高考物理总复习巩固练习 动量和能量（提高）

【巩固练习】一、选择题1、（2014 北京西城一模）冰壶运动深受观众喜爱，图1为2014年2月第22届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是下图中的哪幅图()2、（2014 海淀一模）如图是“牛顿摆”装置，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球当把小球1向左拉起一定高度，如图甲所示，然后由静止释放，在极短时间内经过小球间的相互碰撞，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，如图乙所示关于此实验，下列说法中正确的是()A上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒B上述实验过程中，5个小球组成的系统机械能不守恒，动量不守恒C如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的释放高度 D如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度(如图丙所示)，同时由静止释放，经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同3、一质量为m，动能为EK的子弹，沿水平方向射入一静止在光滑水平面上的木块。子弹最终留在木块中。若木块的质量为9m。则 （ ）A木块对子弹做功的绝对值为0.99EK B木块对子弹做功的绝对值为0.9EKC子弹对木块做功的绝对值为0.01EKD子弹对木块做的功与木块对子弹做的功数值相等4、如图所示，竖直的墙壁上固定着一根轻弹簧，将物体A靠在弹簧的右端并向左推，当压缩弹簧做功W后由静止释放，物体A脱离弹簧后获得动能E1，相应的动量为P1；接着物体A与静止的物体B发生碰撞而粘在一起运动，总动能为E2，相应的动量为P2。若水平面的摩擦不计，则（ ）AB AW=E1=E2BW=E1E2CP1=P2DP1P25、质量为M的物块以速度运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为（ ）A. 2 B. 3 C. 4 D. 56、在光滑水平桌面上放一长为L的木块M，今有A、B两颗子弹沿同一水平轴线分别以水平速度和从M的两侧同时射入木块，A、B两颗子弹嵌入木块中的深度分别为和，且，而木块却一直保持静止，如图所示，则可判断A、B子弹在射入木块前（ ） AA的速度大于B的速度 BA的动能大于B的动能 CA的动量大小大于B的动量大小 DA的动量大小等于B的动量大小7、半圆形光滑轨道固定在水平地面上，如图所示，并使其轨道平面与地面垂直，物体m1、m2同时由轨道左、右最高点释放，二者碰后粘在一起向左运动，最高能上升到轨道M点，如图所示，已知OM与竖直方向夹角为60，则两物体的质量之比为m1m2为（ ）ABCD8、如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得（ ）A在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都是处于压缩状态B从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C两物体的质量之比为m1m2 = 12D在t2时刻A与B的动能之比为Ek1Ek2=1811023t1t/st2t3t4v/m/sAB乙m1m2v甲AB9、如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M=3kg。质量m=1kg的铁块以水平速度v0=4m/s，从木板的左端正沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为（ ） A3JB6JC20J D4J10、如图所示，在光滑的水平面上，物体B静止，在物体B上固定一个轻弹簧，物体A以某一速度沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用。两物体的质量相等，作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能为EP。现将B的质量加倍，再使物体A通过弹簧与物体B发生作用（作用前物体B仍静止），作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能仍为EP。则在物体A开始接触弹簧到弹簧具有最大弹性势能的过程中，第一次和第二次相比（ ）A物体A的初动能之比为2:1 B物体A的初动能之比为4:3C物体A损失的动能之比为1:1 D物体A损失的动能之比为27:32二、填空题1、在光滑水平地面上有两个弹性小球A、B，质量都为m，现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为EP，则碰前A球的速度等于_。2、如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，质量相等。Q与轻质弹簧相连，设Q静止，P以某一初动能向Q运动并与弹簧发生碰撞，在整个碰撞过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于_。3、如图所示，A、B是位于水平桌面上的两个质量相等的小木块，离墙壁的距离分别为L和l，与桌面之间的滑动摩擦系数分别为A和B。今给A以某一初速度，使之从桌面的右端向左运动。假定A、B之间，B与墙之间的碰撞时间都很短，且碰撞中总动能无损失。若要使木块A最后不从桌面上掉下来，则A的初速度最大不能超过_。三、计算题1、(2015 武汉调研)如图所示，在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板，其左端放有一质量为m的重物(可视为质点)，重物与长木板之间的动摩擦因数为.开始时，长木板和重物都静止，现在给重物以初速度v0，设长木板撞到前方固定的障碍物前，长木板和重物的速度已经相等已知长木板与障碍物发生弹性碰撞，为使重物始终不从长木板上掉下来，求长木板的长度L至少为多少？2、一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求（i）木块在ab段受到的摩擦力f；（ii）木块最后距a点的距离s。3、如图所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m，人在极端的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰，三车以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g, 若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功；(2)人给第一辆车水平冲量的大小；(3)第一次与第二次碰撞系统动能损失之比。4、小球A和B的质量分别为 和 且，在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放处距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞时间极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。5、如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙，重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为，使木板与重物以共同的速度向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间，设木板足够长，重物始终在木板上，重力加速度为g。 【答案与解析】一、选择题1、【答案】B【解析】两个质量相等的冰壶发生正碰，碰撞前后都在同一直线上，选项A错误；碰后冰壶A在冰壶B的左边，选项C错误；碰撞过程中系统的动能可能减小，也可能不变，但不能增大，所以选项B正确，选项D错误2、【答案】D【解析】5个小球组成的系统发生的是弹性正碰，系统的机械能守恒，系统在水平方向的动量守恒，总动量并不守恒，选项A、B错误；同时向左拉起小球1、2、3到相同的高度，同时由静止释放并与4、5碰撞后，由机械能守恒和水平方向的动量守恒知，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同，选项C错误，选项D正确3、A解析：根据动量守恒定律 根据动能定理，木块对子弹做的功等于子弹动能的变化， A对B错。子弹对木块做的功等于木块动能的变化，C D错。故选A。4、BC解析：压缩弹簧做功W后由静止释放，A脱离弹簧后获得动能E1，根据功能关系，。物体A与静止的物体B发生碰撞而粘在一起运动，总动能为E2，由于完全非弹性碰撞过程有能量损失，所以，A错B对。水平面的摩擦不计，AB系统不受外力，动量守恒，P1=P2，D错C对。故选BC。5、AB解析：根据动量守恒和能量守恒，设碰撞后两者的动量都为P，则总动量为2P,根据,以及能量的关系得, 所以AB正确。6、ABD 解析：从力的角度分析，M不动应有，从动量角度分析，M一直保持静止，有 ，从能量角度分析；因，故 ，因此BD正确。由知 ，所以。A正确，故选ABD。7、C解析：由对称性可知，m1、m2同时到达圆轨道最低点，根据机械能守恒定律可知，它们到达最低点的速率应相等。由动量守恒定律可得，以后一起向左运动，由机械能守恒定律可得，联立以上各式解得 8、C D解析：0到t1，弹簧处于压缩状态，t1时刻压缩量最大；t1到t2弹簧处于恢复阶段，在t2时刻弹簧处于原长；t2到t3弹簧处于伸长状态，t3时刻伸长量最大；从t3到t4弹簧又处于恢复阶段，t4时刻弹簧处于原长状态。AB不对。对0、t2时刻，应用动量守恒定律 解得m1m2 = 12。C对。在t2时刻A的动能 B的动能 ， A与B的动能之比为Ek1Ek2=18，D对。故选C D。9、A解析：根据动量守恒定律 ，损失的动能 ，说明一个来回损失动能为6焦耳，单程损失3焦耳，即克服摩擦力做功，根据能量守恒定律， 所以 故A正确。10、B解析：设AB的质量均为m，根据动量守恒定律 根据机械能守恒定律 联立解得 当B的质量为2m时，同理 联立解得 所以 。 A错B对。A损失的动能一部分转化为B的动能，一部分转换为弹性势能A第一次损失的动能 A第二次损失的动能 又两次弹性势能相等 所以两次A损失的动能之比为 CD错。故选B。二、填空题1、解析：设A球的速度为，碰后的共同速度为根据动量守恒定律 根据机械能守恒定律 解得 。2、解析：设P的初速度为，P、Q通过弹簧发生碰撞，当两滑块速度相等时，弹簧压缩到最短，弹性势能最大，设此时共同速度为，对P、Q（包括弹簧）组成的系统，由动量守恒定律，有 由机械能守恒定律，有 联立两式解得3、解析：小木块质量mA=mB=m，碰撞时间很短，且无总动能损失。A从最右端以初速向左运动，在与B碰撞前，减速运动的距离，A克服摩擦阻力做功 A与B发生等质量的完全弹性正碰，碰撞后A静止于B的位置，B则以A碰前的速度为初速度继续减速向左运动通过距离l，与墙碰撞后反向向右仍做减速运动，又通过距离l，在这段过程中B克服摩擦阻力做功 然后B又与A发生碰撞，碰后B静止，A又以B碰前的速度为初速持续减小向右运动，按题意，A运动距离后刚好在桌的右端边缘停下，在这段过程A又克服摩擦阻力做功经历上述全过程，且最初具有的动能应完全损耗于各段克服摩擦阻力做功上，因此，有 所以A的最大初速度为 三、计算题1、（【答案】【解析】设碰撞前，长木板和重物的共同速度为v1，由动量守恒定律得mv03mv1碰撞后瞬间，长木板以速度v1反弹，最终两者的共同速度为v2，由动量守恒定律得2mv1mv13mv2对全过程，由功能关系得解得.2、（i）（ii）解析：（i）设木块和物体P共同速度为,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得： 由得： （ii）木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同（动量守恒）全过程能量守恒得： 由得：3、（1）（2） （3）解析： (1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W，则 (2)设第一车初速度为，第一次碰前速度为，碰后共同速度为；第二次碰前速度为，碰后共同速度为；人给第一辆车的水平冲量大小为I.对第一辆车运动到与第二辆车碰前，由动能定理 第一辆车与第二辆车碰撞，由动量守恒定律 对第一、二两辆车一起运动到与第三辆车碰撞前，由动能定理 第一、二两辆车一起与第三辆车碰撞，由动量守恒定律 对三辆车一起由动能定理 由以上各式解得 . . . . .所以 . (3)设两次碰撞中系统动能损失分别为，和 所以两次碰撞中系统动能损失之比为 4、解析：小球A与地面的碰撞是弹性的，而且AB都是从同一高度释放的，所以AB碰撞前的速度大小相等设为，根据机械能守恒