2020年高考物理考点练习6.19 与动量相关的功能问题(基础篇)(解析版)

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练

第六部分机械能

专题6.19与动量相关的功能问题（基础篇）

一、选择题

1．（6分）（2019河北邯郸一模）质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经时间t身体伸直并刚好离开水平地面，该过程中，地面对他的冲量大小为I，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A．运动员在加速上升过程中处于超重状态

B．运动员离开地面时的速度大小为

C．该过程中，地面对运动员做的功为

D．该过程中，人的动量变化大小为I﹣mgt

【参考答案】AD

【名师解析】运动员在加速上升过程中加速度向上，处于超重状态，故A正确；取向上为正，根据动量定理可得I﹣mgt＝mv，解得v＝﹣gt，故B错误；

C、该过程中，地面对运动员做的功为0，故C错误；根据动量定理可得：该过程中，人的动量变化大小为△P＝I﹣mgt，故D正确。

2．（2018福建质检）为了进一步探究课本中的迷你小实验，某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端套上笔帽，用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。不计空气阻力，忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中（）

A．笔帽一直做加速运动

B．弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等

C．弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等

D．弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率

【参考答案】CD

【考查内容】本题以课本中迷你小实验为载体，主要考查位移、速度和加速度，功和功率，动量、动能定理及其应用等知识，侧重考查理解能力，要求考生理解力与运动的关系以及功、功率和冲量等概念。体现运动观念、相互作用观念、能量观念与建立轻弹簧模型等物理核心素养的考查。

【名师解析】弹簧恢复原长的过程中，笔帽向上加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，当弹力等于重力时，加速度为零，速度最大，此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，选项A

错误；笔帽向上运动，受到的弹力方向向上，力与位移同向，故弹力对笔帽作正功，重力方向向下，与位移反向，对笔帽做负功，由于笔帽动能增加，所以弹簧对笔帽做的功大于笔帽克服重力做的功，时间相同，根据功率的定义，选项D 正确；弹簧对桌面虽然有弹力，但没有位移，所以不做功，选项B 错误；由于轻弹簧质量不计，所以弹簧对桌面的弹力等于对笔帽的弹力，作用时间相同，冲量大小相等，选项C 正确。本题的解题关键是正确分析各过程的力与运动的关系，理解各物理概念、公式的确切含义以及适用条件。

【教学建议】教学应加强审题能力训练，引导学生理解题中“轻弹簧”的含义；教学中要注重引导学生理解物理概念如“功”“功率”“冲量”等；引导学生根据题意建立弹簧模型，对与弹簧相关问题的过程与状态分析应加强训练，要注意培养学生分析物体的运动过程中各物理量的变化的能力。对多过程运动相关的物理问题进行拓展变化，如运动对象离开弹簧后的过程研究、弹簧水平放置等。 3.(2018届安徽省合肥四中段考)如图所示，（a ）图表示光滑平台上，物体A 以初速度v 0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计；（b ）图为物体A 与小车B 的v-t 图象，由此可知（ ）

A. 小车上表面长度

B. 物体A 与小车B 的质量之比

C. A 与小车B 上表面的动摩擦因数

D. 小车B 获得的动能

【参考答案】BC

【名师解析】由图象可知，AB 最终以共同速度1v 匀速运动，不能确定小车上表面长度，故A 错误；由动量

守恒定律得， 01)A A B m v m m v =+（，解得： 101

A B m v m v v =-，故可以确定物体A 与小车B 的质量之比，故B 正确；由图象可以知道A 相对小车B 的位移0112

x v t ∆=，根据能量守恒得： ()22011

122

A A A

B m g x m v m m v μ∆=-+，根据B 中求得质量关系，可以解出动摩擦因数，故

C 正确；由于小车B 的质量不可知，故不能确定小车B 获得的动能，故

D 错误。

二．计算题

1.(25分)(2018·鹰潭模拟)如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为R 的光滑半圆轨道平滑连接,两辆质量均为m 的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起,两车从光滑

弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入半圆最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿半圆轨道运动恰能越过半圆轨道最高点,求:

(1)前车被弹出时的速度。

(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能。

(3)两车从静止下滑到最低点的高度h。

【名师解析】

(1)设前车在最高点速度为v2,依题意有:mg=m

设前车在最低位置与后车分离后速度为v1,根据机械能守恒得:m+mg·2R=m

解得:v1=

(2)设两车分离前速度为v0,由动量守恒定律得:

2mv0=mv1

解得:v0=设分离前弹簧弹性势能为E p,根据系统机械能守恒得:E p=m-·2m=mgR

(3)两车从h高处运动到最低处机械能守恒,则:

2mgh=·2m

解得:h=R

答案:(1)(2)mgR(3)R

2.(25分)如图,质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上,木板B端与台面右边缘齐平。B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C,C与木板之间的动摩擦因数为μ=。质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点,细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放,