方向的夾角為β,則tanβ=tan(2.答案(1)21N(2)3.(3)x=0.12(20Ep-11.2)(0.56J≤Ep≤1.31J)解析(1)滑塊a、b相互作用動(dòng)量守恒,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為a、b的動(dòng)能mav1=mbv2Ep0=12mav12v1=210m/sFN-mag=mavFN=21N。(2)滑塊a要到達(dá)D點(diǎn),在D點(diǎn)速度要大于0,則C點(diǎn)的速度至少滿意12mavc2=mag(R2+R2sinvc=3.過(guò)半圓環(huán)軌道BC的最小速度gR1大小為3.2m/s>滑塊a在C點(diǎn)的最小速度為3.2(3)設(shè)滑塊a到達(dá)D點(diǎn)的速度為vEp=12mav2+mag(2R1+R2+R2sin37°斜拋運(yùn)動(dòng)滿意t=v水平位移x1=vtcos53°得到x1=vEF軌道位移x2=(距離D點(diǎn)的水平位移x=x1+x2x=0.12(20Ep-11.2)(0.56J≤Ep≤1.31J)。3.答案(1)4.5N,方向豎直向下(2)0.72m(3)12125解析(1)小球剛運(yùn)動(dòng)到滑塊最低點(diǎn)A時(shí),對(duì)小球,有FN-mg=m得FN=4.5N由牛頓第三定律可知,小球?qū)瑝K的壓力FN'=4.5N方向豎直向下。(2)小球從滑上滑塊到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球和滑塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)h時(shí),滑塊和小球水平方向的速度大小相等,設(shè)為v共mv0=(m'+m)v共mv得h=0.72m。(3)設(shè)小球第一次著地前瞬間,豎直方向的速度大小為vy1,初次著地后經(jīng)t時(shí)間,小球與地面發(fā)生第n+1次碰撞時(shí)與C點(diǎn)的距離為x,則vy12=2gh、x=v解得t=v當(dāng)n→∞時(shí)t=2此時(shí)x=12125即要使小球能水平進(jìn)入接收器最低點(diǎn)P,P與C間的最小距離為12125104.答案(1)3m/s(2)1N(3)0.8mR大于等于0.1m解析(1)滑塊1被彈簧彈出的速度為v1,有Ep=12m1滑塊1與滑塊2碰撞前速度為v2,有-μm1g·L2=12m1滑塊1與滑塊2粘在一起后速度為v共,有m1v2=(m1+m2)v共解得v共=3m/s。(2)滑塊組在碰撞后到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有-μ(m1+m2)g·L2=12(m1+m2)vC2FN-(m1+m2)g=(m1+m2)v解得FN=1N由牛頓第三定律有F壓=FN=1N。(3)當(dāng)半徑為R1時(shí),其滑塊組恰好能到達(dá)D點(diǎn),因?yàn)槭羌?xì)管軌道,所以此時(shí)在D點(diǎn)速度為零,有-μ(m1+m2)g·L2-(m1+m2)g·2R1=0-12(m1+m2解得R1=0.1m所以當(dāng)圓弧軌道半徑小于0.1m時(shí),滑塊組能從D點(diǎn)飛出,之后做平拋運(yùn)動(dòng),接著調(diào)整圓弧軌道半徑,其從D點(diǎn)飛出的速度不同,其落在水平軌道上距離B點(diǎn)的距離也不同,設(shè)半徑為R時(shí),有-μ(m1+m2)g·L2-(m1+m2)g·2R=12(m1+m2)vD2-1滑塊組在從D點(diǎn)飛出之后做平拋運(yùn)動(dòng),有2R=12gt2、s=vD整理有s=1依據(jù)數(shù)