物理二轮复习专题六-动量和能量（测试二）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精物理二轮复习专题六动量和能量1、如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中:A、动量守恒、机械能守恒B、动量不守恒、机械能不守恒C、动量守恒、机械能不守恒D、动量不守恒、机械能守恒解析：以子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统），从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短时，弹簧固定端墙壁对弹簧有外力作用,因此动量不守恒．而在子弹射入木块时，存在剧烈摩擦作用，有一部分能量将转化为内能，机械能也不守恒．答案：B2．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动，A球动量为7kg·m/s，B球的动量为5kg·m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量PA、PB可能值是:（）A．PA=6kg·m/sPB=7kg·m/sB．PA=3kg·m/sPB=9kg·m/sC．PA=6。5kg·m/sPB=5.5kgD．PA=6kg·m/sPB=6解析：A项不符合动量守恒定律，B项不符合能量守恒，因C项会产生二次碰撞不符合实际情况，故D选项正确．答案：D3、如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是：A．小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒D．小球离开C点以后，将做竖直上抛运动。解析：本题的受力分析应与左侧没有物块挡住以及半圆槽固定在水平面上的情况区分开来.从A→B的过程中，半圆槽对球的支持力N沿半径方向指向圆心，而小球对半圆槽的压力N′方向相反指向左下方，因为有物块挡住，所以半圆槽不会向左运动，情形将与半圆槽固定时相同.但从B→C的过程中，小球对半圆槽的压力N′方向向右下方,所以半圆槽要向右运动,因而小球参与了两个运动：一个是沿半圆槽的圆运动,另一个与半圆槽一起向右运动，小球所受支持力N与速度方向并不垂直，所以支持力会做功。所以A不对.又因为有物块挡住，在小球运动的全过程，水平方向动量也不守恒，即B也不对。当小球运动到C点时，它的两个分运动的速度方向如下图,并不是竖直向上，所以此后小球做斜上抛运动,即D也不对。小球在半圆槽内自B→C运动过程中,虽然开始时半圆槽与其左侧物块接触，但已不挤压，同时水平而光滑,因而系统在水平方向不受任何外力作用，故在此过程中，系统在水平方向动量守恒，所以正确答案应选C。答案:C4．矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上.质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击上层，则子弹恰好不射出；若射击下层,则子弹整个儿恰好嵌入，则上述两种情况相比较(）A．两次子弹对滑块做的功一样多B．两次滑块所受冲量一样大C．子弹嵌入下层过程中，系统产生的热量较多D．子弹击中上层过程中，系统产生的热量较多解析:由动量守恒可知滑块获得相同的速度,则两次子弹对滑块做的功一样多；滑块的动量变化量相同，则由动量定理知两次滑块所受冲量一样大;两次系统转化的内能相同.答案：AB把一支枪水平地固定在光滑水平面上的小车上，当枪发射出一颗子弹时，下列说法正确的是（）A．枪和子弹组成的系统动量守恒B．枪和车组成的系统动量守恒C．子弹、枪、小车这三者组成的系统动量守恒D．子弹的动量变化与枪和车的动量变化相同解析：在发射子弹时,子弹与枪之间,枪与车之间都存在相互作用力，所以将枪和子弹作为系统，或枪和车作为系统,系统所受的合外力均不为零，系统的动量不守恒，当将三者作为系统时，系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，这时子弹的动量变化与枪和车的动量变化大小相等，方向相反．可见,系统的动量是否守恒，与系统的选取直接相关．答案:C6．如图所示，光滑水平面上有一静止的小车，车上固定一汽缸,汽缸用可控阀门隔成两部分，阀门左端封闭着高压气体,气体质量为m，阀门右端是真空，现将阀门打开，若汽缸与外界绝热，则阀门打开后（)A．小车一直朝左端匀速移动B．小车最终静止，但位置左移了C．缸内气体内能不变D．缸内气体内能减少解析:由于右侧是真空，当将挡板抽出后，虽然气体的体积增大了，但气体并没有对外做功，故其内能不变；由动量守恒定律可得，小车在气体体积增大的过程中，向左移动，最终会停止.答案：BC7．如图所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车上端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度h/()A、大hB、小于hC、等于hD、停在中点与小车一起向左运动解析:由动量守恒可知当小球运动到左端时球和车速度为零，由于水平面和圆弧光滑机械能守恒，所以最大高度h/等于h答案：C1、如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛。下列说法正确的有abcabcA．它们同时到达同一水平面B．重力对它们的冲量相同C．它们的末动能相同D．它们动量变化的大小相同9、如图所示，滑块A的质量m＝0.01kg，与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，用细线悬挂的小球质量均为m=0。01kg,沿x轴排列，A与第1只小球及相邻两小球间距离均为s=2m，线长分别为L1、L2、L3…（图中只画出三只小球，且小球可视为质点),开始时，滑块以速度v0＝10m/s沿x轴正方向运动,设滑块与小球碰撞时不损失机械能，碰撞后小球均恰能在竖直平面内完成完整的圆周运动并再次与滑块正碰，g取10m/s2，求：（1)滑块能与几个小球碰撞？（2）求出碰撞中第n个小球悬线长Ln的表达式。解析：（1)因滑块与小球质量相等且碰撞中机械能守恒,滑块与小球相碰撞会互换速度，小球在竖直平面内转动，机械能守恒，设滑块滑行总距离为s0,有得s0＝25m（2）滑块与第n个球碰撞,设小球运动到最高点时速度为vn′对小球,有: ① ②对滑块，有： ③解①②③三式： 10、如图所示,两个小球A和B质量分别是mA=2。0kg，mB=1.6kg。球A静止在光滑水平面上的M点，球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动。假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F，L＞18m时无相互作用力。当两球相距最近时，它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m／s。求：（1）球B的初速度；(2)两球之间的斥力大小;（3）两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间。解析：（1)设两球之间的斥力大小是F，两球从开始相互作用到两球相距最近时的时间是t0当两球相距最近时球B的速度是vB=4m/s,此时球A的速度与球B的速度大小相等，vA＝vB＝4m/s.由动量守恒定律可得：mBvB0＝mAvA+mBvB ①代人数据解得vB0＝9m/s（1分）（2）两球从开始相互作用到它们之间距离最近时它们之间的相对位移Δs＝L-d由功能关系可得：FΔs=mBvB02-（mAvA2+mBvB2） ②代人数据解得F=2.25N（3）根据动量定理，对A球有：Ft=mAvA—0t=代入数值解得t=s=3。56s11．用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物体C静止在前方，如图所示,B与C碰撞后二者粘在一起运动。求：在以后的运动中，（1）当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度多大?（2）弹性势能的最大值是多大？（3）A的速度有可能向左吗？为什么?解析：（1）当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大，由于A、B、C三者组成的系统动量守恒，有解得：（2）B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为，则设物块A速度为vA时弹簧的弹性势能最大为EP，根据能量守恒：（3)由系统动量守恒得设A的速度方向向左，，则则作用后A、B、C动能之和实际上系统的机械能根据能量守恒定律,是不可能的.故A不可能向左运动。12．如图所示，一质量m2=0.25的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0。2kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ=0.4，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1=0.05kg的子弹以水平速度v0=12m/s射中小车左端，并留在车中。子弹与车相互作用时间很短.若使小物体不从车顶上滑落，求:(1）最后物体与车的共同速度为多少？小车的最小长度应为多少？（2）小木块在小车上滑行的时间。（g取10m/s2）解析:（1)子弹进入小车过程中对子弹和小车有动量守恒定律m1v0=（m2+m1)v1最终子弹、小车、小物块获得共同速度，又动量守恒定律（m2+m1）v1=(m2+m1+m3）v2共同速度v2＝2.1m/s有能量守恒定律，小物块在小车上滑动过程中系统减少的动能等于摩擦生热(m2+m1)v12－（m2+m1+m3）v22=μm3gL所以车长最少为L＝0。9m(2）对小物块由动量定理μm3gt＝m3v2小木块在小车上滑行的时间t＝0。52s12、用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v＝6m／s的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量4kg的物块C静止在前方，如图所示.B与C碰撞后二者粘在一起运动。求:在以后的运动中：(1）当弹簧的弹性势能最大时,物体A的速度多大？（2）弹性势能的最大值是多大？（3）A的速度有可能向左吗?为什么?解析：(1）当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大。由于A、B、C三者组成的系统动量守恒，（mA+mB）v＝（mA+mB+mC)vA′解得vA′=m/s=3m/s（2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为v′，则mBv=（mB+mC)v′v′==2m/s设物A速度为vA′时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒Ep=（mB+mC）+mAv2—(mA+mB+mC）=×（2+4)×22+×2×62-×（2+2+4）×32=12J（3）A不可能向左运动系统动量守恒，mAv+mBv=mAvA+(mB+mC）vB设A向左，vA＜0，vB＞4m/s则作用后A、B、C动能之和E′=mAvA2+（mB+mC）vB2＞（mB+mC）vB2=48J实际上系统的机械能E=Ep+（mA+mB+mC）·=12+36=48J根据能量守恒定律，＞E是不可能的13、质量为M的小车A左端固定一根轻弹簧，车静止在光滑水平面上，一质量为m的小物块B从右端以速度v0冲上小车并压缩弹簧，然后又被弹回，回到车右端时刚好与车保持相对静止。求这过程弹簧的最大弹性势能EP和全过程系统摩擦生热Q各多少?简述B相对于车向右返回过程中小车的速度变化情况。AABABFf解析：全过程系统动量守恒，小物块在车左端和回到车右端两个时刻,系统的速度是相同的，都满足:mv0=（m+M）v；第二阶段初、末系统动能相同，说明小物块从车左端返回车右端过程中弹性势能的减小恰好等于系统内能的增加,即弹簧的最大弹性势能EP恰好等于返回过程的摩擦生热,而往、返两个过程中摩擦生热是相同的，所以EP是全过程摩擦生热Q的一半。又因为全过程系统的动能损失应该等于系统因摩擦而增加的内能,所以ΔEK=QABFf而，∴至于B相对于车向右返回过程中小车的速度变化，则应该用牛顿运动定律来分析：刚开始向右返回时刻，弹簧对B的弹力一定大于滑动摩擦力，根据牛顿第三定律，小车受的弹力F也一定大于摩擦力f,小车向左加速运动；弹力逐渐减小而摩擦力大小不变，所以到某一时刻弹力和摩擦力大小相等,这时小车速度最大；以后弹力将小于摩擦力，小车受的合外力向右,开始做减速运动；B脱离弹簧后，小车在水平方向只受摩擦力，继续减速，直到和B具有向左的共同速度，并保持匀速运动.14、海岸炮将炮弹水平射出。炮身质量（不含炮弹)为M，每颗炮弹质量为m.当炮身固定时，炮弹水平射程为s,那么当炮身不固定时，发射同样的炮弹，水平射程将是多少？解析：两次发射转化为动能的化学能E是相同的.第一次化学能全部转化为炮弹的动能；第二次化学能转化为炮弹和炮身的动能，而炮弹和炮身水平动量守恒，由动能和动量的关系式知，在动量大小相同的情况下，物体的动能和质量成反比，炮弹的动能，由于平抛的射高相等，两次射程的比等于抛出时初速度之比，ABCv2v15、质量为m的长木板A静止在光滑水平面上，另两个质量也是m的铁块B、C同时从A的左右两端滑上A的上表面，初速度大小分别为v和2v，B、CABCv2v⑴试分析B、C滑上长木板A后，A的运动状态如何变化?⑵为使B、C不相撞，A木板至少多长？解析：B、C都相对于A滑动时,A所受合力为零，保持静止。这段时间为。B刚好相对于A静止时，C的速度为v，A开向左做匀加速运动，由动量守恒可求出A、B、C最终的共同速度，这段加速经历的时间为,最终A将以做匀速运动.全过程系统动能的损失都将转化为系统的内