专辑20动量和动能的综合计算(二)-2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编(第13期)

1、(第13期)2020年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编动量和动能的综合计算(二)1、(2020 内蒙古包钢一中高三上学期期中)如图所示，质量为 M的平板车P,放在粗糙的地面上，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，且 M = m=5kg,系统原来静止在水平地面上。一不可伸长的轻质细绳长为 R=1.6m, 一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为 m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60。角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失。已知Q恰能滑到平板车的右端，Q与P之间的动摩擦因数为口=0.5, P与地面之间的动摩擦因数为2=0.1

2、,重力加速度为g=10m/s2若当Q滑到P板的右端时，在 P木板上施加一个水平向右的力F,大小为70N,求：(1)小球到达最低点与 Q碰撞之前瞬间的速度 V0大小和碰完之后物块 Q的瞬时速度大小各为多少；(2)平板车P的长度L为多少；(3)从小物块Q开始滑动到力F作用1s的整个过程中生的热量为多少焦耳。【答案】(1)4m/s； 4m/s； (2) 1m ; (3) 103.75J。【解析】(1)小球运动到最低点过程，机械能守恒、12mgR(1 cos60 ) - mv0得出v0=4m/s小球与物块Q相撞时，没有能量损失，满足动量守恒，机械能守恒，则知mv0 mv1 mvQ121212mv0 m

3、v1 mvQ20212 Q由以上两式可以知道二者交换速度Vq v0 . gR=4m/sv10(2)小物块Q在平板车P上滑行的过程中(jmg=mai国mg-E(M + m) g=Ma2经ti达到共速vv=vq- ai tiv=a2ti12Sqi= VQti - aiti212Spi = a2ti2L= Sqi- Spi=1m(3)施加力F之后，假设板块整体一起走F-区(M+m) g=(M+m) a0国mg=mai得出a0 ai故Q与P分别加速向右运动而直到分离，各自的加速的分别为ai和a3F- 22, (M+m) g-wmg =Ma3设经过t2时间滑离C12Sq2= vt2+ ait22Sp2=

4、vt2 + a3t222L= Sp2- Sq2得出时间 t2=1s(4)从滑块Q开始滑动到滑离木板全过程生的热量Q为QimgL2(M m) g Spi imgL 2(Mm) g Sp2得出Q=103.75J2、(2020 黑龙江省哈尔滨三中高三上学期期中)如图所示，光t固定轨道 ABCD上有两个可视为质点的滑块，滑块中间有一压缩弹簧且与两物体不拴连，左侧物体质量mi未知，右侧物体质量 m2 1kg ,轨道右侧为半径r 0.5m的半圆弧AB, A为圆弧最高点，B为最低点和水平面相切，左侧轨道 CD为一半径为R 2.25m且圆心角37的圆弧，转轮大小可忽略不计的粗糙的传送带EF长L=3m与水平面也

5、成。角，传送带沿斜面向上始终以vo 6m/s匀速运动，传送带上表面与左端圆弧末端D点相切且刚好无弹力接触。现将两物体同时在水平轨道上由静止释放，若弹簧的弹性势能完全转化为两物体的动能，弹簧恢复原长前两物体并未进入圆弧轨道，最终m2恰好能通过右侧半圆弧A点，mi通过圆弧轨道 CD滑上传送带，在传送带上一直做匀变速运动且到达F点时速度大小vF 2m/s,mi通过传送带EF的过程中，系统摩擦生热量 Q与mi的机械能变化量 AE刚好相等，g=10m/s, sin 0=0.6, cos (=0.8.求：(1)m2到达B点时的速度大小 vb；(2)弹簧初始状态具有的弹性势能Ep;(3)mi通过传送带EF的

6、过程中，电动机额外消耗的电能上为多少。【答案】 5m/s； (2) 25J; (3) 24J。【解析】(1)由于m2刚好到达A点,则有2m2 gm2 rm2从B到A,有动能定理得12120g 2r 2 m2vA -m2VB解得Vb5gr 5m/s(2)mi滑上传送带，最终达到 F点时速度大小Vf2m/s ,且mi通过传送带ef的过程中，系统摩擦生热量Q与mi的机械能变化量E刚好相等，可得Q f sfL E得s L传送带位移mi通过圆弧轨道 CD,由动能定理得s专VotsVFtvD 4m/s , S传 6m2mWc12m1gR(1 cos )m1vD2vc 5m/s两物体同时由静止释放到弹簧恢复

7、原长过程中，系统动量守恒m1Vcm2VBm1 1kg系能机械能守恒Ep1212-mVc二 m2VB22Ep 25J(3)物体m1通过传送带过程中，有动能定理得1212fL mgLsin mlvF - mivD22物体mi对传动带的滑动摩擦力大小与电动机对传送带的牵引力大小相等，即F f 4N所以消耗的电能等于牵引力的功E Fs传解得E 24J3、(2020 河北省衡水中学高三上学期第四次调研)如图所示，倾角的足够长的斜面上，放着两个相距L。、质量均为m的滑块A和B,滑块A的下表面光滑，滑块 B与斜面间的动摩擦因数tan .由静止同时释放A和B,此后若A、B发生碰撞，碰撞时间极短且为弹性碰撞.已

8、知重力加速度为g,求：(1) A与B开始释放时，A、B的加速度aA和aB ;(2) A与B第一次相碰后，B的速率Vb ；(3)从A开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间t.【答案】(1) aA gsin ；aB 0(2)J2glsin(3)3J30, gsin【解析】解：(1)对B分析：mg sinmg cosmaBaB0 , B仍处于静止状态对A分析，底面光滑，则有:mg sinmaA解得：aA gsin(2)与B第一次碰撞前的速度,则有:2Va2HaLo解得：vA , 2gL0 sin所用时间由：Va ati,解得:ti2Logsin对AB ,由动量守恒定律得:mvAmv1 mvB由机械能

9、守恒得:mvA mv11 2一 mvB2解得:V10,Vb 、2gLsin(3)碰后，A做初速度为0的匀加速运动，B做速度为V2的匀速直线运动，设再经时间t2发生第二次碰撞,12则有：Xa -aAt22Xbv2t2第二次相碰:XaXb解得：t2 2 2L0 g sin从A开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的的时间：t ti t2解得：t 3 2L0 g sin4、(2020 河北省衡水中学高三上学期第四次调研)如图所示，C是放在光滑的水平面上的一块木板 ，木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为 m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为 内最初木板静 止,A、B两木块同时以方向水平向右

10、的初速度 vo和2vo在木板上滑动，木板足够长，A、B始终未滑离木板，重力 加速度为g,求：(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中，木块B所发生的位移;(2)木块A在整个过程中的最小速度；(3)整个过程中，A、B两木块相对于木板滑动的总路程是多少？【解析】试题分析：(1)木块A先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动；木块B 一直做匀减速直线运动；木板 C做两段加速度不同的匀加速直线运动，直到A、B、C三者的速度相等为止，设为 vi .对A、B、C三者组成的系统，由动量守恒定律得：mvo+2mvo= ( m+m+3m ) vi解得：vi=0. 6 vo对木块B运用动能定理，有：一

11、,率=：阴片一(矶21尸由牛顿第二定律:vo- gt= (2 W g/3 t(2)设木块A在整个过程中的最小速度为v,所用时间为t,对木块 A ： ai=科 mg/m=w g 对木块 C: a2=2 科 mg/3m=2 科 g/3当木块A与木板C的速度相等时，木块 A的速度最小，因此有:解得 t=3vo/ (5(i木块A在整个过程中的最小速度为：v =ait=2vo/5 .(3) Q 总=Qi+Q2= fs 相 i+fs 相2= A Jk损所以考点：动量守恒定律 、牛顿第二定律、能量转化与守恒定律.5、(2020 黑龙江省哈尔滨三中上学期第三次调研) 如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“ L” 型滑板，其质量为M ,平面部分的上表面光滑且足够长。 在距滑板的A端为L的B处放置一个质量为 m、 带电量为 q的小物体(可看成是质点)，在水平匀强电场作用下，由静止开始运动，已知： M 3m,电 场的场强大小为 E。假设物体在运动中及与滑板 A端相碰时不损失电量。(1)求物体第一次与滑板端相碰前的速度大小。(2)若小物体与滑板端相碰的时间极短，而且为弹性碰撞，求小物体从第一次与滑板碰撞到第二次碰撞的间 隔时间。u(1)设第一次撞