十年高考物理 大全分类解析 专题19 动量与能量.docx

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十年高考物理大全分类解析专题19动量与能量

2004-2013十年高考物理大全分类解析专题19动量与能量

一．2013年高考题、

1.（2013全国新课标理综1第35题）

（2）（9分）在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。

现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短:

当两木块都停止运动后，相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ.B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。

2.（2013高考广东理综第35题）如图18，两块相同平板P1，P2置于光滑水平面上，质量均为m。

P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。

物体P置于P1的最右端，质量为2m,且可看作质点。

P1与P以共同速度v0向右运动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短。

碰撞后P1与P2粘连在一起。

P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。

P与P2之间的动摩擦因数为μ。

求

（1）P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2；

（2）此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Ep。

二．2012年高考题、

1.（2012·新课标理综）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。

【解2.（18分）

（2012·广东理综物理）图18（a）所示的装置中，小物块A、B质量均为m，水平面上PQ段长为l，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。

初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；A紧靠滑杆（A、B间距大于2r）。

随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b）所示。

A在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。

（1）求A脱离滑杆时的速度uo，及A与B碰撞过程的机械能损失ΔE。

（2）如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为t1，求ω得取值范围，及t1与ω的关系式。

（3）如果AB能与弹簧相碰，但不能返回道P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep，求ω的取值范围，及Ep与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。

3.（2012·天津理综）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，坡道顶端距台面高也为h，坡道底端与台面相切。

小球从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后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mB∶mA。

4.（20分）

（2012·安徽理综）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=2kg的小物块A。

装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。

传送带始终以n=2m/s的速度逆时针转动。

装置的右边是一光滑的曲面，质量m=1kg的小物块B从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放。

已知物块B与传送带之间的摩擦因数n=0.2,f=1.0m。

设物块A、B中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态。

取g=10m/s2。

（1）求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；

（2）通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？

（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后运动的速度大小。

所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上。

5．（20分）

匀强电场的方向沿x轴正向，电场强度E随x的分布如图所示。

图中E0和d均为已知量.将带正电的质点A在O点由能止释放.A离开电场足够远后，再将另一带正电的质点B放在O点也由O点静止释放，当B在电场中运动时，A.B间的相互作用力及相互作用能均为零；B离开电场后，A.B间的相作用视为静电作用.已知A的电荷量为Q.A和B的质量分别为m和m/4.不计重力.

（1）求A在电场中的运动时间t，

（2）若B的电荷量q=4Q/9，,求两质点相互作用能的最大值Epm；

（3）为使B离开电场后不改变运动方向.求B所带电荷量的最大值qm

三．2011年高考题

1（2011·全国理综卷）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，井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．B．C．D．

2（20分）（2011·安徽理综卷）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。

（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向。

（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。

（3）在满足

（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。

3.（2011·全国理综）装甲车和战舰采用剁成钢板笔采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的设计。

通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因。

质量为2、厚度为2的钢板精致在水平光滑的桌面上。

质量为的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿。

现把钢板分成厚度均为、质量为的相同的两块，间隔一段距离平行放置，如图所示。

若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后在射向第二块钢板，求子弹摄入第二块钢板的深度。

设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞。

不计重力影响。

4.（2011重庆理综卷第24题）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功能损失之比。

四．2010年高考题

1.（2010安徽理综）如图，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R=0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E=5.0×103V/m。

一不带电的绝缘小球甲，以速度υ0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。

已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg，乙所带电荷量q=2.0×10-5C，g取10m/s2。

（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移）

（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；

（2）在满足

（1）的条件下。

求甲的速度v0；

（3）若甲仍以速度v0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。

2．（2010四川理综）如图所示，空间有场强E=0.5N/C的竖直向下的匀强电场，长L=0.3m的不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m=0.01kg的不带电小球A，拉起小球至绳水平后，无初速释放。

另一电荷量q=+0.1C、质量与A相同的小球P，以速度v0=3m/s水平抛出，经时间t=0.2s与小球A在D点迎面正碰并粘在一起成为小球C，碰后瞬间断开轻绳，同时对小球C施加一恒力，此后小球C与D点下方一足够大的平板相遇。

不计空气阻力，小球均可视为质点，取g=10m/s2。

（1）求碰撞前瞬间小球P的速度。

（2）若小球经过路程s=0.09m到达平板，此时速度恰好为0，求所加的恒力。

（3）若施加恒力后，保持平板垂直于纸面且与水平面的夹角不变，在D点下方任意改变平板位置，小球C均能与平板正碰，求出所有满足条件的恒力。

3.（2010北京理综第24题）雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。

现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。

已知雨滴的初始质量为m0，初速度为v0，下降距离l后与静止的小水珠碰撞且合并，质量变为m1。

此后每经过同样的距离l后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次变为m2、m3……mn……（设各质量为已知量）。

不计空气阻力。

（1）若不计重力，求第n次碰撞后雨滴的速度vn′；

（2）若考虑重力的影响，

a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度v1和vn′；

b.求第n次碰撞后雨滴的动能vn’2；

五．2009年高考题

10、（2009年全国卷Ⅰ）25．如图所示，倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱，相邻两木箱的距离均为l。

工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其它木箱碰撞。

每次碰撞后木箱都粘在一起运动。

整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。

已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

设碰撞时间极短，求：

（1）工人的推力；

（2）三个木箱匀速运动的速度；

（3）在第一次碰撞后损失的机械能。

12、（2009年北京卷）20．

（1）如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。

质量为m1的小球从高位处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为m2的小球发生碰撞，碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。

求碰撞后小球m2的速度大小v2；

（2）碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。

为了探究这一规律，我们才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。

如图2所示，在固定光滑水平轨道上，质量分别为m1、m2、m3……mn-1、mn……的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能Ek1，从而引起各球的依次碰撞。

定义其中第n个球经过依次碰撞后获得的动能Ekn与Ek1之比为第1个球对第n个球的动能传递系数k1n。

a）求k1n

b）若m1=4m0，mk=m0，m0为确定的已知量。

求m2为何值时，k1n值最大

14、（2009年广东物理）19．如图19所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l=1.0m。

物块A以速度v0=10m/s沿水平方向与B正碰。

碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2.0m/s。

已知A和B的质量均为，C的质量为A质量的K倍，物块与地面的动摩擦因数μ=0.45。

（设碰撞时间很短，取10m/s2）

（1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度；

（2）根据AB与C的碰撞过程分析K的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。

22、（2009年天津卷）10．如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。

物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2，求

（1）物块在车面上滑行的