2017年,高考物理动量能量压轴题练习教学讲义

2017年高考物理动量能量压轴题练习 1.如图所示,粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为,半圆形轨道的底端放置一个质量为的小球B,水平面上有一个质量为的小球A以初速度开始向着木块B滑动,经过时间与B发生弹性碰撞,设两个小球均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知木块A与桌面间的动摩擦因数,求 (1)两小球碰前A的速度;

(2)小球B运动到最高点C时对轨道的压力 (3)确定小球A所停的位置距圆轨道最低点的距离。

2.如图所示,一质量为mB2kg的木板B静止在光滑的水平面上,其右端上表面紧靠一固定斜面轨道的底端(斜面底端与木板B右端的上表面之间由一段小圆弧平滑连接),轨道与水平面的夹角θ37。一质量也为mA2kg的物块A由斜面轨道上距轨道底端x08m处静止释放,物块A刚好没有从木板B的左端滑出。已知物块A与斜面轨道间的动摩擦因数为μ10.25,与木板B上表面间的动摩擦因数为μ20.2,sinθ0.6,cosθ0.8,g取10m/s2,物块A可看作质点。请问 (1)物块A刚滑上木板B时的速度为多大 (2)物块A从刚滑上木板B到相对木板B静止共经历了多长时间 (3)木板B有多长 3.如图所示,质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,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离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M∶m4∶1,重力加速度为g.求 (1)小物块Q离开平板车时速度为多大 (2)平板车P的长度为多少 4.如图所示,水平固定一个光滑长杆,有一个质量为m小滑块A套在细杆上可自由滑动。在水平杆上竖直固定一个挡板P,小滑块靠在挡板的右侧处于静止状态,在小滑块的下端用长为L的细线悬挂一个质量为2m的小球B,将小球拉至左端水平位置使细线处于自然长度,由静止释放,已知重力加速度为g。求 ①小球运动过程中,相对最低点所能上升的最大高度;

②小滑块运动过程中,所能获得的最大速度。

5.如图所示,质量为m13kg的二分之一光滑圆弧形轨道ABC与一质量为m21 kg的物块P紧靠着(不粘连)静置于光滑水平面上,B为半圆轨道的最低点,AC为轨道的水平直径,轨道半径R0.3 m。一质量为m3 2 kg的小球(可视为质点)从圆弧轨道的A处由静止释放,g取10m/s2,求 (i)小球第一次滑到B点时的速度v1;

(ii)小球第一次经过B点后,相对B能上升的最大高度h。

6.如图,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且可以看作质点.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)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep. 7.光滑水平面上放着质量mAlkg的物块A与质量mB2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP49J.在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R0.5m,B恰能到达最高点C.取gl0m/s2,求 (1)绳拉断后B的速度VB的大小;

(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;

(3)绳拉断过程绳对A所做的功W. 8.如图所示,光滑水平面上静止着一辆质量为3m的平板车A.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点),B的质量为m,与车板之间的动摩擦因数为2μ.C的质量为2m,与车板之间的动摩擦因数为μ.t0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度v0和2v0相向滑上小车.在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰.已知重力加速度为g,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.求 (1)平板车的最大速度v和达到最大速度经历的时间t;

(2)平板车平板总长度L. 9.如图所示,从A点以υ04m/s的水平速度抛出一质量m1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平.已知长木板的质量M4kg,A、B两点距C点的高度分别为H0.6m、h0.15m,R0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ10.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ20.2,g10m/s2.求 (1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;

(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;

(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板 10.如图,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度射出.重力加速度为g.求 (1)子弹穿出木块时木块的速度大小;

(2)此过程中系统损失的机械能;

(3)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离. 11.如图所示,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连,O点为弹簧原长位置,O点左侧水平面光滑.水平段OP长L1m,P点右侧一与水平方向成θ30的足够长的传送带与水平面在P点平滑连接,皮带轮逆时针转动速率为3m/s.一质量为1kg可视为质点的物块A压缩弹簧(与弹簧不栓接),使弹簧获得弹性势能Ep9J,物块与OP段动摩擦因素μ10.1.另一与A完全相同的物块B停在P点,B与传送带的动摩擦因素μ2,传送带足够长.A与B的碰撞时间不计,碰后A、B交换速度,重力加速度g10m/s2,现释放A,求 (1)物块A、B第一次碰撞前瞬间,A的速率v0;

(2)从A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前,B与传送带之间由于摩擦而产生的热量;

(3)A、B能够碰撞的总次数. 12.如图所示,质量M4.0kg的长木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m1.0kg的小滑块A(可视为质点).初始时刻,A、B分别以v02.0m/s向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板.已知A、B之间的动摩擦因数μ0.40,取g10m/s2.求 (1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向;

(2)A相对地面速度为零时,B相对地面运动已发生的位移x;

(3)木板B的长度l. 13.如图所示,小车质量M8kg,带电荷量q310﹣2C,置于光滑水平面上,水平面上方存在方向水平向右的匀强电场,场强大小E2102N/C.当小车向右的速度为3m/s时,将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端,物块质量m1kg,物块与小车表面间动摩擦因数μ0.2,小车足够长,g取10m/s2.求 (1)物块相对小车滑动时物块和小车的加速度;

(2)物块相对小车滑动的时间;

(3)物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能;

(4)从滑块放在小车上后5s内小车电势能的变化量. 14.如图所示,在平直轨道上P点静止放置一个质量为2m的物体A,P点左侧粗糙,右侧光滑,现有一颗质量为m的子弹以v0的水平速度射入物体A并和物体A一起滑上光滑平面,与前方静止物体B发生弹性正碰后返回,在粗糙面滑行距离d停下.已知动摩擦因数为μ,求 ①子弹与物体A碰撞过程中损失的机械能;

②B物体的质量. 15.如图所示,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧,弹簧左侧挡板的质量不计.设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;
当A、 B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,且B与C碰撞时间极短.此后A继续压缩弹簧,直至弹簧被压缩到最短.在上述过程中,求 A B C v0 (1)B与C相碰后的瞬间,B与C粘接在一起时的速度;

(2)整个系统损失的机械能;

(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能. 16.如图所示,足够长的光滑水平直导轨的间距为L,电阻不计,垂直导轨平面有磁感应强度为B的匀强磁场,导轨上相隔一定距离放置两根长度均为L的金属棒,a棒质量为m,电阻为R,b棒质量为2m,电阻为2R。现给a棒一个水平向右的初速度v0,求(a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞) (1)b棒开始运动的方向;

(2)当a棒的速度减少为v0/2时,b棒刚好碰到了障碍物,经过很短时间t0速度减为零(不反弹)。求b棒在碰撞前瞬间的速度大小和碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小;

(3)b棒碰到障碍物后,a棒继续滑行的距离. 17.如图所示,地面和半圆轨道面均光滑.质量M1kg、长L4m的小车放在地面上,其右端与