高考物理 模拟新题特快专递(第五期)专题二十二、动量和能量
新高考 动量和能量综合题(单选多选)
新高考动量和能量综合题(单选多选)1.(2020·北京海淀高三检测)(多选)如图所示,在A、B两物体间有一与物体不连接的轻质弹簧,两物体用轻细线连接在一起并使弹簧处于压缩状态,整体静止在光滑水平面上。
现将细线烧断,在弹簧对两物体施加作用力的整个过程中,设弹簧弹力对A、B物体的冲量大小分别为I A 和I B ,弹簧弹力对A、B物体所做的功分别为W A 和W B,若A、B物体的质量关系是m A>m B·则下面关系式中正确的是A . I A=IB A . I A <I B D .W A =W B D .W A<W B2.(2020·福州八中高三质检)(多选)质量分别为m1与m2的甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动,已知它们的动量分别是p1-5kg·m/s,p2=7kg·m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为8kg.m/s,则甲、乙两球质量m1与m2间的关系可能是A. m1一m2B. 2m1一m2C. 5m1=3m2D.4m1=m23.(2020·保定一中阶段性考试)矩形滑块由不同材料的上下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图所示,质量为m的子弹以速度υ水平射向滑块。
若射向上层滑块,子弹刚好不射出;若射向下层滑块,则子弹整个刚好嵌入滑块,由上述两种情况相比较A.子弹嵌入两滑块的过程中对滑块的冲量一样多B.子弹嵌人上层滑块的过程中对滑块做的功较多C.子弹嵌入下层滑块的过程中对滑块做的功较多D.子弹嵌入上层滑块的过程中系统产生的热量较多4.(2020·河北名校高三联考)如图所示,两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点,线长为L。
若将A由图示位置静止释放,则B球被碰后第一次速度为零时的高度不可能是A.L/2B.L/4C.L/8D.L/105,(2020·江西十三县联考)(多选)如图所示,一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成,置于光滑的水平面上,如果轨道固定,将可视为质点的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,物块恰好停在水平轨道的最左端。
2024年高考物理题型突破限时大题精练01 动力学与能量综合问题
大题精练01 动力学与能量综合问题公式、知识点回顾(时间:5分钟)一、考向分析1.本专题是力学两大观点在多运动过程问题、传送带问题和滑块一木板问题三类问题中的综合应用,高考常以计算题压轴题的形式命题。
2.用到的知识有:动力学方法观点(牛顿运动定律、运动学基本规律),能量观点(动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律)。
二、动力学三、运动学四、功和能【例题】【传送带模型中的动力学和能量问题】如图所示,水平传送带AB,长为L=2m,其左端B点与半径R=0.5的半圆形竖直轨道BCD平滑连接,其右端A点与光滑长直水平轨道平滑连接。
轨道BCD最高点D与水平细圆管道DE平滑连接。
管道DE与竖直放置的内壁光滑的圆筒上边缘接触,且DE延长线恰好延圆筒的直径方向。
已知水平传送带AB以v=6m/s的速度逆时针匀速运行,圆筒半径r=0.05m、高度h=0.2m。
质量m=0.5kg、可视为质点的小滑块,从P 点处以初速度v0向左运动,与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,与其它轨道间的摩擦以及空气阻力均忽略不计,不计管道DE的粗细。
(1)若小滑块恰好能通过半圆形轨道最高点D,求滑块经过半圆形轨道B点时对轨道的压力大小F N;(2)若小滑块恰好能通过半圆形轨道最高点D,求滑块的初速度v0;(3)若小滑块能从D点水平滑入管道DE,并从E点水平离开DE后与圆筒内壁至少发生6次弹性碰撞,求滑块的初速度v0的范围。
【解答】解:(1)小滑块恰好能通过最高点D处,则在最高点重力提供向心力,轨道对小滑块无压力,即mg=m v D2 R小滑块从B点向D点运动过程中根据动能定理﹣mg•2R=12m v D2−12m v B2代入数据解得v B=5m/s在最低点B点,有F′N−mg=m v B2 R联立以上各式,根据牛顿第三定律可知,滑块经过半圆形轨道B点时对轨道的压力大小为F N=1.【用动力学和能量观点解决直线+圆周+平抛组合多过程问题】如图甲所示是一款名为“反重力”磁性轨道车的玩具,轨道和小车都装有磁条,轨道造型可以自由调节,小车内装有发条,可储存一定弹性势能。
高考物理新题精选分类解析专题动量和能量
2021高考物理新题精选分类解析专题28动量与能量1.〔18分〕〔2021广东汕头市期末〕如图,Q为一个原来静止在光滑水平面上旳物体,其DB段为一半径为R旳光滑圆弧轨道,AD段为一长度为L=R旳粗糙水平轨道,二者相切于D点,D 在圆心O旳正下方,整个轨道位于同一竖直平面内.物块P旳质量为m〔可视为质点〕,P与AD间旳动摩擦因数μ=0.1,物体Q旳质量为M=2m,重力加速度为g.〔1〕假设Q固定,P以速度v0从A点滑上水平轨道,冲至C点后返回A点时恰好静止,求v0旳大小与P刚越过D点时对Q旳压力大小.〔2〕假设Q不固定,P仍以速度v0从A点滑上水平轨道,求P 在光滑圆弧轨道上所能到达旳最大高度h.联立解得mg F D 2.1= ⑤〔2分〕2.〔18分〕〔2021广东东莞市期末〕如下图,光滑水平面MN 旳左端M 处固定有一能量补充装置P ,使撞击它旳物体弹回后动能在原来根底上增加一定值.右端N 处与水平传送带恰好平齐且靠近,传送带沿逆时针方向以恒定速率v = 6m/s 匀速转动,水平局部长度L =9m.放在光滑水平面上旳两一样小物块A 、B 〔均视为质点〕间有一被压缩旳轻质弹簧,弹性势能Ep =9J ,弹簧与A 、B 均不粘连,A 、B 与传送带间旳动摩擦因数μ,物块质量m A =m B =lkg.现将A 、B 同时由静止释放,弹簧弹开物块A 与B 后,迅速移去轻弹簧,此时,A 还未撞击P ,B 还未滑上传送带.取g = 10m/s 2.求:(1)A 、B 刚被弹开时旳速度大小.(2)试通过计算判断B 第一次滑上传送带后,能否从传送带右端滑离传送带.(3)假设B 从传送带上回到光滑水平面MN 上与被弹回旳A 发生碰撞后粘连,一起滑上传送带.那么P 应给A 至少补充多少动能才能使二者一起滑离传送带?解:(1) 弹簧弹开旳过程中,系统机械能守恒222121B B A A P v m v m E += 〔2分〕由以上四式可得: E ≥108J. 〔1分〕3.〔18分〕〔2021广东汕头市期末〕如下图,在光滑绝缘水平面上,不带电旳绝缘小球P 2静止在O 点.带正电旳小球P 1以速度v 0从A 点进入AB 区域.随后与P 2发生正碰后反弹,反弹速度为32v 0.从碰撞时刻起在AB 区域内加上一个水平向右,电场强度为E 0旳匀强电场,并且区域外始终不存在电场. P 1旳质量为m 1,带电量为q ,P 2旳质量为m 2=5m 1,A 、O 间距为L 0,O 、B 间距为340L L =,0201034L v m qE =. 〔1〕求碰撞后小球P 1向左运动旳最大距离及所需时间. 〔2〕判断两球能否在OB 区间内再次发生碰撞.设P 1、P 2碰撞后又经t ∆时间在OB 区间内能再次发生碰撞, P 1位移为s 1,P 1位移为s 2,由运动学公式,有20121v 32s t a t ∆+∆-= ⑧〔2分〕t v ∆=22s ⑨〔1分〕21s s = ⑩〔1分〕联立解得 2s 02L =<043L L = 两球能在OB 区间内再次发生碰撞〔2分〕 4.〔18分〕〔2021广东茂名高考模拟〕如下图,五块完全一样旳长木板依次紧挨着放在水平地面上,每块木板旳长度L=.在第一块长木板旳旳小物块.小物块与长木板间旳动摩擦因数2.01=μ,长木板与地面间旳动摩擦因数1.02=μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.一颗质量为kg m 02.00=旳子弹以s m /1500=υ水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板外表滑行,重力加速度g 取2/10s m .求:(1)小物块滑至哪块长木板时,长木板才开场在地面上滑动.(2)物块在整个运动过程中相对出发点滑行旳最大距离.即物块与木板获得s m /41旳共同速度,之后整体向前匀减速运动2s 后静止.由动能 定理230202)(21)(v m m M gs m M ++=+-μ ……〔1分〕 解得m s 3212= …〔1分〕所以物块总共发生旳位移m S S L S 27.2421≈++= ……〔1分〕5〔2021北京丰台期末〕.〔10分〕在光滑旳水平面上,一质量为m A 旳小球A ,以8 m/s 旳初速度向右运动,与质量为m B 旳静止小球B 发生弹性正碰.碰后小球B 滑向与水平面相切、半径为R 旳竖直放置旳光滑半圆形轨道,且恰好能通过最高点N 后水平抛出.g =10m/s 2.求:(1) 碰撞后小球B 旳速度大小;(2) 小球B 从轨道最低点M 运动到最高点N 旳过程中所受合外力旳冲量;(3) 碰撞过程中系统旳机械能损失.6〔2021北京西城期末〕〔12分〕如下图,一质量M =旳砂摆,用轻绳悬于天花板上O 点.另有一玩具枪能连续发射质量m =,速度v =/s 旳小钢珠.现将砂摆拉离平衡位置,由高h =处无初速度释放,恰在砂摆向右摆到最低点时,玩具枪发射旳第一颗小钢珠水平向左射入砂摆,二者在极短时间内到达共同速度.不计空气阻力,取g =10m/s 2. 〔1〕求第一颗小钢珠射入砂摆前旳瞬间,砂摆旳速度大小v 0; 〔2〕求第一颗小钢珠射入砂摆后旳瞬间,砂摆旳速度大小v 1; 〔3〕第一颗小钢珠射入后,每当砂摆向左运动到最低点时,都有一颗同样旳小钢珠水平向左射入砂摆,并留在砂摆中.当第n 颗小钢珠射入后,砂摆能到达初始释放旳高度h ,求n .解:第3颗小钢球打入过程,同理7(2021北京房山区期末) .如下列图所示,平板车P 旳质量为M ,小物块Q 旳质量为m ,大小不计,位于平板车旳左端,系统原来静止在光滑水平地面上.一不可伸长旳轻质细绳长为R ,一端悬于Q 旳正上方高为R 处,另一端系一质量也为m 旳小球(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 碰撞旳时间极短,且无能量损失,Q 离开平板车时速度大小是平板车速度旳两倍,Q 与P 之间旳动摩擦因数为μ,M ∶m =4∶1,重力加速度为g .求:〔1〕小球到达最低点与Q 碰撞之前瞬间旳速度是多大; 〔2〕小物块Q 离开平板车时平板车旳速度为多大; R 60Q P M m〔3〕平板车P 旳长度为多少?解析. (1)小球由静止摆到最低点旳过程中,有:mgR (1-cos 60°)=12mv 20,∴v 0=gR(2)小球与物块Q 相撞时,没有能量损失,动量守恒,机械能守恒,那么:36〔2021广东汕头期末〕.〔18分〕如下图,在光滑绝缘水平面上,不带电旳绝缘小球P 2静止在O 点.带正电旳小球P 1以速度v 0从A 点进入AB 区域.随后与P 2发生正碰后反弹,反弹速度为32v 0. 从碰撞时刻起在AB 区域内加上一个水平向右,电场强度为E 0旳匀强电场,并且区域外始终不存在电场.P 1旳质量为m 1,带电量为q ,P 2旳质量为m 2=5m 1,A 、O 间距为L 0,O 、B 间距为340L L =,0201034L v m qE =. 〔1〕求碰撞后小球P 1向左运动旳最大距离及所需时间. 〔2〕判断两球能否在OB 区间内再次发生碰撞.q E 0= m 1a ③〔1分〕2s 02L =<043L L = 两球能在OB 区间内再次发生碰撞〔2分〕。
高中物理复习专题-动量与能量
专题三动量与能量思想方法提炼牛顿运动定律与动量观点和能量观点通常称作解决问题的三把金钥匙.其实它们是从三个不同的角度来研究力与运动的关系.解决力学问题时,选用不同的方法,处理问题的难易、繁简程度可能有很大差别,但在很多情况下,要三把钥匙结合起来使用,就能快速有效地解决问题.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,能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的,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.高中物理在力学、热学、电磁学、光学和原子物理等各分支学科中涉及到许多形式的能,如动能、势能、电能、内能、核能,这些形式的能可以相互转化,并且遵循能量转化和守恒定律,能量是贯穿于中学物理教材的一条主线,是分析和解决物理问题的主要依据。
在每年的高考物理试卷中都会出现考查能量的问题。
并时常发现“压轴题”就是能量试题。
2.能的转化和守恒定律在各分支学科中表达式(1)W合=△E k包括重力、弹簧弹力、电场力等各种力在内的所有外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。
(动能定理)(2)W F=△E除重力以外有其它外力对物体做功等于物体机械能的变化。
(功能原理) 注:(1)物体的内能(所有分子热运动动能和分子势能的总和)、电势能不属于机械能(2)W F=0时,机械能守恒,通过重力做功实现动能和重力势能的相互转化。
(3)W G=-△E P重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增加。
重力势能变化只与重力做功有关,与其他做功情况无关。
(4)W电=-△E P 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。
在只有重力、电场力做功的系统内,系统的动能、重力势能、电势能间发生相互转化,但总和保持不变。
注:在电磁感应现象中,克服安培力做功等于回路中产生的电能,电能再通过电路转化为其他形式的能。
(5)W+Q=△E物体内能的变化等于物体与外界之间功和热传递的和(热力学第一定律)。
(6)mv02/2=hν-W 光电子的最大初动能等于入射光子的能量和该金属的逸出功之差。
高三物理动量、能量计算题专题训练
动量、能量计算题专题训练1.(19分)如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg 的带有圆弧轨道的平板车,车的上表面是一段长L=1.5m 的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m 的41光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O ′点相切。
现将一质量m=1.0kg 的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v 0滑上平板车,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5。
小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A 。
取g=10m/2,求:(1)小物块滑上平板车的初速度v 0的大小。
(2)小物块与车最终相对静止时,它距O ′点的距离。
(3)若要使小物块最终能到达小车的最右端,则v 0要增大到多大?2.(19分)质量m A =3.0kg .长度L =0.70m .电量q =+4.0×10-5C 的导体板A 在足够大的绝缘水平面上,质量m B =1.0kg 可视为质点的绝缘物块B 在导体板A 的左端,开始时A 、B 保持相对静止一起向右滑动,当它们的速度减小到0v =3.0m/s 时,立即施加一个方向水平向左.场强大小E =1.0×105N/C 的匀强电场,此时A 的右端到竖直绝缘挡板的距离为S =2m ,此后A 、B 始终处在匀强电场中,如图所示.假定A 与挡板碰撞时间极短且无机械能损失,A 与B 之间(动摩擦因数1μ=0.25)及A 与地面之间(动摩擦因数2μ=0.10)的最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力,g 取10m/s 2(不计空气的阻力)求:(1)刚施加匀强电场时,物块B 的加速度的大小?(2)导体板A 刚离开挡板时,A 的速度大小?(3)B 能否离开A ,若能,求B 刚离开A 时,B 的速度大小;若不能,求B 距A 左端的最大距离。
3.(19分)如图所示,一个质量为M 的绝缘小车,静止在光滑的水平面上,在小车的光滑板面上放一质量为m 、带电荷量为q 的小物块(可以视为质点),小车的质量与物块的质量之比为M :m=7:1,物块距小车右端挡板距离为L ,小车的车长为L 0=1.5L ,现沿平行车身的方向加一电场强度为E 的水平向右的匀强电场,带电小物块由静止开始向右运动,而后与小车右端挡板相碰,若碰碰后小车速度的大小是滑块碰前速度大小的14,设小物块其与小车相碰过程中所带的电荷量不变。
新高考2021届高考物理小题必练25电磁感应中的动力学与能量问题20210421173
(1)导体棒切割磁感线运动时的动力学问题;(2)电磁感应中的能量转化问题;(2)电磁感应中的动量与能量问题。
例1.(2020·全国卷I·21)如图,U 形光滑金属框abcd 置于水平绝缘平台上,ab 和dc 边平行,和bc 边垂直。
ab 、dc 足够长,整个金属框电阻可忽略。
一根具有一定电阻的导体棒MN 置于金属框上,用水平恒力F 向右拉动金属框,运动过程中,装置始终处于竖直向下的匀强磁场中,MN 与金属框保持良好接触,且与bc 边保持平行。
经过一段时间后( )A. 金属框的速度大小趋于恒定值B. 金属框的加速度大小趋于恒定值C. 导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D. 导体棒到金属框bc 边的距离趋于恒定值【答案】BC【解析】由bc 边切割磁感线产生电动势,形成电流,使得导体棒MN 受到向右的安培力,做加速运动,bc 边受到向左的安培力,向右做加速运动。
当MN 运动时,金属框的bc 边和导体棒MN 一起切割磁感线,设导体棒MN 和金属框的速度分别为v 1、v 2,则电路中的电动势E =BL (v 2-v 1),电流中的电流21()BL v v E I R R-==,金属框受到的安培力MN方向相同,设导体棒MN 和金属框的质量分别为m 1、m 2,则对导体棒MN 有a 1从零开始逐渐增加,a 2从2F m 开始逐渐减小。
当a 1=a 2定。
整个运动过程用速度时间图象描述如图所示。
综上可得,金属框的加速度趋于恒定值,安培力也趋于恒定值,BC 正确;金属框的速度会一直增大,导体棒到金属框bc 边的距离也会一直增大,AD错误。
例2.(2020·全国卷III·24)如图,一边长为l 0的正方形金属框abcd 固定在水平面内,空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。
一长度大于l 0的均匀导体棒以速率v 自左向右在金属框上匀速滑过,滑动过程中导体棒始终与ac 垂直且中点位于ac 上,导体棒与金属框接触良好。
高考物理 模拟新题特快专递(第五期)专题六、机械能
专题六、机械能1.(2013山东省济宁市期末)光滑水平面上静止的物体,受到一个水平拉力F作用开始运动,拉力随时间变化如图所示,用v、x、E k、P分别表示物体的速度、位移、动能和水平拉力的功率,下列四个图象中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况,正确的是答案:AD解析:光滑水平面上静止的物体,受到一个水平恒定拉力F作用,加速度恒定,速度随时间均匀增大,图象A正确B错误;由动能定理,Fx=△E k,x=12at2,动能E k随时间的二次方变化,选项C错误;拉力功率P=Fv=Fat,选项D正确。
2.(2013山东省烟台市期末)如图所示,轻弹簧的上端悬挂在天花板上,下端挂一质量为m 的小球,小球处于静止状态.现在小球上加一竖直向上的恒力F使小球向上运动,小球运动的最高点与最低点之间的距离为H,则此过程中(g为重力加速度,弹簧始终在弹性限度内)A.小球的重力势能增加mgHB.小球的动能增加(F-mg)HC.小球的机械能增加FHD.小球的机械能守恒答案:A解析:现在小球上加一竖直向上的恒力F使小球向上运动,小球运动的最高点与最低点之间的距离为H,则此过程中小球的重力势能增加mgH,选项A正确。
小球上升过程中,弹性势能变化,由功能关系,小球的动能增加不等于(F-mg)H,选项B错误。
对小球和弹簧组成的系统,现在小球上加一竖直向上的恒力F使小球向上运动,小球和弹簧系统的机械能增加FH,选项C错误。
由于小球受到除重力以外的力作用,小球的机械能不守恒,选项D错误。
3、(2013杭州名校质检)如图所示,已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ,三块材料不同的地毯长度均为l,并排铺在水平地面上,该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块,则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来,物体在运动中地毯保持静止.若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动,则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等,则这一点是( )A.a点 B.b点C.c点 D.d点答案:C解析:对物体从a运动到c,由动能定理,-μmg-2μmg=12mv02-12mv12,对物体从d运动到c,由动能定理, -3μmg=12mv02-12mv22,解得v2= v1,选项C正确。
专题2-3 动量和动能(讲)(新高考专用)(原卷版)
2021·浙江1月卷·T12
2021·全国乙卷·T14
2021·广东卷·T13
2021·北京卷·T17
2020·全国 卷·T14
2020T13
碰撞与反冲、爆炸类问题
Ⅱ
2022·山东卷·T2
2021·天津卷·T7
动力学、动量和能量观点的综合应用
②若两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变。
爆炸
动量守恒:爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力
动能增加:有其他形式的能量(如化学能)转化为动能
位置不变:爆炸的时间极短,物体产生的位移很小,一般可忽略不计
反冲
动量守恒:系统不受外力或内力远大于外力
机械能增加:有其他形式的能转化为机械能
人船模型
两个物体
动量守恒:系统所受合外力为零
质量与位移关系:m1x1=m2x2(m1、m2为相互作用的物体质量,x1、x2为其位移大小)
重点
1.掌握碰撞的“三个原则”
(1)动量守恒原则,即碰撞前后两物体组成的系统满足动量守恒定律;
(2)能量不增加原则,即碰撞后系统的总能量不大于碰撞前系统的总能量;
(3)物理情境可行性原则,即两物体碰撞前后的物理情境应与实际相一致.
合理选择解题方法
选择角度
常用解题方案选择
从研究对象上看
(1)若多个物体的运动状态不同,则一般不宜对多个物体整体应用牛顿运动定律;
(2)若研究对象为单个物体,则不能用动量观点中的动量守恒定律;
(3)若研究对象为多物体系统,且系统内的物体与物体间有相互作用,一般用“守恒定律”去解决问题,但必须注意研究对象是否满足定律的守恒条件.
f·d= mv02- (M+m)v2= mv02 。
高三高考最近考题选——动量与能量
05高三高考最近考题选——动量与能量
1、如图示,质量的弹性小球A在长为的细轻绳牵引下可以绕水平轴O在竖直平面内做圆周运动,圆周的最高点为P.小球A在竖直平面内完成圆周运动过程中,由于该空间存在某种特殊物质的作用,使得小球A在竖直平面内每转动半周都会损失一部分动能,设每次损失的动能均为它每次经过P 点时动能的.现小球在顶点P以的初速度向左转动.P处有一个水平槽,槽内有许多质量均为的弹性钢球,小球A每次转动到P点恰好与P点处的小钢球发生弹性正碰,钢球水平飞出做平抛运动.每次被小球A碰撞后,槽内填充装置可将钢球自动填充动到P点位置且静止.已知水平地面距水平
槽的高度恰好是1.8m,小球均可视为质点.求:
⑴小球A第一次过最低点时,细绳的拉力(保留3
位有效数字);
⑵小球A能将钢球碰出去的钢球个数;
⑶第一个钢球与最后一个钢球落地后的水平距离
(保留3位有效数字).
答案⑴;⑵4个;⑶
解析⑴小球A从顶部运动到底部过程根据功
能关系有:
在最低点,由牛顿第二定律知:,
联立可解得:
⑵小球第一次转回到顶部碰前状况,设其速度为,根据题意可知,损失
部分机械能,重力势能不变,。
专题(42)动力学 动量和能量观点在电学中的应用(解析版)
2021年(新高考)物理一轮复习专题强化练专题(42)动力学、动量和能量观点在电学中的应用(解析版)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,满分48分。
在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。
)1、(多选)(2020·江苏卷)如图所示,两匀强磁场的磁感应强度1B 和2B 大小相等、方向相反。
金属圆环的直径与两磁场的边界重合。
下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是( )A .同时增大1B 减小2B B .同时减小1B 增大2BC .同时以相同的变化率增大1B 和2BD .同时以相同的变化率减小1B 和2B【答案】B【解析】AB .产生顺时针方向的感应电流则感应磁场的方向垂直纸面向里。
由楞次定律可知,圆环中的净磁通量变化为向里磁通量减少或者向外的磁通量增多,A 错误,B 正确。
CD .同时以相同的变化率增大B 1和B 2,或同时以相同的变化率较小B 1和B 2,两个磁场的磁通量总保持大小相同,所以总磁通量为0,不会产生感应电流,CD 错误。
故选B 。
2、如图所示,在匀强磁场中,两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab 和cd ,假定它们沿导轨运动的速率分别为v 1和v 2,且v 1<v 2,若金属导轨和金属棒的电阻不能忽略,要使回路中产生的感应电流最大,则棒ab 、cd 的运动情况应该为( )A.ab 和cd 都向右运动B.ab 和cd 都向左运动C.ab 向右、cd 向左做相向运动D.ab 向左、cd 向右做背向运动【答案】C【解析】根据右手定则,当金属棒运动方向相同时,棒中产生的电流方向相同,回路中的总电流为两电流之差,故A 、B 项中电流不是最大;当两金属棒运动方向相反时,棒中产生的电流方向相反,回路中的总电流为两电流之和,但随着棒的运动,D 项中ab 向左、cd 向右做背向运动时,回路中的电阻在变大,电流不一定最大,选项C 正确。
2022年高考物理最新模拟题分类解析 专题20 动量和能量综合性问题(第02期)(原卷版)
2022高考最新原创模拟题分类解析II-20专题二十、动量和能量综合性问题1.(10分)(2022东北三校联考)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。
2.(2022北京东城期末)据统计人在运动过程中,脚底在接触地面瞬间受到的冲击力是人体自身重力的数倍。
为探究这个问题,试验小组同学利用落锤冲击的方式进行了试验,即通过肯定质量的重物从某一高度自由下落冲击地面来模拟人体落地时的状况。
重物与地面的形变很小,可忽视不计。
g取10m/s2。
下表为一次试验过程中的相关数据。
重物(包括传感器)的质量m/kg 8.5重物下落高度H/cm 45重物反弹高度h/cm 20最大冲击力F m/N 850重物与地面接触时间t/s 0.1⑴请你选择所需数据,通过计算回答下列问题:a.重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小;b.在重物与地面接触过程中,重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍。
⑵假如人从某一确定高度由静止竖直跳下,为减小脚底在与地面接触过程中受到的冲击力,可实行什么具体措施,请你供应一种可行的方法并说明理由。
3. (10分) (2022贵州凯里一中模拟)如图,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(弹簧左侧的挡板质量不计)。
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,然后连续运动。
假设B和C碰撞过程时间极短。
求从A开头压缩弹簧直至与弹簧分别的过程中:(i)整个系统损失的机械能;(ii)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
高考物理模拟新题特快专递(第四期)专题二十动量和能量
专题二十、动量和能量1. ( 2013 安徽望江二中质检)如下图,在圆滑水平面上质量分别为m A=2kg、m B=4kg,速率分别为 v A=5m/s、 v B=2m/s 的 A、 B 两小球沿同向来线相向运动, 下述正确的选项是A.它们碰撞前的总动量是18kg·m/s,方向水平向右B.它们碰撞后的总动量是18kg·m/s,方向水平向左C.它们碰撞前的总动量是2kg·m/s,方向水平向右D.它们碰撞后的总动量是2kg·m/s,方向水平向左答案: D分析:依据题述,它们碰撞前的总动量是m B v B- m A v A= 2 kg·m/s,方向水平向左,根据动量守恒定律,它们碰撞后的总动量是2kg·m/s,方向水平向左,选项 D 正确 ABC 错误。
2.(2013 河北正定中学测试)如下图,半径为R的圆滑圆形轨道固定在竖直面内.小球 A、 B质量分别为 m、3m。
A 球从左边某高处由静止开释,并与静止于轨道最低点的B 球相撞,碰撞后 A1球被反向弹回,且A、B 球能达到的最大高度均为R.重力加快度为 g.问:(1)碰撞刚结束时B球对轨道的压力大小;(2)经过计算说明 , 碰撞过程中A、B球构成的系统有无机械能损失?如有机械能损失 , 损失了多少?2.分析:(1)因 A、 B 球能达到的最大高度均为1/4R,由机械能守恒定律,获得碰撞后小球的速度大小为1/2mv 2= 1/4mgR, v A= v B= 1 gR2设 B 球遇到的支持力大小为N,依据牛顿第二定律:2 N - 3mg =mv,得 N = 9/2mg .R由牛顿第三定律,小球B 对轨道的压力大小为: N ′= N = 9/2mg .( 2)设 A 球碰前的速度方向为正方向,碰撞过程知足动量守恒定律,mv 0=- mv A + 3mv B代入 v A 与 v B 的值,有: v 0=2gR碰前系统的机械能 E = 12mv 0 = mgR1 2碰后系统的机械能为 E 2= 1/4mgR + 3/4mgR = mgR故 E 1= E 2,无机械能损失.3. ( 2013 北京丰台期末)在圆滑的水平面上,一质量为 m A =0.1kg 的小球 A ,以 8 m/s 的初速度向右运动,与质量为m =0.2kg 的静止小球 B 发生弹性正碰。
高考物理模拟新题特快专递(第二期)专题十八动量和能量
1.( 2013 北京海淀期中)如图 8 所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的圆滑弧形槽静止放在圆滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,以下说法正确的选项是()A .在下滑过程中,物块的机械能守恒hB.在下滑过程中,物块和槽的动量守恒C .物块被弹簧反弹后,做匀速直线运动图 8D .物块被弹簧反弹后,能回到槽高h 处1. 【答案】: C【分析】:在下滑过程中,物块和圆滑弧形槽构成的系统机械能守恒,物块的机械能减小,选项 A 错误;在下滑过程中,物块和圆滑弧形槽构成的系统水平方向不受力,水平方向动量守恒;而竖直方向系统所受重力大于支持力,合外力不为零,系统动量不守恒,选项B错误;物块被弹簧反弹后,做匀速直线运动,不可以回到槽高h 处,选项C正确D错误。
2.( 14 分)( 2013 北京四中摸底)质量为m=1kg 的小木块(可当作质点),放在质量为M=5kg 的长木板的左端,如下图.长木板放在圆滑的水平桌面上.小木块与长木板间的动摩擦因数μ =0.1 ,长木板的长度l =2m.系统处于静止状态.现使小木块从长木板右端离开出来,可采纳以下两种方法:( g 取10m/s2)(1)给小木块施加水平向右的恒定外力F, F 作用时间 t =2s.则 F 起码是多大?( 2)给小木块一个水平向右的冲量I ,则冲量 I 起码是多大?解题思路:应用匀变速直线运动规律、牛顿第二定律列方程解得 F 的最小值;由动量守恒定律、动能定理、动量定理列方程解得冲量 I 的最小值。
考察重点:匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、动量守恒定律、动能定理、动量定理等。
分析:( 1)设 m、 M的加快度分别是a1, a2,则1a1 t 2l s①21a2 t 2s②2mg Ma 2, a210.1 10m/s20.2m/s2③5由①②可得 a1 1a2 1.2m/s 2④F mg ma 1⑤F (0.11 10 1 1.2) N 2.2N⑥( 2) mv 0 (m M )v 1⑦解得 v 11v 06mgl1mv 021(M m)v 12⑧22解得 v 04.8m/s ⑨I mv 04.8N gs⑩3. (12 分 ) ( 2013 安徽皖南八校联考)如下图,质量为m 1 的为滑块(可视为质点)自光滑圆弧形糟的顶端A 处无初速度地滑下,糟的底端与水平传递带相切于左传导轮顶端的B点, A ,B 的高度差为 h 1=- 1.25 m.。
高考物理最新模拟题精选训练动量专题03动量与能量综合问题含解析
专题03 动量与能量综合问题1.(2017陕西宝鸡模拟)滑腻水平面上放有质量别离为2m和m的物快A和B,用细线将它们连接起来,两物块中间夹有一紧缩的轻质弹簧(弹簧与物块不相连),弹簧的紧缩量为x。
现将细线剪断,此刻物快A的加速度大小为a,两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v,则A.物块开始运动前,弹簧的弹性势能为32mv2B.物块开始运动前,弹簧的弹性势能为3 mv2 C.物快B的加速度大小为a时弹簧的紧缩量为x/2D.物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为23x【参考答案】.BC【命题用意】本题考查动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿运动定律、胡克定律、运动学公式等知识点。
对动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿运动定律,必然要能够灵活运用,熟练掌握。
2.(多项)(2017安徽两校联考)如图所示,用轻绳将两个弹性小球牢牢束缚在一路并发生微小的形变,现正在滑腻水平面上以速度v0=s 向右做直线运动,已知两弹性小球质量别离为m1=和m2=。
一段时间后轻绳突然自动断开,断开后两球仍沿原直线运动。
通过t=两球的间距为s=,则下列说法正确的是()A.刚分离时,a、b两球的速度方向相同B.刚分离时,b球的速度大小为sC.刚分离时,a球的速度大小为sD.两球分开进程中释放的弹性势能为【参考答案】CD3.(2016·湖北八市联考)如图所示,一辆质量为M=3 kg的平板小车A停泊在竖直滑腻墙壁处,地面水平且滑腻,一质量为m=1 kg的小铁块B(可视为质点)放在平板小车A最右端,平板小车A上表面水平且与小铁块B之间的动摩擦因数μ=,平板小车A的长度L= m。
现给小铁块B一个v0=5 m/s的初速度使之向左运动,与竖直墙壁发生弹性碰撞后向右运动,重力加速度g=10 m/s2。
下列说法正确的是A.小铁块B向左运动抵达竖直墙壁时的速度为2m/sB.小铁块B与墙壁碰撞进程中所受墙壁的冲量为C.小铁块B向左运动抵达竖直墙壁的进程中损失的机械能为4JD.小铁块B在平板小车A上运动的整个进程中系统损失的机械能为9 J【参考答案】BD4.一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x,假设他站在船头要跳上距离为L远处的与船头在同一高度的平台上。
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2013高考模拟新题特快专递第五期专题二十二、动量和能量1.(2013北京市东城区联考)如图10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右运动,不计冲上斜面过程中机械能损失。
如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面顶端。
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 .h M m m+C .h M mD .hM m M +【答案】 D【解析】若斜面固定,由机械能守恒定律可得,212mv mgh =;若斜面不固定,系统水平方向动量守恒,有1()mv M m v =+,由机械能守恒定律可得,22111'()22mv mgh M m v =++,以上三式联立可得'h =h M m M +2.(2013深圳市南山区期末)如图,质量m=20kg 的物块(可视为质点),以初速度v 0=10m/s 滑上静止在光滑轨道的质量M=30kg 、高h =0.8m 的小车的左端,当车向右运动了距离d 时(即A 处)双方达到共速。
现在A处固定一高h =0.8m 、宽度不计的障碍物,当车撞到障碍物时被粘住不动,而货物继续在车上滑动,到A 处时即做平抛运动,恰好与倾角为53°的光滑斜面相切而沿斜面向下滑动,已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.5,(g=10m/s 2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求: (1)车与货物共同速度的大小v 1; (2)货物平抛时的水平速度v 2; (3)车的长度L与距离d .m v M θh图解:(1)车与货物已经到达共同速度,根据动量守恒定律:10)(v M m mv += (3分)得:s m v /41= (2分)(2)货物从小车上滑出之后做平抛运动,由平抛运动规律,得:221gt h =得:s t 4.0= (2分)s m gt v y /4== (2分)在斜面顶点分解速度如图,由ο53tan 2=v v y ,得:s m v /32= (2分) (3)对于车,由动能定理,得:02121-=Mv mgd μ (2分) 得:m d 8.4= (1分) 对于货物,全程由动能定理,得:20222121)(mv mv d L mg -=+-μ (3分) 得L=6.7m (1分)3.(2013广东省韶关市一模)如图所示,固定点O 上系一长L = 0.6 m 的细绳,细绳的下端系一质量m = 1.0 kg 的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的B 点接触但对平台无压力,平台高h = 0.80 m ,一质量M = 2.0 kg 的物块开始静止在平台上的P 点,现对M 施予一水平向右的初速度V 0,物块M 沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B 处与小球m 发生正碰,碰后小球m 在绳的约束下做圆周运动,经最高点A 时,绳上的拉力恰好等于摆球的重力,而M 落在水平地面上的C 点,其水平位移S = 1.2 m ,不计空气阻力,g =10 m/s 2,求:(1)质量为M 物块落地时速度大小?(2)若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5,物块M 与小球的初始距离为S 1=1.3m ,物块M 在P 处的初速度大小为多少?解析:(1)碰后物块M 做平抛运动,设其 平抛运动的初速度为V3221gt h =…… ① (2分) S = V 3t …… ② (2分) 得:hgSV 23== 3.0 m/s …… ③ (1分) 落地时的竖直速度为:gh V y 2== 4.0 m/s …… ④ (1分)所以物块落地时的速度大小:223y V V V +== 5.0 m/s …… ⑤(2)物块与小球在B 处碰撞,设碰撞前物块的速度为V 1,碰撞后小球的速度为V 2,由动量守恒定律:MV 1 = mV 2 + MV 3 …… ⑥ (2分)碰后小球从B 处运动到最高点A 过程中机械能守恒,设小球在A 点的速度为V A :mgL mV mV A 22121222+= …… ⑦(2分) 小球在最高点时依题给条件有:LV m mg A 22= …… ⑧ (2分)由⑦⑧解得:V 2 = 6.0 m/s …… ⑨ (1分) 由③⑥⑨得:MMV mV V 321+== 6.0 m/s …… ⑩ (1分)物块M 从P 运动到B 处过程中,由动能定理:202112121MV MV MgS -=-μ … ⑾(2分) 解得:12102gS V V μ+== 7.0 m/s …… ⑿ (1分)4.(18分) (2013广东省江门市期末)如图所示,粗糙水平桌面PO 长为L=1m,桌面距地面高度H=O.2m,在左端P 正上方细绳悬挂质量为m 的小球A,A 在距桌面高度h=0.8m 处自由释放,与静止在桌面左端质量为m 的小物块B 发生对心碰撞,碰后瞬间小球A 的速率为碰前瞬间的1/4, 方向仍向右,已知小物块B 与水平桌面PO 间动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g :=10m/s 2。
(1)求碰前瞬间小球A 的速率和碰后瞬间小物块B 的速率分别为多大; (2)求小物块B 落地点与O 点的水平距离。
解:(1)设碰前瞬间小球A 的速度大小为1v ,碰后瞬间小物块B 速度大小为2v 对小球A ,由机能守恒定律 2121mv mgh =…(3分) s m v /41= …(1分) 对系统,由动量守恒定律 2114mv v mmv += …(3分) s m v /32= …(1分)(2)设小物块B 由桌面右端O 水平抛出速度大小为3v ,由动能定理:22232121mv mv mgL -=-μ …(3分) s m v /13= …(1分)小物块B 由O 水平抛出,竖直方向,221gt H = …(2分) 解得 t=0.2s …(1分)水平方向,t v x 3= …(2分) x=0.2m …(1分)5.(22分)(1)(2013广州市天河区模拟)如图所示,一轻质弹簧的两端分别固定滑块B 、C ,该整体静止放在光滑的水平面上。
现有一滑块A 从离水平面高h 处的光滑曲面由静止滑下,与滑块B 发生碰撞并立即粘在一起压缩弹簧推动滑块C 向前运动。
已知m A =m ,m B =2m ,mC=3m ,重力加速度为g ,求:①滑块A 、B 碰撞结束后瞬间的速度大小; ②弹簧第一次压缩到最短时具有的弹性势能。
解析:① 设滑块A 滑到水平面的速度为v 1,由机械能守恒定律有 2112A A m gh m v =得12v gh =碰撞过程A 、B 所组成的系统动量守恒,设共同速度为v 2,得 12()A A B m v m m v =+得2123v gh =② 由A 、B 、C 组成的系统在压缩弹簧过程中系统的动量及机械能守恒,当A 、B 、C 的速度相等时(设为v 3),弹簧的弹性势能最大,有13()A A B C m v m m m v =++得3126v gh =由机械能守恒有 22max 23111()()226p A B A B C E m m v m m m v mgh =+-++=6.(18分)如图所示的轨道由半径为R 的1/4光滑圆弧轨道AB 、竖直台阶BC 、足够长的光滑水平直轨道CD 组成.小车的质量为M ,紧靠台阶BC 且上水平表面与B 点等高.一质量为m 的可视为质点的滑块自圆弧顶端A 点由静止下滑,滑过圆弧的最低点B 之后滑到小车上.已知M=4m ,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q 点,小车的上表面左端点P 与Q 点之间是粗糙的,滑块与PQ 之间表面的动摩擦因数为μ,Q 点右侧表面是光滑的.求:(1)滑块滑到B 点的瞬间对圆弧轨道的压力大小.(2)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则小车上PQ 之间的距离应在什么范围内?(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内).解:(1)设滑块滑到B 点的速度大小为v ,到B 点时轨道对滑块的支持力为N ,由机械能守恒定律有212mgR mv =① 滑块滑到B 点时,由牛顿第二定律有2v N mg m R-= ②联立①②式解得 N =3mg ③根据牛顿第三定律,滑块在B 点对轨道的压力大小为3N mg '=(2)滑块最终没有离开小车,滑块和小车必然具有共同的末速度设为u ,滑块与小车组成的系统动量守恒,有()mv M m u =+ ④若小车PQ 之间的距离L 足够大,则滑块可能不与弹簧接触就已经与小车相对静止,设滑块恰好滑到Q 点,由功能关系有2211()22mgL mv M m u μ=-+ ⑤ 联立①④⑤式解得 45RL μ=⑥ 若小车PQ 之间的距离L 不是很大,则滑块必然挤压弹簧,由于Q 点右侧是光滑的,滑块必然被弹回到PQ 之间,设滑块恰好回到小车的左端P 点处,由功能关系有22112()22mgL mv M m u μ=-+ ⑦ 联立①④⑦式解得 25RL μ=⑧ 综上所述并由⑥⑧式可知,要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有离开小车,PQ 之间的距离L 应满足的范围是2455R R L μμ<≤ ⑨ 7.(18分)如图所示,有两块大小不同的圆形薄板(厚度不计),质量分别为M 和m ,半径分别为R 和r ,两板之间用一根长m l 4.00=的轻绳相连结(未画出)。
开始时,两板水平放置并叠合在一起,静止于距离固定支架C 高度m h 2.0=处。
然后自由下落到C 上,支架上有一半径为'R (R R r <<')的圆孔,圆孔与两薄板中心均在圆板中心轴线上。
薄板M 与支架发生没有机械能损失的碰撞(碰撞时间极短)。
碰撞后,两板即分离,直到轻绳绷紧。
在轻绳绷紧的瞬间,两板具有共同速度V.不计空气阻力,2/10s m g =,求: (1)两板分离瞬间的速度大小V 0 ;(2)若1=mM,求轻绳绷紧时两板的共同速度大小V ; (3)若绳长l 未定,K mM=(K 取任意值),其它条件不变,轻绳长度满足什么条件才能使轻绳绷紧瞬间两板的共同速度V 方向向下。
解:(1) 开始 M 与m 自由下落,据机械能守恒:Mm(M+m)gh =21(M+m)V 02(2分) 所以,V 0=gh 2=2m/s (2分)(2)M 碰撞支架后以V 0返回作竖直上抛运动,m 继续下落做匀加速运动。
经时间t , M 上升高度为h 1,m 下落高度为h 2。
则:h 1=V 0t -21gt 2h 2=V 0t +21gt 2, (1分) 则h 1+h 2=2V 0t =0.4m ,故:s V h h t 1.02021=+=(1分) 设绳绷紧前M 速度为V 1, m 的速度为V 2,有V 1=V 0-gt =2-10×0.1=1m/s (1分) V 2=V 0+gt =2+10×0.1=3m/s (1分) 绳绷紧时,取向下为正方向,根据动量守恒, mV 2-MV 1=(M+m)V (2分)得s m mM MV mV V /112=+-=(1分)(3)要使两板共同速度V 向下,由于K mM=为任意值,必须使M 板反弹后在下落阶段绳子才拉直。