2012高考物理 考前30天之备战冲刺押题系列Ⅳ 专题04 动量 功和能

用心 爱心 专心1 专题四 动量 功和能专题四 动量 功和能 内容要求说明 25 动量 冲量 动量定理 26 动量守恒定律 27 功 功率 28 动能 做功与动能改变的关系 动能定理 29 重力势能 重力做功与重力势能改变的关系 30 弹性势能 31 机械能守恒定律 21 动量知识和机械能知识的应用 包括碰撞 反冲 火箭 33 航天技术的发展和宇宙航行 II II II II II I II II I 动量定理和动量 守恒定律的应用 只限于一维的情 况 名师解读 动量 机械能一直都是高考的 重中之重 是高考的热点和难点 涉及这部分内容的 考题不但题型全 分量重 而且还经常有高考压轴题 经常考查动量定理 动量守恒定律 变力做功 动能定理 机械能守恒 功能关系等 常与本部分知识发生联系的知识有 牛 顿运动定律 圆周运动 带电粒子在电场和磁场中的运动 核反应等 一般 过程复杂 难 度大 能力要求高 本考点的知识还常以碰撞模型 爆炸模型 弹簧模型 子弹射击木块 模型 传送带模型等为载体考查考生将物理问题经过分析 推理转化为数学问题 然后运 用数学知识解决物理问题的能力 所以复习时要重视对基本概念 规律的理解掌握 加强 建立物理模型 运用数学知识解决物理问题的能力 样题解读 样题1 2012 河北邯郸一中模拟试题 在世界杯足球比赛中 英国队的贝克汉姆 在 h 图 4 1 用心 爱心 专心2 C 小于 2 2 1 mvmgh D 因为球的轨迹形状不确定 所以做功的大小无法确定 分析 球员将足球踢出后 不计空气阻力 足球在空中运动的过程中机械能守恒 球踢出前动能和重力势能都为零 由功能关系得 球员将足球踢出时对足球做的功 W A 项正确 2 2 1 mvmgh 答案 A 解读 本题涉及到功能关系 机械能守恒等知识点 考查理解能力和推理能力 体 现了 考试大纲 中对 理解物理概念 物理规律的确切含义 理解物理规律的适用条件 以及它们在简单情况下的应用 和 能够根据已知的知识和物理事实 条件 对物理问题 进行逻辑推理和论证 得出正确的结论或作出正确的判断 的能力要求 本题利用功能关 系时要注意 足球被踢出后就不再受球员的作用力 所以球员做功只发生在足球被踢出的 过程中 样题 2 2012 广东省模拟考试 如图 4 2 甲所示 一轻弹簧的两端与质量分别 为 用心 爱心 专心3 C 两物体的质量之比为 m1 m2 1 2 D 在 t2时刻 A 与 B 的动能之比为 E k1 E k2 1 8 分析 由图像可知 在 t1 t3时刻两物块达到 共同速度 1m s 但 t1时刻弹簧压缩到 最短 t3时刻弹簧伸长到最长 A 项 B 项都错误 由动量守恒定律 m1v0 m1 m2 v 代入数据 3m1 m1 m2 m1 m2 1 2 C 项正确 在 t2时刻 A 的动能 B 的动能 结合 m1 m2 1 2 得 E k1 E k2 2 11 11 1 2 2 k Emvm 2 2222 11 22 k Em vm 1 8 D 项正确 答案 CD 用心 爱心 专心4 解读 本题涉及到动能 动量 动量守恒定律等知识点 考查推理能力 分析综合 能力和应用数学处理物理问题的能力 体现了 考试大纲 中对 能够把一个复杂问题分 解为若干较简单的问题 找出它们之间的联系 和 必要时能运用几何图形 函数图像进 行表达 分析 的能力要求 弹簧问题历来是较复杂的问题 建议考生要熟悉一些特殊状 态 如弹簧处于最长和最短时 两端物体的速度相同 还要了解弹簧的变化情况 如本题 弹簧开始压缩 到最短 再伸长 到原长 再伸长 到最长 再压缩 到原长 完成一个 周期 2 木块 在车上滑行的整个过程中 木块和车组成的系统损失的机械能 AB 3 弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能 分析 1 设木块 A 到达圆弧底端时得速度为 对木块 A 沿圆弧下滑的过程 根 0 v 据机械能守恒定律 有 2 0 1 2 mgRmv 在 A B 碰撞的过程中 两木块组成的系统动量守恒 设碰撞后的共同速度大小为 1 v 则 01 2 mvmm v 用心 爱心 专心5 设木块与车面摩檫力为 f 在车上滑行距离为 L 由能量守恒 对于从 A B 一起运动到将弹簧压缩至最短的过程有 22 12 11 2 23 22 mm vmmm vfLE 对于从弹簧被压缩至最短到木块滑到车的左端的过程有 22 2 11 23 23 22 mmm vEmmm vfL 样题 4 如图 4 4 甲所示 质量 mB 1 kg 的平板小车 B 在光滑水平面上以 v1 1 m s 的速度向左匀速运动 当 t 0 时 质量 mA 2kg 的小铁块 A 以 v2 2 m s 的速度水平 向右滑上小车 A 与小车间的动摩擦因数为 0 2 若 A 最终没有滑出小车 取水平向 右为正方 向 g 10m s2 则 用心 爱心 专心6 1 A 在小车上停止运动时 小车的速度为多大 2 小车的长度至少为多少 3 在图 4 4 乙所示的坐标纸中画出 1 5 s 内小车 B 运动的速度一时间图像 答案 1 lm s 2 0 75m 3 如图 4 5 所示 解读 本题涉及到动量定理 动量守恒定律 功能关系 v t 图像等知识点 考查 推理能力 分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力 体现了 考试大纲 中对 能 够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题 找出它们之间的联系 和 必要时能运用几 0 5 v m s 1 5 1 0 0 5 0 1 51 0 0 5 t s 乙 1 5 1 0 甲 v2 v1 B A 图 4 4 用心 爱心 专心7 何图形 函数图像进行表达 分析 的能力要求 开始时两物体速度是相反的 应用动量 守恒时要注意其矢量性 由于总动量向右 小车最后要反向运动 因此第三问运用动量定 理时也要注意其矢量性 名师预测 一 选择题 1 科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境 他们使两个带正电的不同重离子被加速后 沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞 为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能 关 键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的 A 速率 B 质量 C 动量 D 动能 答案 C 解析 根据能量转化与守恒知 只有碰后动能越小 内能才能越大 即碰后系统的 总动量越小 动能就越小 所以设法使这两个重离子在碰时瞬间具有相同大小的动量 C 项正确 球和槽通过弹簧相互作用 但因为只有弹簧的弹力做功 动能和势能相互转化 而总量保 持不变 机械能守恒 3 两辆质量相同的小车 置于光滑的水平面上 有一人静止在小车A上 两车静止 如下图所示 当这个人从A车跳到B车上 接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止 则A车的速率 用心 爱心 专心8 A 等于零 B 小于B车的速率 C 大于B车的速率 D 等于B车的速率 答案 B p甲 2kg m s 要使甲追上乙则必有v甲 v乙 即 解得m乙 1 4m甲 p甲 m甲 p乙 m乙 碰后p甲 p乙 均大于零 表示同向运动 则应有 v乙 v甲 即 解得m乙 5m甲 p乙 m乙 p甲 m甲 又碰撞过程中 动能不增加 则 p2 甲 2m甲 p2 乙 2m乙 p甲 2 2m甲 p乙 2 2m乙 即 52 2m甲 72 2m乙 22 2m甲 102 2m乙 用心 爱心 专心9 解得m乙 m甲 51 21 由 知 m甲与m乙的关系为 m乙 5m甲 51m甲 21 正确答案应选 C 5 如图所示 静止在水面上的船长为L 质量为M 质量分别为m1 m2的甲乙两人分 别站在船头和船尾 甲由船头走到船尾而乙由船尾走到船头 不计水的阻力并且m1 m2 则 船 6 如图所示 质量为m 半径为R的小球 放在半径为 2R 质量为 2m的大空心球内 大 球开始静止在光滑的水平面上 当小球从图示位置无初速度地沿大球壁滚到最低点时 大 球 移 设大 小球的水平速度分别为v1x v2x 则 2mv1x mv2x 0 用心 爱心 专心10 2mx1 mx2 x1 x2 2R R 解得 x1 R 1 3 7 如图所示 A B两摆摆长分别为L1和L2 摆球质量分别为m1和m2 且m1 m2 静止 时 两球在 悬点正下方刚好接触且球心同高 现将A摆在纸平面内向左拉离平衡位置 使 摆线水平 然后释放 当A摆摆到最低点时两球碰撞 碰后A球被反弹 反弹后最大偏角 为 B球向右摆动 最大偏角为 则碰撞过程中一定守恒的是 选填 动能 或 动 m2 2gL2 1 cos 8 如图甲所示 在橄榄球比赛中 一个 95kg 的前锋队员以 5m s 的速度跑动 想穿越 防守队员到底线触地得分 就在他刚要到底线时 迎面撞上了对方两名均为 75kg 的队员 一个速度为 2m s 另一个为 4m s 然后他们就扭在了一起 1 他们碰撞后的共同速率是 结果保留一位有效数字 用心 爱心 专心11 解析 1 取前锋队员跑动的速度为正方向 根据动量守恒定律可得 Mv1 mv2 mv3 M m m v 代入数据得 95kg 5m s 75kg 2m s 75kg 4m s 95kg 75kg 75kg v 解得 v 0 1m s 2 方向如图所示 由于碰撞后的速度仍向前 所以能得分 9 一个物体静置于光滑水平面上 外面扣一质量为M的盒子 如图 a 所示 现给盒 一初速度v0 此后 盒子运动的v t图象呈周期性变化 如图 b 所示 请据此求盒内物 体的 3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0 说明碰撞是弹性碰撞Mv mv2 1 22 0 1 2 联立 解得m M 10 如图所示 在水平光滑直导轨上 静止着三个质量均为m 1kg 的相同小球 A B C 现让A球以v0 2m s 的速度向着B球运动 A B两球碰撞后粘在一起 两球继 用心 爱心 专心12 续向右运 答案 1 1m s 2 1 25J 解析 1 A B相碰 满足动量守恒 则有mv0 2mv1 得两球跟C球相碰前的速度v1 1m s 2 两球与C碰撞同样满足动量守恒 2mv1 mvC 2mv2 得两球相碰后的速度v2 0 5m s 两次碰撞损失的动能 Ek mv 2mv mv 1 25J 1 22 0 1 22 2 1 22C 11 我国将于 2011 年底发射天宫一号目标飞行器 天宫一号的重量约 8 吨 类似于一 个小型空间实验站 在发射天宫一号之后的两年中 我国将相继发射神舟八 九 十号飞 船 分别与天宫一号实现对接 最终将建设一个基本型空间站 设发射神舟十号时 为了实现与天宫一号对接 如图 先把飞船送入近地点Q 然后 使其沿椭圆轨道到达远地点P 此时速度为v 设P点到地心距离为R 飞船质量为m 地 球半径为R0 地面附近重力加速度为g 欲使飞船进入天宫一号轨道实现对接 飞船在P 点处发 用心 爱心 专心13 船在P点的速度为正 设喷气速度为v1 飞船因反冲而达到速度为v2 mv m m v2 m v1 飞船进入圆轨道后 m m GM m m R2 v2 2 R 质量为m1的地面上的物体m1g g Gm1M R2 0 GM R2 0 联立可得 v1 m m R0 g R mv m 12 用气垫导轨研究碰撞 某次实验中 A B两铝制滑块在一水平气垫导轨上相碰 用闪光照相机每隔 0 4s 的时间拍摄一次照片 每次拍摄闪光的延续时间很短 可以忽略不 计 如图所示 已知A B之间