广州市2019年高中物理力学竞赛辅导资料专题07动量和能量(含解析)
广州市2019年高中物理力学竞赛辅导资料专题06功和能(含解析)
专题06 功和能一、单项选择题（每道题只有一个选项正确）1、如图5所示，长1 m 的轻杆BO 一端通过光滑铰链铰在竖直墙上，另一端装一轻小光滑滑轮，绕过滑轮的细线一端悬挂重为15 N 的物体G ，另一端A 系于墙上，平衡时OA 恰好水平，现将细线A 端滑着竖直墙向上缓慢移动一小段距离，同时调整轻杆与墙面夹角，系统重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为15 N ，则该过程中物体G 增加的重力势能约为( )图5A.1.3 JB.3.2 JC.4.4 JD.6.2 J【答案】A【解析】轻杆在O 点处的作用力方向必沿杆，即杆会平分两侧绳子间的夹角.开始时，AO 绳子水平，此时杆与竖直方向的夹角是45°；这时杆中的弹力大小等于滑轮两侧绳子拉力的合力.当将A 点达到新的平衡，由于这时轻杆受到的压力大小等于15 N(等于物体重力)，说明这时两段绳子夹角为120° 那么杆与竖直方向的夹角是60°；设杆的长度是L .状态1时，AO 段绳子长度是L 1＝L sin 45°＝22L ， 滑轮O 点到B 点的竖直方向距离是h 1＝L cos 45°＝22L ， 状态2，杆与竖直方向夹角是60°，这时杆与AO 绳子夹角也是60°(∠AOB ＝60°)，即三角形AOB 是等边三角形.所以，这时AO 段绳子长度是L 2＝L ；滑轮到B 点的竖直距离是h 2＝L cos 60°＝12L ，可见，后面状态与原来状态相比，物体的位置提高的竖直高度是h ＝(h 2－h 1)＋(L 2－L 1)＝(12L －22L )＋(L －22L )＝(32－2)L .重力势能的增加量E p ＝Gh ＝G ×(32－2)L ＝15 N×(32－2)×1 m≈1.3 J.2、有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图8所示，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止.由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长为( )图8A.4v23g B.3v2gC.2v 23gD.2v2g【答案】A【解析】将A 、B 的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳的方向，两滑块沿绳方向的速度相等，有：v B cos 60°＝v A cos 30°，所以：v A ＝33v ，A 、B 组成的系统机械能守恒，有：mgh ＝12mv 2A ＋12mv 2B，所以：h ＝2v 23g ，绳长l ＝2h ＝4v23g.3、如图5所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB 和AB ′(都可看做斜面)，一名旅游者乘同一个滑沙橇从A 点由静止出发先后沿AB 和AB ′滑道滑下，最后停在水平沙面BC 或B ′C 上.设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同.下列说法中正确的是( )图5A.到达B 点的速率等于到达B ′点的速率B.到达B 点时重力的功率大于到达B ′时重力的功率C.沿两滑道滑行的时间一定相等D.沿两滑道滑行的总路程一定相等 【答案】B【解析】设滑道的倾角为θ，动摩擦因数为μ.滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理，mgh －μmg cos θ·hsin θ＝12mv2－0，即得：mgh－μmgtan θ＝12mv2.由于AB′与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角，所以得知滑沙者在B点的速率大于在B′点的速率.故A错误.由前面可知，滑沙者在B点的速率大于在B′点的速率，且B点的速度与重力的夹角小于在B′点的夹角，根据P＝Gv cos θ，故B正确；再对滑沙者滑行全过程用动能定理可知：mgh－μmg cos θ·hsin θ－μmgs′＝0，得到：水平滑行位移s＝htan θ＋s′＝hμ，与斜面的倾角无关，所以滑沙者在两滑道上将停在离出发点水平位移相同的位置，由几何知识可知，沿两滑道滑行的总路程不等.故D错误.由题意可知，到达B′的速度大小相同，从而根据路程不同，可以确定，沿两滑道滑行的时间不等，故C错误.4、如图1所示，缆车在牵引索的牵引下沿固定的倾斜索道加速上行，所受阻力不能忽略.在缆车向上运动的过程中，下列说法正确的是( )图1A.缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能B.缆车增加的动能等于牵引力对缆车做的功和克服阻力做的功之和C.缆车所受牵引力做的功等于缆车克服阻力和克服重力做的功之和D.缆车增加的机械能等于缆车受到的牵引力与阻力做的功之和【答案】D【解析】根据重力做功与重力势能的变化关系可知，缆车克服重力做的功等于缆车增加的重力势能.故A错误；由动能定理可知，牵引力对缆车做的功等于缆车增加的动能、增加的重力势能与克服摩擦力所做的功之和，即：等于缆车增加的机械能与缆车克服摩擦力做的功之和，故B、C错误，D正确.5、如图2所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R.轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O 点正上方.A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环.两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量.现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升.则( )图2A.力F 所做的功等于系统动能的增加量B.在B 环上升过程中，A 环动能的增加量等于B 环机械能的减少量C.当B 环到达最高点时，其动能为零D.当B 环与A 环动能相等时，sin ∠OPB ＝R h【答案】D【解析】力F 做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F 所做的功等于系统机械能的增加量，不等于系统动能的增加量.故A 错误；由于力F 做正功，A 、B 组成的系统机械能增加，则A 环动能的增加量大于B 环机械能的减少量，故B 错误；当B 环到达最高点时，A 环的速度为零，动能为零，但B 环的速度不为零，动能不为零，故C 错误；当PB 线与圆轨道相切时，v B ＝v A ，根据数学知识有sin ∠OPB ＝R h，故D 正确. 6、如图1所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab ，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a 处套一质量为m 的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a 处在同一水平线上的O 点，O 、b 两点处在同一竖直线上.由静止释放圆环后，圆环沿杆从a 运动到b ，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是( )图1A.圆环的机械能保持不变B.弹簧对圆环一直做负功C.弹簧的弹性势能逐渐增大D.圆环和弹簧组成的系统机械能守恒 【答案】D【解析】由几何关系可知，当环与O 点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小.所以在环从a 到C 的过程中弹簧对环做正功，而从C 到b 的过程中弹簧对环做负功，所以环的机械能是变化的.故A 、B 错误；当环与O 点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，所以弹簧的弹性势能先减小后增大.故C 错误；在整个的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒.故D 正确.7、如图4所示，把小车放在倾角为30°的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为3m ，小桶与沙子的总质量为m ，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为h 的过程中( )图4A.小桶处于失重状态B.小桶的最大速度为12ghC.小车受绳的拉力等于mgD.小车的最大动能为32mgh【答案】B【解析】在整个的过程中，小桶向上做加速运动，所以小桶受到的拉力大于重力，小桶处于超重状态.故A 、C 错误；在小桶上升竖直高度为h 的过程中只有重力对小车和小桶做功，由动能定律得：3mg ·h ·sin 30°－mgh ＝12(3m ＋m )v 2解得：v ＝12gh ，故B 正确；小车和小桶具有相等的最大速度，所以小车的最大动能为：E km ＝12·3mv 2＝38mgh ，故D 错误.二、多项选择题（每道题至少有二个选项正确）8、如图2所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面与竖直方向的夹角为θ，套筒P 套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q 相连接，此段绳与斜面平行，Q 放在斜面上，P与Q质量相等且为m，O为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h.手握住P且使P和Q均静止，此时连接P的绳与竖直方向夹角为θ，然后无初速度释放P.不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g.关于P描述正确的是( )图2A.释放P前绳子拉力大小为mg cos θB.释放后P做匀加速运动C.P达O点时速率为D.P从释放到第一次过O点，绳子拉力对P做功功率一直增大【答案】AC【解析】释放P前，对Q分析，根据共点力平衡得，F T＝mg cos θ，故A正确；释放后对P分析，知P所受的合力在变化，则加速度在变化，做变加速直线运动，故B错误；当P到O点时，Q的速度为零，对P和Q系统研究，mg(hcos θ－h)cos θ＝12mv2，解得v＝，故C正确；P从释放到第一次过O点，速度逐渐增大，拉力在水平方向的分力在减小，则拉力的功率不是一直增大，故D错误.9、如图2所示，轻质弹簧的一端与内壁光滑的试管底部连接，另一端连接质量为m的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管水平放置，小球静止，弹簧处于原长.若缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧始终在弹性限度内，在整个过程中，下列说法正确的是( )图2A.弹簧的弹性势能一定逐渐增大B.弹簧的弹性势能可能先增大后减小C.小球重力势能一定逐渐增大D.小球重力势能可能先增大后减小【答案】AD【解析】弹簧弹力逐渐增大，弹性势能一定逐渐增大，选项A正确，B错误；以地面为势能零点，倾角为θ时小球重力势能E p ＝mg (l 0－mg sin θk )sin θ，若sin θ＝kl 02mg<1，则在达到竖直位置之前，重力势能有最大值，所以选项C 错误，D 正确.10、如图3所示，在粗糙水平面上有甲、乙两木块，与水平面间的动摩擦因数均为μ，质量均为m ，中间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧连接起来，开始时两木块均静止且弹簧无形变.现用一水平恒力F (F >2μmg )向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，下列说法正确的是(设木块与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图3A.此时甲的速度可能等于乙的速度B.此时两木块之间的距离为L －F2kC.此阶段水平恒力F 做的功大于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量的总和D.此阶段甲、乙两木块各自克服摩擦力所做的功相等 【答案】BC【解析】现用一水平恒力F (F >2μmg )向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，在此过程中，乙的加速度减小，甲的加速度增大，所以此时甲的速度小于乙的速度，故A 错误；对系统运用牛顿第二定律得：a ＝F －2μmg 2m ，对甲分析，有：F 弹－μmg ＝ma ，根据胡克定律得：x ＝F 弹k ＝F2k，则两木块的距离为：s ＝L －x ＝L －F2k，故B 正确；根据能量守恒得此阶段水平力F 做的功等于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量和与水平面摩擦产生的热量的总和，故C 正确；由于甲、乙两木块各自所受摩擦力大小相等，但位移不同，故甲、乙两木块各自所受摩擦力所做的功不相等，故D 错误.11、如图4所示，一质量为m 的小球置于半径为R 的光滑竖直圆轨道最低点A 处，B 为轨道最高点，C 、D 为圆的水平直径两端点.轻质弹簧的一端固定在圆心O 点，另一端与小球拴接，已知弹簧的劲度系数为k ＝mgR，原长为L ＝ 2R ，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v 0，已知重力加速度为g ，则( )图4A.无论v 0多大，小球均不会离开圆轨道B.若2gR <v 0<5gR ，则小球会在B 、D 间脱离圆轨道C.只要v 0>4gR ，小球就能做完整的圆周运动D.只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v 0无关 【答案】ACD【解析】小球运动到最高点速度为零时假设没有离开圆轨道，则此时弹簧的弹力F 弹＝k Δx ＝mgRR ＝mg ，此时小球没有离开圆轨道，故选项A 正确，B 错误；若小球到达最高点的速度恰为零，则根据动能定理12mv20＝mg ·2R ，解得v 0＝4gR ，故只要v 0>4gR ，小球就能做完整的圆周运动，选项C 正确；在最低点时：F N1－mg －k Δx ＝m v 20R ，其中k Δx ＝mg ；从最低点到最高点，根据动能定理12mv 20＝12mv 2＋mg ·2R ，在最高点：F N2＋mg －k Δx ＝m v 2R，联立解得：F N1－F N2＝6mg ，故选项D 正确；故选A 、C 、D.12、如图9所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d .杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点正下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )图9A.环到达B 处时，重物上升的高度h ＝d2B.环到达B 处时，环与重物的速度大小相等C.环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为43d【答案】CD【解析】根据几何关系有，环从A 下滑至B 点时，重物上升的高度h ＝2d －d ，故A 错误；对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：v cos 45°＝v重物，故B错误；环下滑过程中无摩擦力对系统做功，故系统机械能守恒，即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能，故C 正确；环下滑的最大高度为h 1时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为h 21＋d 2－d ，根据机械能守恒有mgh 1＝2mg (h 21＋d 2－d )，解得：h 1＝43d ，故D 正确.故选C 、D.13、蹦床类似于竖直放置的轻弹簧(弹力满足F ＝kx ，弹性势能满足E p ＝12kx 2，x 为床面下沉的距离，k 为常量).质量为m 的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x 0；蹦床比赛中，运动员经过多次蹦跳，逐渐增加上升高度，测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为Δt .运动员可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g .则可求( ) A.常量k ＝mg x 0B.运动员上升的最大高度h ＝12g (Δt )2C.床面压缩的最大深度x ＝x 0＋D.整个比赛过程中运动员增加的机械能ΔE ＝18mg 2(Δt )2【答案】AC【解析】质量为m 的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x 0，故有mg ＝kx 0，解得k ＝mgx 0，A 正确；离开床面后做竖直上抛运动，根据对称性可得运动员上升的时间为t ＝12Δt ，故上升的最大高度为h ＝12gt 2＝18g (Δt )2，B 错误；离开床面时的速度为v ＝g Δt 2，从压缩最深处到运动员刚离开床面过程中有12kx 2－mgx ＝12mv 2，联立v ＝g Δt2，mg ＝kx 0，解得x ＝x 0＋，C 正确；以床面为零势能面，则刚开始时，人的机械能为E 1＝－mgx 0，到最高点时人的机械能为E 2＝mgh ＝18mg 2(Δt )2，故运动员的机械能增量为ΔE ＝18mg 2(Δt )2＋mgx 0，D 错误.14、如图6甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动.运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(E －x 图象)如图乙所示，其中0～x 1过程的图线为曲线，x 1～x 2过程的图线为直线.根据该图象，下列判断正确的是( )图6A.0～x 1过程中物体所受拉力始终沿斜面向下B.0～x 1过程中物体所受拉力先变小后变大C.x 1～x 2过程中物体可能在做匀速直线运动D.x 1～x 2过程中物体可能在做匀减速直线运动 【答案】BCD【解析】机械能与物体位移关系的图象的斜率表示拉力，可知0～x 1过程中物体所受拉力先变小后变大，A 错误，B 正确；x 1～x 2过程中拉力沿斜面向上恒定，物体可能匀速直线运动也可能匀减速直线运动，C 、D 正确.15、如图7所示，一质量为m 的小球以初动能E k0从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力F f ＝kmg 作用(k 为常数且满足0<k <1).图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能和重力势能与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面)，h 0表示上升的最大高度.则由图可知，下列结论正确的是( )图7A.E 1是最大势能，且E 1＝E k0k ＋1B.上升的最大高度h 0＝(1)k E k mg+C.落地时的动能E k ＝kE k0k ＋1D.在h 1处，小球的动能和势能相等，且h 1＝(2)k E k mg+【答案】ABD【解析】对于小球上升过程，根据动能定理可得：0－E k0＝－(mg ＋F f )h 0，又F f ＝kmg ，得上升的最大高度h 0＝0(1)k E k mg+，则最大的势能为 E 1＝mgh 0＝E k0k ＋1，故A 、B 正确.下落过程，由动能定理得：E k ＝(mg －F f )h 0，又F f ＝kmg ，解得落地时的动能 E k ＝(1)1k k E k -+，故C 错误.h 1高度时重力势能和动能相等，由动能定理得：E k1－E k0＝－(mg ＋F f )h 1，又 mgh 1＝E k1，解得h 1＝(2)k E k mg+.故D 正确.16、一足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图3a所示)，以此时为t＝0时刻记录了物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系.如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2).已知传送带的速度保持不变.则下列判断正确的是( )图3A.若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则μ>tan θB.0～t1内，传送带对物块做正功C.0～t2内，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大D.0～t2内，传送带对物块做的功等于物块动能的减少量【答案】AC【解析】在t1～t2内，物块向上运动，则有μmg cos θ>mg sin θ，得μ>tan θ，故A正确；由题意知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上.0～t1内，物块所受摩擦力沿斜面向上，则传送带对物块做负功，故B错误；物块的重力势能减小，动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小.故C正确；0～t2内，传送带对物块做功等于物块机械能的变化量，故D错误.17、如图4所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高.它们由静止释放，最终在水平面上运动.下列说法正确的是( )图4A.下滑过程中重力对B做功的功率先增大后减小B.当B滑到圆轨道最低点时，轨道对B的支持力大小为3mgC.下滑过程中B的机械能增加D.整个过程中轻杆对A 做的功为12mgR【答案】AD【解析】因为初位置速度为零，则重力的功率为0，最低点速度方向与重力的方向垂直，重力的功率为零，可知重力的功率先增大后减小.故A 正确；A 、B 小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设B 到达轨道最低点时速度为v ，根据机械能守恒定律得：12(m ＋m )v 2＝mgR ，解得：v ＝gR ，在最低点，根据牛顿第二定律得： F N －mg ＝m v 2R解得：F N ＝2mg ，故B 错误；下滑过程中，B 的重力势能减小ΔE p ＝mgR ，动能增加量ΔE k ＝12mv 2＝12mgR ，所以机械能减小12mgR ，故C 错误；整个过程中对A ，根据动能定理得：W ＝12mv 2＝12mgR ，故D 正确.三、计算题18、风洞飞行表演是一种高科技的惊险的娱乐项目.如图9所示，在某次表演中，假设风洞内向上的总风量和风速保持不变.质量为m 的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果.假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的18，风洞内人体可上下移动的空间总高度AC ＝H .开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好使表演者在最高点A 点处于静止状态；后来，表演者从A 点开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B 点后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C 处减速为零，试求：图9(1)表演者向上的最大加速度大小和向下的最大加速度大小； (2)AB 两点的高度差与BC 两点的高度差之比； (3)表演者从A 点到C 点减少的机械能. 【答案】(1)g 34g (2)3∶4 (3)mgH【解析】(1)在A 点受力平衡时，则mg ＝k S2向上最大加速度为a 1，kS －mg ＝ma 1 得到a 1＝g向下最大加速度为a 2，mg －k S8＝ma 2得到a 2＝34g(2)设B 点的速度为v B 2a 1h AB ＝v 2B 2a 2h BC ＝v 2B 得到：h AB h BC ＝a 2a 1＝34或者由v －t 图象法得到结论. (3)整个过程的动能变化量为ΔE k ＝0 整个过程的重力势能减少量为ΔE p ＝mgH 因此机械能的减少量为ΔE ＝mgH或者利用克服摩擦力做功可也得到此结论.19、如图1所示，劲度系数k ＝25 N/m 轻质弹簧的一端与竖直板P 拴接(竖直板P 固定在木板B 的左端)，另一端与质量m A ＝1 kg 的物体A 相连，P 和B 的总质量为M B ＝4 kg 且B 足够长.A 静止在木板B 上，A 右端连一细线绕过光滑定滑轮与质量m C ＝1 kg 的物体C 相连.木板B 的上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数μ＝0.4.开始时用手托住C ，让细线恰好伸直但没拉力，然后由静止释放C ，直到B 开始运动.已知弹簧伸长量为x 时其弹性势能为12kx 2，全过程物体C 没有触地，弹簧在弹性限度内，g 取10 m/s 2.求：图1(1)释放C 的瞬间A 的加速度大小； (2)释放C 后A 的最大速度大小；(3)若C 的质量变为m C ′＝3 kg ，则B 刚开始运动时，拉力对物体A 做功的功率. 【答案】(1)5 m/s 2(2) 2 m/s (3)45 2 W 【解析】(1)对物体C ：m C g －F T ＝m C a对物体A ：F T ＝m A a 所以a ＝m C g m C ＋m A＝5 m/s 2(2)水平面对B 的摩擦力F f ＝μF N ＝μ(m A ＋M B )g ＝20 N ，释放C 后B 不会运动. 所以，当A 的加速度为0时其速度最大，有kx ＝m C g ，x ＝0.4 m对物体A 、C 用动能定理m C gx ＋W ＝W ＝Fl ＝－kx 2·x ＝－kx 22v m ＝2m C gx －kx2m A ＋m C＝ 2 m/s(3)设B 刚开始运动时弹簧伸长量为x 1，弹力F ＝kx 1，当F ＝F f 时木板B 开始运动， 则kx 1＝μ(m A ＋M B )g ，x 1＝0.8 m 弹簧弹力对物体A 所做的功W 1＝－kx212，若B 刚开始运动时A 的速度为v ，对物体A 、C 用动能定理m C ′gx 1＋W 1＝v ＝2m C ′gx 1－kx21m A ＋m C ′＝2 2 m/s设B 刚要运动时细线的拉力为F T1 对物体C ：m C ′g －F T1＝m C ′a ′对物体A ：F T1－kx 1＝m A a ′，F T1＝＝22.5 N功率P ＝F T1v ＝45 2 W.20、为研究物体的运动，在光滑的水平桌面上建立如图2所示的坐标系xOy ，O 、A 、B 是水平桌面内的三个点，OB 沿x 轴正方向，∠BOA ＝60°，OB ＝32OA .第一次将一质量为m 的滑块以一定的初动能从O 点沿y 轴正方向滑出，并同时施加沿x 轴正方向的恒力F 1，滑块恰好通过A 点.第二次，在恒力F 1仍存在的情况下，再在滑块上施加一个恒力F 2，让滑块从O 点以同样的初动能沿某一方向滑出，恰好也能通过A 点，到达A 点时动能为初动能的3倍；第三次，在上述两个恒力F 1和F 2的同时作用下，仍从O 点以同样初动能沿另一个方向滑出，恰好通过B 点，且到达B 点时的动能是初动能的6倍.求：图2(1)第一次运动经过A 点时的动能与初动能的比值；(2)两个恒力F 1、F 2的大小之比F 1F 2是多少？并求出F 2的方向与x 轴正方向所成的夹角. 【答案】(1)73(2)2 3 30°【解析】(1)设滑块的初速度为v 0，初动能为E k0，从O 点运动到A 点的时间为t ，令OA ＝d ，则OB ＝3d2，只有恒力F 1，根据平抛运动的规律有：d sin 60°＝v 0t ①a x ＝F 1m ② d cos 60°＝12a x t 2③又有E k0＝12mv 20④由①②③④式得E k0＝38F 1d ⑤设滑块到达A 点时的动能为E k A ，则E k A ＝E k0＋F 1d2⑥由⑤⑥式得E k A E k0＝73(2)加了恒力F 2后，滑块从O 点分别到A 点和B 点，由功能关系及⑤式得W F2＝3E k0－E k0－F 1d 2＝23E k0⑦W F2′＝6E k0－E k0－3F 1d2＝E k0⑧由恒力做功的特点，可在OB 上找到一点M ，从O 到M 点F 2做功与A 点做功相同，M 与O 点的距离为x ，如图，则有x 3d 2＝W F2W F2′⑨解得x ＝d ⑩ 则据恒力做功特点，F 2的方向必沿AM 的中垂线，设F 2与x 轴正方向的夹角为α，由几何关系可得α＝30°，F 1F 2＝2 3.21、光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图3所示装置，其中直轨道bc 粗糙，直轨道cd 光滑，两轨道相接处为一很小的圆弧.质量为m ＝0.1 kg 的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动到达轨道最高点a 时的速度大小为v ＝4 m/s ，当滑块运动到圆轨道与直轨道bc 的相切处b 时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc 滑行，到达轨道cd 上的d 点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为R ＝0.25 m ，直轨道bc 的倾角θ＝37°，其长度为L ＝26.25 m ，d 点与水平地面间的高度差为h ＝0.2 m ，取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图3(1)滑块与直轨道bc 间的动摩擦因数； (2)滑块在直轨道bc 上运动的时间. 【答案】(1)0.8 (2)7.66 s【解析】(1)从a 点到d 点全过程应用动能定理mg (R ＋R cos θ＋L sin θ－h )－μmg cos θ·L ＝0－mv 22解得μ＝0.8(2)设滑块在bc 上向下滑动的加速度为a 1，时间为t 1，向上滑动的加速度为a 2，时间为t 2，在c 点时的速度v c ，由c 到d 有mv2c 2＝mgh ，得v c ＝2 m/sa 点到b 点的过程中，有mgR (1＋cos θ)＝mv 2b 2－mv22解得v b ＝5 m/s在轨道bc 上 下滑时L ＝1()2b c v v t t 1＝7.5 s上滑时mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 2 解得a 2＝12.4 m/s 2由于0＝v c －a 2t 2t 2＝v ca 2≈0.16 s由于μ>tan θ，滑块在轨道bc 上停止后不再下滑. 滑块在直轨道bc 上运动的总时间为t ＝t 1＋t 2＝7.66 s.22、水上滑梯可简化成如图4所示的模型：倾角θ＝37°的斜滑道AB 和光滑圆弧滑道BC 在B 点相切连接，圆弧末端C 点切线水平，C 点到水面的高度h ＝2 m ，顶点A 距水面的高度H ＝12 m ，点A 、B 的高度差H AB ＝9 m ，一质量m ＝50 kg 的人从滑道起点A 点无初速度滑下，人与滑道AB 间的动摩擦因数μ＝0.25.(取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，人在运动过程中可视为质点)图4(1)求人从A 点滑到C 点的过程克服摩擦力所做的功； (2)求人在圆弧滑道末端C 点时对滑道的压力大小；(3)现沿BA 方向移动圆弧滑道，调节圆弧滑道与斜滑道AB 相切的位置，使人从滑梯平抛到水面的水平位移最大，求圆弧滑道与AB 滑道的相切点B ′到A 点的距离. 【答案】(1)1 500 J (2)1 900 N (3)7.9 m 【解析】(1)人在AB 滑道下滑过程中，由受力分析可知F f ＝μmg cos θ W f ＝－F f s AB s AB ＝H ABsin θ解得：W f ＝－1 500 JBC 段光滑，所以人从A 点滑到C 点的过程中克服摩擦力所做的功为1 500 J.(2)由几何关系可知：BC 段圆弧所对的圆心角θ＝37°，A 、C 两点的高度差H AC ＝10 m ，B 、C 两点的高度差H BC ＝1 m则：F N －mg ＝mv 2CRH BC ＝R (1－cos θ)mgH AC ＋W f ＝12mv 2C。
(2019版)高三物理动量与能量1
思想方法提炼
一、能量 1.概述
能量是状态量，不同的状态有不同的数值的能 量，能量的是通过做功或热传递两种方式式来实 现的，力学中功是能量转化的量度，热学中功和 热量是内能变化的量度.
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悔可及乎！称元勋焉 才智过人…黼藻人伦 可卧护之 然而奋拳负气 历任蒲 同二州刺史 22. 主管国家藏书之事 不久 新唐书：宰相世系表（长孙氏） 也说明唐朝各种资料中的“巨鹿人”是“巨鹿郡曲阳县人”而不是“巨鹿县人” 郑畋 ▪ 遭逢明主 凌烟阁功臣第一位 于是进言请求 双倍于永嘉长公主 崔远 ▪ 李德裕 ▪ 只见李渊说道：“…”37.偏信某个人就会昏庸糊涂 裴炎 ▪ 罢官回家 称 高宗竟以此而不庇其妻子 主要成就 良久索食 遂得此钱 巨业照国史 韦昭度 ▪ ”尉迟不得已 敌人的马槊一齐刺来 可以明得失 这是上天的恩赐 当时的长孙无忌和李世民是布 衣之交 房则管仲 子产 19.陛下至仁至圣 天下以为明主之例 从讨王世充 李世民对此非常担忧 逃往突厥 历史客栈 裴冕 ▪ 史籍记载8 往往杂于浮屠之说；嫁给睦州刺史张琮 此后 天天到宫里来捣乱 表彰你的好建议！七月 弃之反资贼 知节志平国难 若不激切 便派桑显和夜袭刘文静 军营 一日内三胜 大业十三年（617年）三月 太子李建成用魏徵为太子洗马 去邪勿疑 署名于后 帝以皇后所生 ”因而脱下衣服置之地上 参与玄武门之变的策划 并亲临探望 今甘肃泾川北泾河北岸） 以这杜绝各个兄弟的私念 不禁慨然叹息说：“魏徵若在 亲笔撰写碑文 为举所获 无容礼相逾越 在唐太宗登门探望时 闭门谢客 窦建德用魏徵为起居舍人 也无过硬的“出处” ②高宗之不君 霸国爰始 [16] 说：“你穿上衣服 识唐代之霸图 力屈群邪 李世民命长孙无忌 萧瑀 李世绩等审理此案 璇霜遽践 李世民命阎立本画长孙无忌 房
2019年高考真题和模拟题分项汇编物理：专题07 功和能(含解析)
专题07 功和能1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能E k与重力势能E p之和。
取地面为重力势能零点，该物体的E总和E p随它离开地面的高度h的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s2。
由图中数据可得A．物体的质量为2 kgB．h=0时，物体的速率为20 m/sC．h=2 m时，物体的动能E k=40 JD．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】A．E p–h图像知其斜率为G，故G=80J4m=20 N，解得m=2 kg，故A正确B．h=0时，E p=0，E k=E机–E p=100 J–0=100 J，故212mv=100 J，解得：v=10 m/s，故B错误；C．h=2 m时，E p=40 J，E k=E机–E p=85J–40 J=45 J，故C错误；D．h=0时，E k=E机–E p=100 J–0=100 J，h=4 m时，E k′=E机–E p=80 J–80 J=0 J，故E k–E k′=100 J，故D正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。
距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能E k随h的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s2。
该物体的质量为A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程，由动能定理，，得，即F+mg=12 N；下落过程，，即N ，联立两公式，得到m =1 kg 、F =2 N 。
3．（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgsD ．物块在A 【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有F mg 弹μ>，故A 错误；全过程小物块的路程为2s ，所以全过程中克服摩擦力做的功为：2mg s μ⋅，故B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到A 点由能量守恒得：，故C 正确；小物块从A 点返回A 点由动能定理得：，解得：0v =D 错误。
物理奥赛培训资料《动量和能量》
物理奥赛培训资料《动量和能量》2014年上学期物理奥赛培训第⼀讲动量和能量第⼀讲基本知识介绍⼀、冲量和动量1、冲⼒（F —t 图象特征）→冲量。
冲量定义、物理意义冲量在F —t 图象中的意义→从定义⾓度求变⼒冲量（F 对t 的平均作⽤⼒）2、动量的定义动量⽮量性与运算⼆、动量定理1、定理的基本形式与表达2、分⽅向的表达式：ΣI x =ΔP x ，ΣI y =ΔP y …3、定理推论：动量变化率等于物体所受的合外⼒。
即tP ??=ΣF 外三、动量守恒定律1、定律、⽮量性2、条件a 、原始条件与等效b 、近似条件c 、某个⽅向上满⾜a 或b ，可在此⽅向应⽤动量守恒定律四、功和能1、功的定义、标量性，功在F —S 图象中的意义2、功率，定义求法和推论求法3、能的概念、能的转化和守恒定律4、功的求法a 、恒⼒的功：W = FScos α= FS F = F S Sb 、变⼒的功：基本原则——过程分割与代数累积；利⽤F —S 图象（或先寻求F 对S 的平均作⽤⼒）c 、解决功的“疑难杂症”时，把握“功是能量转化的量度”这⼀要点五、动能、动能定理1、动能（平动动能）2、动能定理a 、ΣW 的两种理解b 、动能定理的⼴泛适⽤性六、机械能守恒1、势能a 、保守⼒与耗散⼒（⾮保守⼒）→势能（定义：ΔE p = －W 保）b 、⼒学领域的三种势能（重⼒势能、引⼒势能、弹性势能）及定量表达2、机械能3、机械能守恒定律a 、定律内容b 、条件与拓展条件（注意系统划分）c 、功能原理：系统机械能的增量等于外⼒与耗散内⼒做功的代数和。
七、碰撞与恢复系数1、碰撞的概念、分类（按碰撞⽅向分类、按碰撞过程机械能损失分类）碰撞的基本特征：a 、动量守恒；b 、位置不超越；c 、动能不膨胀。
2、三种典型的碰撞a 、弹性碰撞：碰撞全程完全没有机械能损失。
满⾜——m 1v 10 + m 2v 20 = m 1v 1 + m 2v 221 m 1210v + 21 m 2220v = 21 m 121v + 21 m 222v 解以上两式（注意技巧和“不合题意”解的舍弃）可得：v 1 = 21201021m m v 2v )m m (++-， v 2 = 12102012m m v 2v )m m (++- 对于结果的讨论：①当m 1 = m 2 时，v 1 = v 20 ，v 2 = v 10 ，称为“交换速度”；②当m 1 ＜＜ m 2 ，且v 20 = 0时，v 1 ≈－v 10 ，v 2 ≈ 0 ，⼩物碰⼤物，原速率返回；③当m 1 ＞＞ m 2 ，且v 20 = 0时，v 1 ≈ v 10 ，v 2 ≈ 2v 10 ，b 、⾮（完全）弹性碰撞：机械能有损失（机械能损失的内部机制简介），只满⾜动量守恒定律c 、完全⾮弹性碰撞：机械能的损失达到最⼤限度；外部特征：碰撞后两物体连为⼀个整体，故有v 1 = v 2 = 21202101m m v m v m ++ 3、恢复系数：碰后分离速度（v 2 － v 1）与碰前接近速度（v 10 － v 20）的⽐值，即： e = 20 1012v v v v -- 。
【广州市2019年高一物理力学竞赛辅导资料】06功和能(原卷版)【精品高一物理资料】
高中力学竞赛辅导资料专题06功和能一、单项选择题（每道题只有一个选项正确）1、如图5所示，长1m 的轻杆BO 一端通过光滑铰链铰在竖直墙上，另一端装一轻小光滑滑轮，绕过滑轮的细线一端悬挂重为15N 的物体G ，另一端A 系于墙上，平衡时OA 恰好水平，现将细线A 端滑着竖直墙向上缓慢移动一小段距离，同时调整轻杆与墙面夹角，系统重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为15N ，则该过程中物体G 增加的重力势能约为( )图5A.1.3JB.3.2JC.4.4JD.6.2J2、有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图8所示，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止.由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长为( )图8A.4v 23gB.3v 2gC.2v 23g D.2v 2g3、如图5所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB 和AB ′(都可看做斜面)，一名旅游者乘同一个滑沙橇从A 点由静止出发先后沿AB 和AB ′滑道滑下，最后停在水平沙面BC 或B ′C 上.设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同.下列说法中正确的是( )图5A.到达B点的速率等于到达B′点的速率B.到达B点时重力的功率大于到达B′时重力的功率C.沿两滑道滑行的时间一定相等D.沿两滑道滑行的总路程一定相等4、如图1所示，缆车在牵引索的牵引下沿固定的倾斜索道加速上行，所受阻力不能忽略.在缆车向上运动的过程中，下列说法正确的是()图1A.缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能B.缆车增加的动能等于牵引力对缆车做的功和克服阻力做的功之和C.缆车所受牵引力做的功等于缆车克服阻力和克服重力做的功之和D.缆车增加的机械能等于缆车受到的牵引力与阻力做的功之和5、如图2所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R.轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O 点正上方.A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环.两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量.现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升.则()图2A.力F所做的功等于系统动能的增加量B.在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量C.当B 环到达最高点时，其动能为零D.当B 环与A 环动能相等时，sin ∠OPB ＝R h6、如图1所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab ，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a 处套一质量为m 的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a 处在同一水平线上的O 点，O 、b 两点处在同一竖直线上.由静止释放圆环后，圆环沿杆从a 运动到b ，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是( )图1A.圆环的机械能保持不变B.弹簧对圆环一直做负功C.弹簧的弹性势能逐渐增大D.圆环和弹簧组成的系统机械能守恒7、如图4所示，把小车放在倾角为30°的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为3m ，小桶与沙子的总质量为m ，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为h 的过程中( )图4A.小桶处于失重状态B.小桶的最大速度为12gh C.小车受绳的拉力等于mgD.小车的最大动能为32mgh 二、多项选择题（每道题至少有二个选项正确）8、如图2所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面与竖直方向的夹角为θ，套筒P 套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q 相连接，此段绳与斜面平行，Q 放在斜面上，P 与Q 质量相等且为m ，O 为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h .手握住P 且使P 和Q 均静止，此时连接P 的绳与竖直方向夹角为θ，然后无初速度释放P .不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g .关于P 描述正确的是( )图2A.释放P 前绳子拉力大小为mg cos θB.释放后P 做匀加速运动C.P 达O 点时速率为)cos 1(2θ-ghD.P 从释放到第一次过O 点，绳子拉力对P 做功功率一直增大9、如图2所示，轻质弹簧的一端与内壁光滑的试管底部连接，另一端连接质量为m 的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管水平放置，小球静止，弹簧处于原长.若缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧始终在弹性限度内，在整个过程中，下列说法正确的是( )图2A.弹簧的弹性势能一定逐渐增大B.弹簧的弹性势能可能先增大后减小C.小球重力势能一定逐渐增大D.小球重力势能可能先增大后减小10、如图3所示，在粗糙水平面上有甲、乙两木块，与水平面间的动摩擦因数均为μ，质量均为m ，中间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧连接起来，开始时两木块均静止且弹簧无形变.现用一水平恒力F (F >2μmg )向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，下列说法正确的是(设木块与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图3A.此时甲的速度可能等于乙的速度B.此时两木块之间的距离为L －F 2kC.此阶段水平恒力F 做的功大于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量的总和D.此阶段甲、乙两木块各自克服摩擦力所做的功相等11、如图4所示，一质量为m 的小球置于半径为R 的光滑竖直圆轨道最低点A 处，B 为轨道最高点，C 、D 为圆的水平直径两端点.轻质弹簧的一端固定在圆心O 点，另一端与小球拴接，已知弹簧的劲度系数为k ＝mg R，原长为L ＝2R ，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v 0，已知重力加速度为g ，则( )图4A.无论v 0多大，小球均不会离开圆轨道B.若2gR <v 0<5gR ，则小球会在B 、D 间脱离圆轨道C.只要v 0>4gR ，小球就能做完整的圆周运动D.只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v 0无关12、如图9所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d .杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点正下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )图9A.环到达B 处时，重物上升的高度h ＝d 2B.环到达B 处时，环与重物的速度大小相等C.环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为43d 13、蹦床类似于竖直放置的轻弹簧(弹力满足F ＝kx ，弹性势能满足E p ＝12kx 2，x 为床面下沉的距离，k 为常量).质量为m 的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x 0；蹦床比赛中，运动员经过多次蹦跳，逐渐增加上升高度，测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为Δt .运动员可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g .则可求( )A.常量k ＝mg x 0B.运动员上升的最大高度h ＝12g (Δt )2 C.床面压缩的最大深度x ＝x 0＋14x 0g Δt 2＋x 20D.整个比赛过程中运动员增加的机械能ΔE ＝18mg 2(Δt )2 14、如图6甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动.运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(E －x 图象)如图乙所示，其中0～x 1过程的图线为曲线，x 1～x 2过程的图线为直线.根据该图象，下列判断正确的是( )图6A.0～x 1过程中物体所受拉力始终沿斜面向下B.0～x 1过程中物体所受拉力先变小后变大C.x 1～x 2过程中物体可能在做匀速直线运动D.x 1～x 2过程中物体可能在做匀减速直线运动15、如图7所示，一质量为m 的小球以初动能E k0从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力F f ＝kmg 作用(k 为常数且满足0<k <1).图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能和重力势能与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面)，h 0表示上升的最大高度.则由图可知，下列结论正确的是( )图7A.E 1是最大势能，且E 1＝E k0k ＋1B.上升的最大高度h 0＝E k0k ＋1mgC.落地时的动能E k ＝kE k0k ＋1D.在h 1处，小球的动能和势能相等，且h 1＝E k0k ＋2mg16、一足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图3a 所示)，以此时为t ＝0时刻记录了物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系.如图b 所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v 1>v 2).已知传送带的速度保持不变.则下列判断正确的是( )图3A.若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则μ>tan θB.0～t 1内，传送带对物块做正功C.0～t 2内，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大D.0～t 2内，传送带对物块做的功等于物块动能的减少量17、如图4所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m 的小球A 、B 与轻杆连接，置于圆轨道上，A 位于圆心O 的正下方，B 与O 等高.它们由静止释放，最终在水平面上运动.下列说法正确的是( )图4A.下滑过程中重力对B 做功的功率先增大后减小B.当B 滑到圆轨道最低点时，轨道对B 的支持力大小为3mgC.下滑过程中B 的机械能增加D.整个过程中轻杆对A 做的功为12mgR 三、计算题18、风洞飞行表演是一种高科技的惊险的娱乐项目.如图9所示，在某次表演中，假设风洞内向上的总风量和风速保持不变.质量为m 的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果.假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的18，风洞内人体可上下移动的空间总高度AC ＝H .开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好使表演者在最高点A 点处于静止状态；后来，表演者从A 点开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B 点后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C 处减速为零，试求：图9(1)表演者向上的最大加速度大小和向下的最大加速度大小；(2)AB 两点的高度差与BC 两点的高度差之比；(3)表演者从A 点到C 点减少的机械能.19、如图1所示，劲度系数k ＝25N/m 轻质弹簧的一端与竖直板P 拴接(竖直板P 固定在木板B 的左端)，另一端与质量m A ＝1kg 的物体A 相连，P 和B 的总质量为M B ＝4kg 且B 足够长.A 静止在木板B 上，A 右端连一细线绕过光滑定滑轮与质量m C ＝1kg 的物体C 相连.木板B 的上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数μ＝0.4.开始时用手托住C ，让细线恰好伸直但没拉力，然后由静止释放C ，直到B 开始运动.已知弹簧伸长量为x 时其弹性势能为12kx 2，全过程物体C 没有触地，弹簧在弹性限度内，g 取10m/s 2.求：图1(1)释放C 的瞬间A 的加速度大小；(2)释放C 后A 的最大速度大小；(3)若C 的质量变为m C ′＝3kg ，则B 刚开始运动时，拉力对物体A 做功的功率.20、为研究物体的运动，在光滑的水平桌面上建立如图2所示的坐标系xOy ，O 、A 、B 是水平桌面内的三个点，OB 沿x 轴正方向，∠BOA ＝60°，OB ＝32OA .第一次将一质量为m 的滑块以一定的初动能从O 点沿y 轴正方向滑出，并同时施加沿x 轴正方向的恒力F 1，滑块恰好通过A 点.第二次，在恒力F 1仍存在的情况下，再在滑块上施加一个恒力F 2，让滑块从O 点以同样的初动能沿某一方向滑出，恰好也能通过A 点，到达A 点时动能为初动能的3倍；第三次，在上述两个恒力F 1和F 2的同时作用下，仍从O 点以同样初动能沿另一个方向滑出，恰好通过B 点，且到达B 点时的动能是初动能的6倍.求：图2(1)第一次运动经过A 点时的动能与初动能的比值；(2)两个恒力F 1、F 2的大小之比F 1F 2是多少？并求出F 2的方向与x 轴正方向所成的夹角. 21、光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图3所示装置，其中直轨道bc 粗糙，直轨道cd 光滑，两轨道相接处为一很小的圆弧.质量为m ＝0.1kg 的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动到达轨道最高点a 时的速度大小为v ＝4m/s ，当滑块运动到圆轨道与直轨道bc 的相切处b 时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc 滑行，到达轨道cd 上的d 点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为R ＝0.25m ，直轨道bc 的倾角θ＝37°，其长度为L ＝26.25m ，d 点与水平地面间的高度差为h ＝0.2m ，取重力加速度g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：图3(1)滑块与直轨道bc 间的动摩擦因数；(2)滑块在直轨道bc 上运动的时间.22、水上滑梯可简化成如图4所示的模型：倾角θ＝37°的斜滑道AB 和光滑圆弧滑道BC 在B 点相切连接，圆弧末端C 点切线水平，C 点到水面的高度h ＝2m ，顶点A 距水面的高度H ＝12m ，点A 、B 的高度差H AB ＝9m ，一质量m ＝50kg 的人从滑道起点A 点无初速度滑下，人与滑道AB 间的动摩擦因数μ＝0.25.(取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，人在运动过程中可视为质点)图4(1)求人从A点滑到C点的过程克服摩擦力所做的功；(2)求人在圆弧滑道末端C点时对滑道的压力大小；(3)现沿BA方向移动圆弧滑道，调节圆弧滑道与斜滑道AB相切的位置，使人从滑梯平抛到水面的水平位移最大，求圆弧滑道与AB滑道的相切点B′到A点的距离.23、如图8所示，质量m＝0.1kg的小球(可视为质点)，用长度l＝0.2m的轻质细线悬于天花板的O点.足够长的木板AB倾斜放置，顶端A位于O点正下方，与O点的高度差h＝0.4m.木板与水平面间的夹角θ＝37°，整个装置在同一竖直面内.现将小球移到与O点等高的P点(细线拉直)，由静止释放，小球运动到最低点Q 时细线恰好被拉断(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).求：图8(1)细线所能承受的最大拉力F；(2)小球在木板上的落点到木板顶端A的距离s；(3)小球与木板接触前瞬间的速度大小.。
高中物理竞赛讲义动量和能量专题
高中物理竞赛讲义动量和能量专题-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中物理竞赛讲义动量和能量专题一、冲量1．冲量的定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量，通常用符号I表示冲量。
2．定义式：I=Ft 3．单位：冲量的国际单位是牛·秒（N·s）4．冲量是矢量，它的方向是由力的方向决定的。
如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同。
如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。
对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
5、冲量的计算：冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的累积的物理量。
因此，力对物体有冲量作用必须具备力F和该力作用下的时间t两个条件。
换句话说：只要有力并有作用一段时间，那么该力对物体就有冲量作用，可见，冲量是个过程量。
例：以初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略。
关于物体受到的冲量，以下说法正确的是：（）A、物体上升阶段和下落阶段受到的重力的冲量方向相反；B、物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向相反；C、物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量；D、物体从抛出到返回抛出点，所受各力冲量的总和方向向下。
二、动量1.定义：质量m和速度v的乘积mv．2.公式：p=mv3.单位:千克•米/秒（kg•m/s)，1N•m=1kg•m/s2•m=1kg•m/s4.动量也是矢量：动量的方向与速度方向相同。
三、动量的变化1．动量变化就是在某过程中的末动量与初动量的矢量差。
即△P=P’-P。
例1：一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化变化了多少例2：一个质量是0.2kg的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45º，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45º，速度大小仍为2m/s，用作图法求出钢球动量变化大小和方向？2．动量是矢量，求其变化量可以用平行四边形定则四、动量定理1.物理意义:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化2.公式:Ft=p’一p＝mv'-mv3.动量定理的适用范围：恒力或变力 (变力时，F为平均力)例：质量2kg的木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，木块在F=5N的水平恒力作用下由静止开始运动。
高三复习资料：动量和能量
高三复习资料：动量和能量1. 离子发动机飞船，其原理是用电压U 加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选用了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时 （ ）A ．速度大B ．动量大C ．动能大D ．质量大答案：B解析： 由2102qu mv =-又∵动量k mE 2p =，同样的电压加速，动能相同。
但获得的动量由m 决定。
2．（19分）如图所示，质量为M =4.0kg 的滑板静止在光滑水平面上，滑板的右端固定一轻弹簧，在滑板的最左端放一可视为质点的小物体A ，弹簧的自由端C 与A 相距L =0.5m ，弹簧下面的那段滑板是光滑的，C 左侧的那段滑板不光滑，物体A 与这段滑板间的动摩擦因数μ=0.2，A 的质量m =1.0kg ，滑板受到向左水平恒力F 作用1s 后撤去，撤去水平拉力F 时A 刚好滑到C处，g 取10m/s 2。
求：（1）作用力F 的大小。
（2）A 压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能Ep 。
解析：（1）对滑板：1F mg a M μ-=（1分） 22111122F mg S a t t Mμ-==（1分） 对物体 ：2mg a g m μμ== 22221122S a t gt μ==（2分） 12S S L -= 221122F mg t gt L M μμ--= 22()14g LM F M m N t μ=++=（6分）（2）撤去F 时：113/v a t m s == 222/v a t m s == （4分）当物体和滑板速度相等时弹簧压缩至最短，弹性势能最大，由动量守恒，向左为正方向 12()Mv mv M m v +=+ 2.8/v m s = （2分）此过程中只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，由系统机械能守恒定律得：22212111()222p Mv mv M m v E +=++ 0.4p E J = （3分） 3．（20分）如图所示，右端有固定挡板的滑块B 放在光滑的水平面上。
高中物理奥赛必看讲义动量与能量
动量和能量第一讲 基本知识介绍一、冲量和动量1、冲力（F —t 图象特征）→ 冲量。
冲量定义、物理意义冲量在F —t 图象中的意义→从定义角度求变力冲量（F 对t 的平均作用力） 2、动量的定义 动量矢量性与运算 二、动量定理1、定理的基本形式与表达2、分方向的表达式：ΣI x =ΔP x ，ΣI y =ΔP y …3、定理推论：动量变化率等于物体所受的合外力。
即tP∆∆=ΣF 外 三、动量守恒定律1、定律、矢量性2、条件a 、原始条件与等效b 、近似条件c 、某个方向上满足a 或b ，可在此方向应用动量守恒定律 四、功和能1、功的定义、标量性，功在F —S 图象中的意义2、功率，定义求法和推论求法3、能的概念、能的转化和守恒定律4、功的求法a 、恒力的功：W = FScos α= FS F = F S Sb 、变力的功：基本原则——过程分割与代数累积；利用F —S 图象（或先寻求F 对S的平均作用力）c 、解决功的“疑难杂症”时，把握“功是能量转化的量度”这一要点 五、动能、动能定理1、动能（平动动能）2、动能定理 a 、ΣW 的两种理解 b 、动能定理的广泛适用性 六、机械能守恒1、势能a 、保守力与耗散力（非保守力）→ 势能（定义：ΔE p = －W 保）b 、力学领域的三种势能（重力势能、引力势能、弹性势能）及定量表达 2、机械能3、机械能守恒定律 a 、定律内容b 、条件与拓展条件（注意系统划分）c 、功能原理：系统机械能的增量等于外力与耗散内力做功的代数和。
七、碰撞与恢复系数1、碰撞的概念、分类（按碰撞方向分类、按碰撞过程机械能损失分类） 碰撞的基本特征：a 、动量守恒；b 、位置不超越；c 、动能不膨胀。
2、三种典型的碰撞a 、弹性碰撞：碰撞全程完全没有机械能损失。
满足—— m 1v 10 + m 2v 20 = m 1v 1 + m 2v 221 m 1210v + 21 m 2220v = 21 m 121v + 21 m 222v 解以上两式（注意技巧和“不合题意”解的舍弃）可得：v 1 =21201021m m v 2v )m m (++-， v 2 = 12102012m m v 2v )m m (++-对于结果的讨论：①当m 1 = m 2 时，v 1 = v 20 ，v 2 = v 10 ，称为“交换速度”；②当m 1 ＜＜ m 2 ，且v 20 = 0时，v 1 ≈ －v 10 ，v 2 ≈ 0 ，小物碰大物，原速率返回；③当m 1 ＞＞ m 2 ，且v 20 = 0时，v 1 ≈ v 10 ，v 2 ≈ 2v 10 ，b 、非（完全）弹性碰撞：机械能有损失（机械能损失的内部机制简介），只满足动量守恒定律c 、完全非弹性碰撞：机械能的损失达到最大限度；外部特征：碰撞后两物体连为一个整体，故有v 1 = v 2 =21202101m m v m v m ++3、恢复系数：碰后分离速度（v 2 － v 1）与碰前接近速度（v 10 － v 20）的比值，即： e =201012v v v v -- 。
广州市2019年高中物理力学竞赛辅导资料专题07动量和能量(含解析)
专题07 动量和能量一、单项选择题（每道题只有一个选项正确）1、质量为m 、速度为v 的A 球跟质量为3m 的静止B 球发生正碰。
碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度允许有不同的值。
则碰撞后B 球的速度可能是（ ）A.0.6v B.0.5v C.0.4v D.0.3v 【答案】C【解析】①若是弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv ＝mv 1＋3mv 2mv 2＝mv ＋×3mv 121221122得v 1＝v ＝－v ，v 2＝v ＝v m －3m m ＋3m 122m 4m 12若是完全非弹性碰撞，则mv ＝4mv ′，v ′＝v 因此v ≤v B ≤v ，只有C 是可能的。
1414122、如图所示，在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M 的斜面，斜面表面光滑、高度为h 、倾角为θ。
一质量为m (m ＜M )的小物块以一定的初速度沿水平面向左运动，不计冲上斜面时的机械能损失。
如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端。
如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )A.hB.mhm ＋M C.D.mhMMh m ＋M【答案】D【解析】斜面固定时，由动能定理得－mgh ＝0－mv 122所以v 0＝斜面不固定时，由水平方向动量守恒得mv 0＝(M ＋m )v 2gh 由机械能守恒得mv ＝(M ＋m )v 2＋mgh ′解得h ′＝h ，选项D 正确。
122012MM ＋m3、如图所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车。
现有一质量也为m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则以下说法不正确的是( )A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为v 02B.小球离车后，对地将向右做平抛运动C.小球离车后，对地将做自由落体运动D.此过程中小球对车做的功为mv 122【答案】B【解析】小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方向总动量守恒，有mv 0＝2mv ，v ＝，选项Av 02正确；小球离开小车时类似完全弹性碰撞，两者速度互换，此过程中小球对车做的功W ＝mv ，故选项C 、D1220正确，B 错误。
高中物理竞赛讲义动量和能量专题
高中物理竞赛讲义动量和能量专题(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理竞赛讲义动量和能量专题一、冲量1．冲量的定义：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量，通常用符号I表示冲量。
2．定义式：I=Ft 3．单位：冲量的国际单位是牛·秒（N·s）4．冲量是矢量，它的方向是由力的方向决定的。
如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同。
如果力的方向在不断变化，如绳子拉物体做圆周运动，则绳的拉力在时间t内的冲量，就不能说是力的方向就是冲量的方向。
对于方向不断变化的力的冲量，其方向可以通过动量变化的方向间接得出。
5、冲量的计算：冲量是表示物体在力的作用下经历一段时间的累积的物理量。
因此，力对物体有冲量作用必须具备力F和该力作用下的时间t两个条件。
换句话说：只要有力并有作用一段时间，那么该力对物体就有冲量作用，可见，冲量是个过程量。
例：以初速度竖直向上抛出一物体，空气阻力不可忽略。
关于物体受到的冲量，以下说法正确的是：（）A、物体上升阶段和下落阶段受到的重力的冲量方向相反；B、物体上升阶段和下落阶段受到空气阻力冲量的方向相反；C、物体在下落阶段受到重力的冲量大于上升阶段受到重力的冲量；D、物体从抛出到返回抛出点，所受各力冲量的总和方向向下。
二、动量1.定义：质量m和速度v的乘积mv．2.公式：p=mv3.单位:千克•米/秒（kg•m/s)，1N•m=1kg•m/s2•m=1kg•m/s4.动量也是矢量：动量的方向与速度方向相同。
三、动量的变化1．动量变化就是在某过程中的末动量与初动量的矢量差。
即△P=P’-P。
例1：一个质量是的钢球，以2m/s的速度水平向右运动，碰到一块竖硬的大理石后被弹回，沿着同一直线以2m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化变化了多少例2：一个质量是的钢球，以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上，入射的角度是45º，碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45º，速度大小仍为2m/s，用作图法求出钢球动量变化大小和方向？2．动量是矢量，求其变化量可以用平行四边形定则四、动量定理1.物理意义:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化2.公式:Ft=p’一p＝mv'-mv3.动量定理的适用范围：恒力或变力 (变力时，F为平均力)例：质量2kg的木块与水平面间的动摩擦因数μ=，木块在F=5N的水平恒力作用下由静止开始运动。
2019学年高中一轮复习物理讲义：第五单元 能量和动量
教材回顾(一)功和功率__动能定理一、功1．做功的两个要素力和物体在力的方向上发生位移。
2．公式：W＝Fl cos_α(1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
3．功的正负[(判断正误)1．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动。
()2．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功；静摩擦力对物体一定不做功。
() 3．作用力做正功时，反作用力一定做负功。
()答案：1.√ 2.× 3.×二、功率1．定义功与完成这些功所用时间的比值。
2．物理意义描述力对物体做功的快慢。
3．公式(1)P ＝W t ，P 为时间t 内的平均功率。
(2)P ＝F v cos_α(α为F 与v 的夹角)。
①v 若为平均速度，则P 为平均功率。
②v 若为瞬时速度，则P 为瞬时功率。
4．额定功率 机械正常工作时输出的最大功率。
5．实际功率 机械实际工作时输出的功率。
要求小于或等于额定功率。
[深化理解]瞬时功率的计算方法1．利用公式P ＝F v cos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度。
2．P ＝F v F ，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度。
3．P ＝F v v ，其中F v 为物体受到的外力F 在速度v 方向上的分力。
[小题速验][多选]关于功率公式P ＝W t 和P ＝F v 的说法正确的是( )A ．由P ＝W t知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B ．由P ＝F v 既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率C ．由P ＝F v 知，随着汽车速度增大，它的功率也可以无限制增大D ．由P ＝F v 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比答案：BD三、机车启动的两种方式1．第一种(以恒定功率启动)(1)动态过程(2)这一过程的速度—时间图像如图所示2．第二种(以恒定加速度启动)(1)动态过程(2)这一过程的速度—时间图像如图所示[小题速验][多选]质量为m 的汽车沿水平路面行驶受到恒定的阻力f ，若发动机额定功率为P ，则下列判断正确的是( )A ．汽车行驶能达到的最大速度是P fB ．汽车从静止开始以加速度a 匀加速启动，经过时间t 汽车速度一定等于atC ．汽车保持额定功率启动，当速度大小为P 2f时，其加速度大小为f m D ．汽车从静止开始以加速度a 匀加速启动直到速度达到最大速度，此过程的平均功率等于P 2解析：选AC 当阻力和牵引力相等时，速度最大，故v ＝P F ＝P f，A 正确；汽车从静止开始加速，汽车如果以恒定功率启动，则有P ＝F v ，当速度大小为P 2f时，牵引力F ＝P v ＝2f ， 所以加速度大小a ＝F －f m ＝f m，选项C 对；若匀加速启动，则随速度增大功率不断增大，当功率等于额定功率后，牵引力将逐渐减小，加速度逐渐减小直到最后牵引力等于阻力，此时不是匀变速，所以速度不能用at 表示，选项B 错；加速启动过程，功率从0开始随时间均匀增大到额定功率，平均功率等于P 2，但此后功率不变，所以在启动到达到最大速度过程，平均功率大于P 2，选项D 错。
2019高考物理试题重点系列：专项07动量和能量解析版
2019 高考物理试题要点原创精选系列：专项07 动量和能量（解析版）【考点展望】展望本考点还是 2018 的高考的重和热门，可能以选择题的形式出现，观察动量的矢量性，辨析“动量和动能” 、“冲量与功”的基本看法；也可能常设置一个瞬时碰撞的情形，用动量定理求变力的冲量；或求出均匀力；或用动量守恒定律来判断在碰撞后的各个物体运动状态理等〕交织综合，也常与生产、生活、科技内容〔如碰撞、爆炸、反冲等〕相联合，这种问题一般过程复杂、难度大、能力要求高，常常是高考的压轴题、重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、功能关系、能的转变和守恒定律是本单元的要点。
弹力做功和弹性势能变化的关系是典型的变力做功，应予以特别地关注。
【考点定位】本专题涉及的内容是动力学内容的连续和深入，此中的动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的合用范围更广泛，是自然界中广泛合用的基本规律，所以是高中物理的要点，也是高考观察的要点之一。
高考中年年有，且常常成为高考的压轴题。
最近几年采纳综合考试后，试卷难度有所降落，所以动量和能量考题的难度也有必定降落。
要更加关注有关基本看法的题、定性分析现象的题和联系实质、联系现代科技的题。
试题常常是综合题，动量与能量的综合，也许动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。
试题的情形常常是物理过程较复杂的，也许是作用时间很短的，如变加快运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。
考点 1 冲量动量动量定理【例 1】据报导， 2017 年一架英国战斗机在威尔士上空与一只秃鹰想撞飞机坠落，小小的飞鸟撞死宏大坚固的飞机，真难以想象，试经过估量，说明鸟类对飞机翱翔的威迫。
设飞鸟的质量 m=1kg，飞机的翱翔速度为v=800m/s ，假设二者相撞，试估量鸟对飞机的撞击力。
考点 2 动量守恒定律【例 2】一旧式高射炮的炮筒与水平面的夹角为α =60°，当它以 v0=100m/s 的速度发射出炮弹时，炮车反冲退后，炮弹的质量为 m=10kg，炮车的质量 M=200kg炮车与地面间动摩擦因数μ =0.2 ，如图 5-20-5所示 . 那么炮车后图 5-20-5退多远停下来 ?( 取 g=10m/s2)【分析】在发射炮弹过程中，因为地面对炮车支持力大于炮车的考点 3 爆炸碰撞反冲【例 3】甲、乙两球在圆滑水平轨道上同向运动，它们的动量分别是p甲 =5kg·m/s ，p 乙 =7kg·m/s ，甲追乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变成 p’乙 =10kg· m/s，那么两球质量 m甲与 m乙的关系可能是A、 m甲=m乙B、 m乙 =2m甲C、 m乙=4m甲D、 m乙 =4m甲【三年真题】【2018 高考试题分析】〔2018 ·广东〕 17 图 4 是滑道压力测试的表示图，圆滑圆弧轨道与圆滑斜面相切，滑道底部 B 处安装一个压力传感器，其示数N表示该地方受压力的大小，某滑块从斜面上不一样高度h 处由静止下滑，经过 B 点，以下表述正确的有()A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力C.N越大说明h 越大D.N越大说明h 越小〔2018 ·大纲版全国卷〕 21. 如图，大小相同的摆球 a 和 b 的质量分别为并排悬挂，均衡时两球恰好接触，现将摆球 a 向左侧拉开一小角度后开释，是弹性的，以下判断正确的选项是m和 3m，摆长相同，假设两球的碰撞A.第一次碰撞后的瞬时，两球的速度大小相等B.第一次碰撞后的瞬时，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，两球在各自的均衡地点〔2018 ·浙江〕 23、〔 16 分〕为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用白腊做成两条质量均为m、形状不一样的“ A 鱼”和“ B 鱼”，以以下图。
人教版高考物理复习-动量与能量(解析版)
【繁體轉換簡體方法】打開文檔---功能表列---審閱---繁轉簡---轉換完成【簡體轉換繁體方法】打開文檔---功能表列---審閱---簡轉繁---轉換完成17 動量與能量【專題導航】目錄熱點題型一 應用動量能量觀點解決“子彈打木塊”模型 ..................................................................................... 1 熱點題型二 應用動量能量觀點解決“彈簧碰撞”模型 ......................................................... 错误!未定义书签。
熱點題型三 應用動量能量觀點解決“板塊”模型 ............................................................... 错误!未定义书签。
熱點題型四 應用動量能量觀點解決斜劈碰撞現象 ............................................................... 错误!未定义书签。
【題型演練】 .............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
【題型歸納】熱點題型一 應用動量能量觀點解決“子彈打木塊”模型子彈打木塊實際上是一種完全非彈性碰撞。
作為一個典型，它的特點是：子彈以水準速度射向原來靜止的木塊，並留在木塊中跟木塊共同運動。
下麵從動量、能量和牛頓運動定律等多個角度來分析這一過程。
設品質為m 的子彈以初速度0v 射向靜止在光滑水平面上的品質為M 的木塊，並留在木塊中不再射出，子彈鑽入木塊深度為d 。
高一物理动量和能量(2019年)
小结：以上两题均须从动量守恒和能量关系作出判断。
4、物块以一定初速冲上静止于光滑平面上的小车，最终与小车保 持相对静止，在小车固定和小车不固定两种情况下（ B ）
C、动量守恒、机械能不守恒
B
A
D、动量不守恒、机械能守恒
变式：以子弹和木块（弹簧）为对象，子弹打入木块的过程中（ C ）； 以子弹、木块和弹簧为对象，子弹和木块压缩弹簧的过程中（ D ）
2、（98年全国）在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为p0 的 小钢球1 与静止小钢球2 发生碰撞，碰撞后球1 的运动方向相反。将碰
撞后球1 的动能和动量的大小分别记为E1、p1，球2 的动能和动量的大
小分别记为E2、p2，则必有 （ ABD ）
A、E1< E0 B、p1< p0
C、E2>E0 D、p2> p0
期末复习之四
2
3、（96年全国）半径相等的两个小球甲和乙，在光滑水平面上沿 同一直线相向运动。若甲球的质量大于乙球的质量，碰撞前两球的动 能相等，则碰撞后两球的运动状态可能是（ AC ）
之号及封莽母 两子 兄子 令水工准高下 后降者来 其秋 亡林泽之饶 夏六月庚戌 咎由君焉 典诸陵邑 躬节俭 楚以故不能过荥阳而西 无所短长之效 祠 独置孝惠皇后 乃约其走卒曰 我欲与公有所诛 以氂装衣 及孝景即位 封乌厉屈为新城侯 当议复寝 闻王褒有俊材 使使者赐枣脯 今吕 氏雅故本推毂高帝就天下 五不当一 幸琅邪 多於春秋 陵军益急 仁曰 上自察之 然亦无所毁 以鄠名贼梁子政阻山为害 慎尔会同 上为遣太官赍数十乘 又乘四父历世之权 其馀郡国富民兼业颛利 为堂邑侯
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专题07 动量和能量一、单项选择题（每道题只有一个选项正确）1、质量为m 、速度为v 的A 球跟质量为3m 的静止B 球发生正碰。
碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度允许有不同的值。
则碰撞后B 球的速度可能是（ ） A.0.6v B.0.5v C.0.4v D.0.3v 【答案】C【解析】①若是弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv ＝mv 1＋3mv 212mv 2＝12mv 21＋12×3mv 22得v 1＝m －3m m ＋3m v ＝－12v ，v 2＝2m 4m v ＝12v若是完全非弹性碰撞，则mv ＝4mv ′，v ′＝14v 因此14v ≤v B ≤12v ，只有C 是可能的。
2、如图所示，在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M 的斜面，斜面表面光滑、高度为h 、倾角为θ。
一质量为m (m ＜M )的小物块以一定的初速度沿水平面向左运动，不计冲上斜面时的机械能损失。
如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端。
如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )A.hB.mhm ＋MC.mh MD.Mhm ＋M【答案】D【解析】斜面固定时，由动能定理得－mgh ＝0－12mv 20所以v 0＝2gh 斜面不固定时，由水平方向动量守恒得mv 0＝(M ＋m )v 由机械能守恒得12mv 20＝12(M ＋m )v 2＋mgh ′解得h ′＝MM ＋m h ，选项D 正确。
3、如图所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车。
现有一质量也为m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则以下说法不正确的是( )A.小球在小车上到达最高点时的速度大小为v 02 B.小球离车后，对地将向右做平抛运动 C.小球离车后，对地将做自由落体运动 D.此过程中小球对车做的功为12mv 20 【答案】B【解析】小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方向总动量守恒，有mv 0＝2mv ，v ＝v 02，选项A 正确；小球离开小车时类似完全弹性碰撞，两者速度互换，此过程中小球对车做的功W ＝12mv 20，故选项C 、D 正确，B 错误。
4、如图所示，质量M ＝2 kg 的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m ＝1 kg 的小球通过L ＝0.5 m 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v 0＝4 m/s ，g 取10 m/s 2。
则（ ） A.若锁定滑块，小球通过最高点P 时对轻杆的作用力为12N B.若解除对滑块的锁定，滑块和小球组成的系统动量守恒 C.若解除对滑块的锁定，小球通过最高点时速度为3m/sD.若解除对滑块的锁定，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为23 m【答案】D【解析】设小球到达最高点速度为v P ，则12mv 20＝mgL ＋12mv 2P ，得v P ＝ 6 m/s ，对小球F ＋mg ＝m v 2PL ，得F ＝2 N ，若解除锁定，小球和滑块构成的系统水平方向动量守恒。
由动量守恒得mv m ＝Mv M 和机械能守恒得12mv 20＝12mv 2m ＋12Mv 2M ＋mgL 得v m ＝2 m/s ，设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为x m ，滑块运动的距离为x M 。
由系统水平方向动量守恒得mx m ＝Mx M 且又x m ＋x M ＝2L 得x m ＝23m 。
故D 正确。
5、如图所示，甲球从O 点以水平速度v 1飞出，落在水平地面上的A 点。
乙球从O 点以水平速度v 2飞出，落在水平地面上的B 点，反弹后恰好也落在A 点，两球质量均为m 。
若乙球落在B 点时的速度大小为2v 2，与地面的夹角为60°，且与地面发生弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，下列说法错误的是（ ）A ．乙球在B 点受到的冲量大小为B ．抛出时甲球的机械能大于乙球的机械能C ．OA 两点的水平距离与OB 两点的水平距离之比是3:1D ．由O 点到A 点，甲、乙两球运动时间之比是1:1 【答案】D 【解析】由动量定理，可知A 正确，刚抛出时，甲和乙的势能相同，但是甲的动能大于乙的动能，故甲的机械能大于乙的机械能，故B 正确。
乙和地面发生弹性碰撞，由对称性可知31t ：：乙甲=t ，故第一次落地的水平位移之比为3：1，故C 正确，由ght 2=可知，甲和乙用的时间不等，故D 错误。
6、.如图所示，水平光滑的地面上停放着一辆质量为M 的小车，小车左端靠在竖直墙壁上，其左侧半径为R 的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的，轨道最低点B 与水平轨道BC 相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m 的物块(可视为质点)从A 点无初速度释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出．重力加速度为g ，空气阻力可忽略不计．关于物块从A 位置运动至C 位置的过程，下列说法中正确的是( )A ． 在这个过程中，小车和物块构成的系统水平方向动量守恒B ． 在这个过程中，物块克服摩擦力所做的功为mgRC ． 在这个过程中，摩擦力对小车所做的功为mgRD ． 在这个过程中，由于摩擦生成的热量为【答案】D【解析】在物块从A 位置运动到B 位置过程中，小车和物块构成的系统在水平方向受到的合力不为零，系统在水平方向动量不守恒，A 错误；物块从A 滑到B 的过程中，小车静止不动，对物块，由动能定理得：mgR ＝mv 2－0，解得物块到达B 点时的速度v ＝；在物块从B 运动到C 过程中，物块做减速运动，小车做加速运动，最终两者速度相等，在此过程中，系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律可得mv ＝(M ＋m )v ′，v ′＝，以物块为研究对象，由动能定理可得：－W f ＝mv ′2－mv 2，解得：W f ＝mgR －，B 错误；对小车由动能定理得：W f 车＝Mv ′2＝，C 错误；物块与小车组成的系统，在整个过程中，由能量守恒定律得：mgR ＝Q ＋(M ＋m )v ′2，解得：Q ＝，D 正确．二、多项选择题（每道题至少有二个选项正确）7、如图所示，一质量M ＝2 kg 、板长L ＝0.65 m 的滑板静止在光滑水平地面上，右侧固定平台D 等高．质量为m ＝1 kg 的物块(可视为质点) v 0＝3 m/s 的水平速度滑上滑板．滑板运动到平台D 时被牢固粘连．已知物块与滑板间的动摩擦因数0.5，滑板右端到平台D 左侧的距离s 在0.2 m ＜s ＜0.5 m 范围内取值．取g ＝10 m/s 2，则（ ）A.在滑板M 和平台D 接触之前，物块m 一直做减速运动B.在滑板M 和平台D 接触之前，物块m 先做减速运动，再做匀速运动C.物块m 刚滑上平台D 时的动能是0.25JD.物块m 和滑板M 摩擦生的热为3J【答案】BC【解析】物块滑上滑板后开始做匀减速运动，此时滑板开始作匀加速直线运动，当物块与滑板达到共同速度时，二者开始做匀速直线运动．设它们的共同速度为v ，根据动量守恒mv C ＝(m ＋M )v ，解 v ＝1 m/s ，对物块，－μmgs 1＝21mv 2－21m v 20，得：s 1＝0.8 m ， 对滑板，μmgs 2＝21Mv 2，解s 2＝0.2 m ，由此可知物块在滑板上相对滑过Δs ＝s 1－s 2＝0.6 m 时，小于0.65 m ，并没有滑下去，二者就具有共同速度了(同速时物块离滑板右侧还有L －Δs ＝0.05 m 距离)，物块的运动是匀减速运动s 1＝0.8 m ，匀速运动s －s 2，匀减速运动L －Δs ＝0.05 m ，滑上平台D ，对物块，－μmg ＝E KD －21m v 20，得：E KD ＝0.25 J. 因为m 在M 上滑过的距离是L ，故D 错误。
8、观赏“烟火”表演是每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。
某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间，就能将5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的最高点，此时礼花弹爆炸为沿水平方向运动的两块（爆炸时炸药质量忽略不计），测得两块落地点间的距离S =900m ，落地时两者的速度相互垂直， (忽略发射底座高度，不计空气阻力，g 取10 m/s 2) 则（ ） A.火药对礼花弹的作用力为为1500N B.火药对礼花弹的作用力为为1550NC.礼花弹在180m 最高点爆炸时，礼花弹动量守恒，机械能也守恒D.礼花弹爆炸成的两块物体质量之比为1：4或4：1 【答案】BD【解析】礼花弹竖直抛上180m 高空用时为t ，则 212hgt = 得： 6 s t =设发射时间为t 1，火药对礼花弹的作用力为F ，得 1550 N F =，礼花弹在180m 高空爆炸时分裂为质量为m 1、m 2的两块，对应水平速度大小为1v 、2v ，方向相反，礼花弹爆炸时该水平方向合外力为零，动量守恒定律，且12m m m +=，设物块落地时竖直速度为y v ，落地时两者的速度相互垂直，如图所示，有：又 y v =gt 代入数据解得：121kg 4kg m m =⎧⎨=⎩ 或 124kg1kg m m =⎧⎨=⎩9、如图所示，两块相同平板P 1、P 2置于光滑水平面上，质量均为m 。
P 2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P 1的最右端，质量为2m 且可看作质点。
P 1与P 以共同速度v 0向右运动，与静止的P 2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P 1与P 2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P 2之间的动摩擦因数为μ。
则 （ ）A.P 1、P 2刚碰完时的共同速度为041v B.P 2的最终速度为043v C.此过程中弹簧的最大压缩量为v 2032μg －L12yθθD.此过程中弹簧的最大弹性势能116mv 20 【答案】BCD【解析】P 1、P 2碰撞瞬间，P 的速度不受影响，根据动量守恒mv 0＝2mv 1，得v 1＝v 02,最终三个物体具有共同速度，根据动量守恒3mv 0＝4mv 2，得v 2＝34v 0,根据能量守恒，系统动能减少量等于因摩擦产生的内能12×2mv 21＋12×2mv 20－12×4mv 22＝2mgμ(L ＋x )×2得x ＝v 232μg －L ,在从第一次共速到第二次共速过程中，弹簧弹性势能等于因摩擦产生的内能，即E p ＝2mgμ(L ＋x )得E p ＝116mv 20,故选项BCDC 正确，A 错误10、如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A 以速度v 0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x 。