东动量和能量.docx

东动量和能量.docx

《东动量和能量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东动量和能量.docx（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

东动量和能量

备战2013高考物理6年高考母题精解精析专题14动量和能量

【2012高考】

（2012·大纲版全国卷）21.如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是

A.第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等

B.第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等

C.第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同

D.发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置

（2012·浙江）23、（16分）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示。

在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下滑hA后速度减为零，“B鱼”竖直下滑hB后速度减为零。

“鱼”在水中运动时，除受重力外还受浮力和水的阻力，已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的10/9倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移远大于“鱼”的长度。

假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计。

求：

（1）“A鱼”入水瞬间的速度VA1；

（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；

（3）“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA：

fB

（2012·天津）10．（16分）如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高度也为h，坡道底端与台面相切。

小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半，两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。

求

（1）小球A刚滑至水平台面的速度vA；

（2）A、B两球的质量之比mA：

mB。

【答案】：

（1）

（2）1:

3

【解析】：

解：

（1）小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中，由机械能守恒定律得

mAgh=mAvA2

解得：

vA=

（2）设两球碰撞后共同的速度为v，由动量守恒定律得

mAvA=（mA+mB）v

粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动

竖直方向：

h=gt2

水平方向：

=vt

联立上式各式解得：

【考点定位】本题考查机械能守恒定律，动量守恒定律，平抛运动。

（2012·四川）24．（19分）

如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=370，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。

质量m=5×10-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。

以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。

已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。

设小物体的电荷量保持不度为a1，由牛顿第二定律得

（2012·全国新课标卷）35.[物理——选修3-5]（15分）

（1）（6分）氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：

，式中x是某种粒子。

已知：

、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。

由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________MeV（结果保留3位有效数字）

（2）（9分）如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O。

让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平。

从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。

忽略空气阻力，求

（i）两球a、b的质量之比；

（ii）两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。

【答案】

（1）17.6

（2）

【解析】

（1）根据核反应方程遵循的规律可得：

根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可得：

ΔE＝（2.0141+3.0161－4.0026－1.0087）×931.5MeV＝17.6MeV

【考点定位】本考点主要考查核聚变、动量守恒、机械能守恒、能量守恒

（2012·江苏）14.（16分）某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作.一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4.轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.

（1）若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;

（2）求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;

（3）讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v的关系.

（2012·山东）22．（15分）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径的光滑圆弧轨道，BC段为一长度的粗糙水平轨道，二者相切与B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点。

一可视为质点的物块，其质量，与BC间的动摩擦因数。

工件质，与地面间的动摩擦因数。

（取

求F的大小

当速度时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离。

【考点定位】平抛运动、动能定理

（2012·上海）22．（A组）A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为__________________kgm/s：

两者碰撞后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为__________________m/s。

【2011高考】

1.（全国）质量为M，内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。

初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。

现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。

设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为

A．mv2B．v2C．NμmgLD．NμmgL

【答案】BD

【解析】由于水平面光滑，一方面，箱子和物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断二者具有向右的共同速度，根据动量守恒定律有mv=（M+m），系统损失的动能为知B正确，另一方面，系统损失的动能可由Q=，且Q=，由于小物块从中间向右出发，最终又回到箱子正中间，其间共发生N次碰撞，则=NL,则B选项也正确

2．（福建）（20分）

如图甲，在x＜0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xoy平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从坐标原点O处，以初速度v0沿x轴正方向射人，粒子的运动轨迹见图甲，不计粒子的重力。

求该粒子运动到y=h时的速度大小v；

现只改变人射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y-x曲线）不同，但具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向上的运动（y-t关系）是简谐运动，且都有相同的周期T=。

Ⅰ.求粒子在一个周期内，沿轴方向前进的距离s；

Ⅱ.当入射粒子的初速度大小为v0时，其y-t图像如图丙所示，求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅A,并写出y-t的函数表达式。

.设粒子在y方向上的最大位移为ym（图丙曲线的最高点处），对应的粒子运动速度大小为v2（方向沿x轴），因为粒子在y方向上的运动为简谐运动，因而在y=0和y=ym处粒子所受的合外力大小相等，方向相反，则qv0B-qE=-（qv2B-qE）,

由动能定理有-qEym=mv22-mv02，

又Ay=ym

由式解得Ay=（v0-E/B）。

可写出图丙曲线满足的简谐运动y-t的函数表达式为y=（v0-E/B）（1-cost）

3.（广东）（18分）

如图20所示，以A、B和C、D为断电的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C，一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A时刚好与传送带速度相同，然后经A沿半圆轨道滑下，再经B滑上滑板。

滑板运动到C时被牢固粘连。

物块可视为质点，质量为m，滑板质量为M=2m，两半圆半径均为R，板长l=6.5R,板右端到C的距离L在R

（1）求物块滑到B点的速度大小；

（2）试讨论物块从滑上滑板到离开右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系，并判断物块能否滑到CD轨道的中点。

当2R≤L＜5R时，滑块的运动是匀减速运动8R，匀速运动L－2R，匀减速运动0.5R，滑上C点，根据动能定理：

，解得：

，

，滑块不能滑到CD轨道的中点。

当R＜L＜2R时，滑块的运动是匀减速运动6.5R+L，滑上C点。

根据动能定理：

，解得：

当时，可以滑到CD轨道的中点，此时要求L<0.5R，这与题目矛盾，所以滑块不可能滑到CD轨道的中点。

4．（山东）如图所示，将小球从地面以初速度竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。

则

5．（四川）质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。

不计空气阻力且小球从末落地，则

A.整个过程中小球电势能变换了mg2t2

B.整个过程中小球动量增量的大小为2mgt

C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2

D.从A点到最低点小球重力势能变化了mg2t2

答案：

BD

解析：

由平均速度关系可知，设下落t秒时的速度为v，再次回到A点时的速度大小为vx,则满足，即第二次回到A点时的速度大小为下落t秒时的2倍，上升加速度为自由落体加速度的3倍，电场力为重力的4倍，由冲量定理知道,即B正确；电场力做功对应电势能变化，A错误；最低点时小球速度为零，所以加电场开始到最低点时，动能变化了，C错误；减速时候加速度为自由下落时3倍，所以时间为自由下落的三分之一，总位移为，所以重力势能变化为,D正确。

6.（重庆）（18分）如题24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，人在极短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：

⑴整个过程中摩擦阻力所做的总功；

⑵人给第一辆车水平冲量的大小；

⑶第一次与第二次碰撞系统动能损失之比。

⑶由①⑥解得………⑦

由④⑦解得………⑧

第一次碰撞系统动能损失………⑨

由③解得………⑩

由⑤解得………

第二次碰撞系统动能损失……………

第一次与第二次碰撞系统动能损失之比……………

7．（浙江）（20分）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。

有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以匀速行驶，发动机的输出功率为。

当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为。

此过程中发动机功率的用于轿车的牵引