2011年广东高考物理第一轮复习资料 5动量、能量问题（精讲精练、突出思维方法）

1 一 碰撞与动量一 碰撞与动量 1 双选 下列说法中正确的是 CD A 物体的动量改变 一定是速度大小改变 B 物体的动量改变 一定是速度方向改变 C 物体的运动状态改变 其动量一定改变 D 物体的速度方向改变 其动量一定改变 2 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A中 并留在其中 A B用一根弹性良好的 轻质弹簧连在一起 如图所示 则在子弹打中木块A及弹簧被压缩的过程中 对子弹 两木 块和弹簧组成的系统 C A 动量守恒 机械能守恒 B 动量不守恒 机械能守恒 C 动量守恒 机械能不守恒 D 无法判断动量 机械能是否守恒 3 碰撞问题的三原则 如图所示 A B两小球在光滑水平面上分别以动量p1 4 kg m s 和p2 6 kg m s 向右为 参考正方向 做匀速直线运动 则在A球追上B球并与之碰撞的过程中 两小球的动量变化 量 p1和 p2可能分别为 D A 2 kg m s 3 kg m s B 8 kg m s 8 kg m s C 1 kg m s 1 kg m s D 2 kg m s 2 kg m s 4 某炮竖直向上发射炮弹 炮弹的质量 M 为 3kg 内含炸药的质量可以忽略不计 炮弹被 射出的初速度 v0为 60m s 当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向反向飞行的两片 其中一 片质量 m 为 2kg 其炸开瞬间的速度大小是另一片的一半 现要求弹片不能落到以发射点为 圆心 以半径 R 为 480m 的圆周范围内 假定重力加速度 g 始终为 10m s2 忽略空气阻力 求刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大 4 12 分 分 设炮弹止升到达最高点的高度为 H 由 gHv2 2 0 1 分 180 102 60 2 22 0 g v H m 2 分 设质量为 m 的弹片刚爆炸后的速度为 v 则另一块的速度为 v2 2v 1 分 运动的时间为 t 根据平抛运动规律 有 2 2 1 gtH 1 分 R vt 1 分 80 1802 10 480 2 H g Rv m s 2 分 v2 2v 160m s 1 分 炮弹刚爆炸后 两弹片的总动能 22 2 2 1 2 1 vmMmvEk 2 分 422 1092 11601 2 1 802 2 1 J 1 分 5 如图 小车 A 质量为 mA 2 kg 置于光滑水平面上 初速度为 v 14 m s 带电量 q 0 2 C 的可视为质点的物体 B 质量 mB 0 1 kg 轻放在小车的右端 在它们的周围存在匀强磁场 2 方向垂直纸面向里 磁感应强度 B 0 5 T 物体 B 与小车之间有摩擦力 小车足够长 求 1 物体 B 的最大速度 2 小车 A 的最小速度 3 在此过程中转变成多少内能 解析 1 物体 B 脱离小车前在摩擦力作用下逐渐加速 物体 B 恰脱离小车时速度 即达最大 且以后即以该速度做匀速直线运动 设该速度为 vB 则 qvBB mBg 所以 vB mBg qB 0 1 10 0 2 0 5 10 m s 2 A B 脱离前 A 在摩擦力作用下做减速运动 A B 脱离时速度最小 且以后即以 该速度匀速运动 由 A B 作用中动量守恒 得 mAv mAvA mBvB 所以 vA v A B m m vB 14 2 1 0 10 13 5 m s 3 由能的转化和守恒定律 得 E内 2 1 mAv2 2 1 mAvA2 2 1 mBvB2 8 75 J 二 功和能二 功和能 6 如图所示 长为 如图所示 长为 L 的木板水平放置 在木板的的木板水平放置 在木板的 A 端放置一个质量为端放置一个质量为 m 的小物块 现缓慢的小物块 现缓慢 抬高木板的抬高木板的 A 端 使木板以左端为轴转动 当木板转到与水平面的夹角为端 使木板以左端为轴转动 当木板转到与水平面的夹角为 时 小物块开始时 小物块开始 滑动 此时停止转动木板 小物块滑到底端的速度为滑动 此时停止转动木板 小物块滑到底端的速度为 v 则在整个过程中 则在整个过程中 AD A 木板对物块做功为 木板对物块做功为 2 1 2 mv B 摩擦力对小物块做功为 摩擦力对小物块做功为 mgLsin C 支持力对小物块做功为 支持力对小物块做功为 2mgLsin D 滑动摩擦力对小物块做功为 滑动摩擦力对小物块做功为 2 1 sin 2 mvmgL 7 一个质量为 m 的小铁块沿半径为 R 的固定半圆轨道上边缘由静止滑下 到半圆底部时 轨道所受压力为铁块重力的 1 5 倍 则此过程中铁块损失的机械能为 D A 1 8 mgR B 1 4 mgR C 1 2 mgR D 3 4 mgR 能量方面概念题能量方面概念题 莫仅凭感觉 需要立足公式 规律 必要时注意功和能的切换莫仅凭感觉 需要立足公式 规律 必要时注意功和能的切换 8 如图 一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 如图 一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点 另一端系一小球 给小球一足够大的点 另一端系一小球 给小球一足够大的 初速度 使小球在斜面上做圆周运动 在此过程中 初速度 使小球在斜面上做圆周运动 在此过程中 C A 小球的机械能守恒 小球的机械能守恒 B 小球动量保持不变 小球动量保持不变 C 绳的张力对小球不做功 绳的张力对小球不做功 D 在任何一段时间内 小球克服摩擦力 在任何一段时间内 小球克服摩擦力 所做的功总是等于小球动能的减少所做的功总是等于小球动能的减少 9 如图所示 质量为 m 的物块从 A 点由静止开始下落 加速度是 g 2 下落 H 到 B 点后与 一轻弹簧接触 又下落 h 后到达最低点 C 在由 A 运动到 C 的过程中 空气 A A O 3 阻力恒定 则 D A 物块机械能守恒 B 物块和弹簧组成的系统机械能守恒 C 物块机械能减少 2 1 hHmg D 物块和弹簧组成的系统机械能减少 2 1 hHmg 10 双选双选 如图所示 两质量相等的物块如图所示 两质量相等的物块 A B 通过一轻质弹簧连接 通过一轻质弹簧连接 B 足够长 放置在足够长 放置在 水平面上 所有接触面均光滑 弹簧开始时处于原长 运动过程中始终处在弹性限度内 在水平面上 所有接触面均光滑 弹簧开始时处于原长 运动过程中始终处在弹性限度内 在 物块物块 A 上施加一个水平恒力 上施加一个水平恒力 A B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中 下列说法从静止开始运动到第一次速度相等的过程中 下列说法 中正确的有 中正确的有 CD A 当当 A B 加速度相等时 系统的机械能最大加速度相等时 系统的机械能最大 B 当 当 A B 加速度相等时 加速度相等时 A B 的速度差最小的速度差最小 C 当 当 A B 的速度相等时 的速度相等时 A 的速度达到最大的速度达到最大 D 当 当 A B 的速度相等时 弹簧的弹性势能最大的速度相等时 弹簧的弹性势能最大 11 09 浙江浙江 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛 比赛路径如图所示 赛车从起某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛 比赛路径如图所示 赛车从起 点点 A 出发 沿水平直线轨道运动出发 沿水平直线轨道运动 L 后 由后 由 B 点进入半径为点进入半径为 R 的光滑竖直圆轨道 离开竖直的光滑竖直圆轨道 离开竖直 圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到 C 点 并能越过壕沟 已知赛车质量点 并能越过壕沟 已知赛车质量 m 0 1kg 通 通 电后以额定功率电后以额定功率 P 1 5w 工作 进入竖直轨道前受到阻力恒为工作 进入竖直轨道前受到阻力恒为 0 3N 随后在运动中受到的阻 随后在运动中受到的阻 力均可不记 图中力均可不记 图中 L 10 00m R 0 32m h 1 25m S 1 50m 问 要使赛车完成比赛 问 要使赛车完成比赛 电动机至少工作多长时间 取电动机至少工作多长时间 取 2 10 gm s 答答 案案 2 53s 解析解析 本题考查平抛 圆周运动和功能关本题考查平抛 圆周运动和功能关系 系 设赛车越过壕沟需要的最小速度为设赛车越过壕沟需要的最小速度为 v1 由平抛运 由平抛运动动 的规律的规律 tvS 1 2 2 1 gth 解解 得得 1 3 2 R vSm s h 设赛车恰好越过圆轨道 对应圆轨道最高点的速度为设赛车恰好越过圆轨道 对应圆轨道最高点的速度为 v2 最低点的速度为 最低点的速度为 v3 由牛顿第 由牛顿第 二定律及机械能守恒定律二定律及机械能守恒定律 R v mmg 2 2 Rmgmvmv2 2 1 2 1 2 2 2 3 解得解得 45 3 ghv m s 通过分析比较 赛车要完成比赛 在进入圆轨道前的速度最小应该是通过分析比较 赛车要完成比赛 在进入圆轨道前的速度最小应该是 4 min v m s 设电动机工作时间至少为设电动机工作时间至少为 t 根据动能定理 根据动能定理 min 2 2 1 mvfLPt 由此可得由此可得 t 2 53s 12 13 分 如图所示 长为分 如图所示 长为 4m 的水平轨道的水平轨道 AB 与倾角为与倾角为 37 的足够长斜面的足够长斜面 BC 在在 B 处连接 有一质量为处连接 有一质量为 2kg 的滑块 从的滑块 从 A 处由静止开始受水平向右的力处由静止开始受水平向右的力 F 作用 作用 F 按图按图 23 2 所示规律变化 滑块与所示规律变化 滑块与 AB 和和 BC 间的动摩擦因数均为间的动摩擦因数均为 0 25 重力加速度 重力加速度 g 取取 10m s2 求 求 1 滑块到达 滑块到达 B 处时的速度大小 处时的速度大小 4 370 AB C x m 1234 20 F N 10 20 0 10 图 23 2 2 不 不计滑块在计滑块在 B 处的速率变化 处的速率变化 滑块冲上斜面 滑块最终静止的位置与滑块冲上斜面 滑块最终静止的位置与 B 点的距离 点的距离 32 13 分 分 1 由图得 0 2m F1 20N X1 2m 1 分 2 3m F2 0 X2 1m 1 分 3 4m F3 10N X3 1m 1 分 A 至 B 由动能定理 2 3213311 2 1 B mvxxxmgxFxF 2 分 2 2 2 1 112 10225 0 110220 B v 得 10 B v m