2021届高考二轮精品专题四 动量和能量的综合应用 学生版

一、动量定理和动量守恒定律
1.恒力的冲量可应用IFt直接求解,变力的冲量优先考虑应用动量定理求解,合外力的冲量可利用IF·tI=Δp求解。
2.动量守恒表达式:m1v1m2v2m1v1m2v2pp′或Δp=0。
3.“一动一静”模型中,两物体发生弹性正碰后的速度满足:v1v0v2v0
二、动力学、动量和能量观点的综合应用领衬
动量与能量的综合问题,常取材“滑块—滑板”模型、“传送带”模型、“弹簧—物块”模型等,设置多个情景、多个过程,考查力学三大观点的综合应用。要成功解答此类“情景、过程综合”的考题,就要善于在把握物理过程渐变规律的同时,洞察过程的临界情景,结合题给条件(往往是不确定条件),进行求解(注意结合实际情况分类讨论)。
1.运动员在水上做飞行运动表演,如图所示,他操控喷射式悬浮飞行器将竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中。已知运动员与装备的总质量为90 kg,两个喷嘴的直径均为10 cm,重力加速度大小g=10 m/s2,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,则喷嘴处喷水的速度大约为(  )
A.2.7 m/s    B.5.4 m/s    C.7.6 m/s    D.10.8 m/s
2.如图所示,有一个以v0=6 m/s的速度逆时针匀速运动的水平传送带,传送带左端点M与光滑水平平台相切,在M点左侧P处竖直固定一个弹性挡板(物块与弹性挡板碰撞无机械能损失,PM间有很小的缝隙且不与传送带相连,物块在PM段运动的时间忽略不计)。在M左侧缝隙处安装有自动控制系统,当小物块b每次向右经过缝隙时都会被系统瞬时锁定从
而保持静止。传送带N端与半径r=5 m的光滑四分之一圆弧相切且不与传送带相连,在小物块a从圆弧最高点由静止下滑后滑上传送带,经过M点时控制系统会使静止在M点左侧缝隙处的小物块b自动解锁,ab发生第一次弹性正碰。已知a的质量m=1 kg,b的质量M=3 kg,两个物块均可视为质点,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,MN间的距离L=22 m,g=10 m/s2。不计经过MN两点处的能量损失。求:
(1)ab第一次碰撞前a在传送带上运动的时间;
(2)ab第一次碰撞后到最后静止过程中运动的总时间。
1.某电影里两名手在房间对决,他们各自背靠墙壁,一左一右。假设他们之间的地面光滑随机放着一均匀木块,木块到左右两边的距离不一样。两人拿着相同的步和相同的子
弹同时朝木块射击一发子弹,听天由命。但是子弹都没有射穿木块,两人都活了下来反而成为了好朋友。假设你是侦探,仔细观察木块发现右边的射孔(弹痕)更深。设子弹与木块的作用力大小一样,请你分析一下,哪个结论是正确的(    )
A.开始时,木块更靠近左边的人,左边的人相对更安全
B.开始时,木块更靠近左边的人,右边的人相对更安
C.开始时,木块更靠近右边的人,左边的人相对更安全区
D.开始时,木块更靠近右边的人,右边的人相对更安全
2.(2019·全国卷·25)静止在水平地面上的两小物块AB,质量分别为mA=1.0 kg,mB=4.0 kg;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0 m,如图所示。某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使AB瞬间分离,两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。AB与地面之间的动摩擦因数均为μ
=0.20,重力加速度取g=10 m/s2AB运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1)求弹簧释放后瞬间AB速度的大小;
(2)物块AB中的哪一个先停止?该物块刚停止时AB之间的距离是多少?
(3)AB都停止后,AB之间的距离是多少?
1.一机架在湖中小船上,船正以1 m/s的速度前进,小船及机总质量M=200 kg,每颗子弹质量为m=20 g,在水平方向机以v=600 m/s的对地速度射出子弹,打出5颗子弹后船的速度可能为(  )
A.1.4 m/s    B.2 m/s    C.0.8 m/s    D.0.5 m/s
2.2020年11月10日,全国皮划艇静水锦标赛在浙江省丽水市水上运动中心开幕。大赛前,甲、乙两个运动员分别划动两艘皮划艇沿同一方向进行赛前训练,他们分别划动了一段时间后让各自的皮划艇自由滑行,一段时间后停下。他们及各自的皮划艇总质量相等,测速器测得甲、乙的v-t图像分别如图中的OABOCD所示,图中AB//CD,则(  )
A.运动员乙较晚停下,乙做功更多
B.乙划桨时间长,乙划桨时受到水反作用力的冲量大
C.甲皮划艇早停下,甲划桨时受到水反作用力的冲量小
D.甲在划桨时用力小
3.(多解)如图所示,光滑水平面上A球向右运动与静止的B球发生正碰,A球碰撞前后速率之比为41。碰后AB球均向右运动滑上光滑斜面,沿斜面上升的最大高度之比为14,
已知斜面与水平面平滑连接,两球质量分别为mAmB,碰撞前后两球总动能分别为Ek1E中药抑菌k2,则(  )
A.mAmB=43            B.语音会议mAmB =23
C.Ek1Ek2=167          D.Ek1Ek2=1613
4.(多解)沙滩排球,是风靡全世界的一项体育运动。假设在某次进行排球运动时,质量为m的排球从距离沙滩表面高度为HA点由静止释放,落到沙滩并陷入深度为hB点时速度减为零,如图所示。不计空气阻力,重力加速度为g。则关于排球过程中,下列说法正确的是(  )
A.整个下落过程中,排球的机械能减少了mgH
B.整个下落过程中,排球克服阻力做的功为mg(Hh)
C.在陷入沙滩过程中,排球动量的改变量的大小等于m
D.在陷入沙滩过程中,排球所受阻力的冲量大小大于m
5.(多解)如图所示,小球A质量为mB圆弧面的槽,质量Mkmk大于1),半径为R,其轨道末端与足够大的水平地面相切。水平地面有紧密相挨的若干个小球,质量均为m,右边有一个固定的弹性挡板。现让小球AB最高点的正上方距地面高为h处静止释放,经B末端滑出,与水平面上的小球发生碰撞。设小球间、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰,所有接触面均光滑,重力加速度为g。则(  )
A.整个过程中,小球AB组成的系统动量守恒
B.经过足够长的时间后,所有小球都将静止
C.小球A第一次从B的轨道末端水平滑出时的速度大小为
D.若小球A第一次返回恰好没有冲出B的上端,则悬空板
6.如图所示,固定的粗糙斜面,倾角θ=30°,斜面底端O处固定一个垂直斜面的弹性挡板。在斜面上PQ两点有材质相同、质量均为m的滑块ABAB恰好能静止,且均可视为质点,QO的距离是LQP的距离是kLk>0)。现始终给A施加一个大小为Fmg、方向沿斜面向下的力,A开始运动,g为重力加速度。设AB之间以及B与挡板之间的碰撞时间极短,且无机械能损失,滑块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)AB第一次碰撞后瞬间它们的速率分别为多少;
(2)AB第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间。
7.如图所示,足够长的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带顺时针匀速转动的速度大小v0=2 m/s,物块A的质量m1=1 kg,与传送带间的动摩擦因数μ1;物块B的质量m2=3 kg,与传送带间的动摩擦因数μ2。将两物块由静止开始同时在传送带上释放,开始释放时两物块间的距离L=13 m,经过一段时间两物块发生弹性碰撞,碰后立即将A取走。已知重力加速度g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)两物块释放后经多长时间发生碰撞?
(2)物块B与传送带摩擦共产生了多少热量?
8.如图,长为单兵作战系统L的轻绳一端系于固定点O,另一端系一质量为m的小球,将小球从O点正下方L处,以水平初速度向右抛出,经一定时间绳被拉直,以后小球将以O点为轴在竖直平面内摆动。已知绳刚被拉直时,绳与竖直方向成60°角。求:
(1)小球水平抛出的初速度ahrpv0
(2)在绳被拉紧的瞬间,绳对小球的冲量;
(3)小球摆到最低点时,绳所受的拉力大小。
9.如图,一滑板的上表面由长度为L的水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成,滑板静止于光滑的水平地面上。物体P(可视为质点)置于滑板上面的A点,物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为μ(μ<1)。一根长度为L、不可伸长的细线,一端固定于O′点,另一端系一质量为m0的小球Q。小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与O′同一高度(细线处于水平拉直状态),然后由静止释放,小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。设物体P的质量为m,滑板的质量为2m

本文发布于:2024-09-24 03:21:10,感谢您对本站的认可!

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