【步步高】(广东专用）2014高考物理二轮复习 计算题专练19 动量和能量观点的综合应用

【步步高】(广东专用）2014高考物理二轮复习 计算题专练19 动量和能量观点的综合应用 专练19 动量和能量观点的综合应用 1(如图1所示，P物体推压着轻弹簧置于A点，Q物体放在B点静止，P和Q为质量均为m,1 kg的物体，它们的大小相对于轨道来说可忽略(光滑轨道ABCD中的AB部分水平，BC部分为曲线，CD部分为直径d,5 m的圆弧的一部分，该圆弧轨迹与地面相切，D点为圆弧的最高点，各段连接处对滑块的运动无影响(现松开物体，沿轨道运动至点，PPB 2与相碰后不再分开，最后两物体从点水平抛出，测得水平射程,2 m((,10 m/s)QDsg求: 图1 (1)两物体水平抛出时的速率( (2)两物体运动到D点时对圆弧的压力N. (3)轻弹簧被压缩时的弹性势能E. p 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 (1)2 m/s (2)16.8 N (3)208 J 解析 (1)两物体从D点开始做平抛运动，设抛出时的速率为v，有: 1 12 d,gt? 2 ,? svt 1 解得:v,2 m/s ? 12v1(2)两物体在最高点时，有:2mg,N,2m ? 1d2 解得:N,16.8 N ? 由牛顿第三定律知两物体在D点对圆弧的压力为16.8 N ? (3)设P在碰撞前瞬间速率为v，碰撞后瞬间速率为v，两物体碰撞过程动量守恒，由02 动量守恒定律得: mv,2mv? 02 两物体碰后从B滑至D，由机械能守恒得: 1122(2m)v,(2m)v，2mgd ? 2122 12P被轻弹簧弹出过程，由机械能守恒定律得:E,mv ? p02 联立????式得:E,208 J ? p 2(如图2所示，有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度系数为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体，它对滑块的阻力可调(起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L.现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动(为保证滑 2mg块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而k 变化(试求(忽略空气阻力): 1 图2 (1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能; (2)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小( 12(3)已知弹簧的弹性势能的表达式为E,kx(式中k为弹簧劲度系数，x为弹簧的伸长p2 2mg或压缩量)，试求:两物体碰撞后粘在一起向下运动距离，速度减为零的过程中，ERk流体对滑块的阻力所做的功( 1kL1答案 (1)mgL (2)mg，kd (3),mgL ,242 解析 (1)设下落物体与薄滑块碰撞前瞬间的速度大小为v，由机械能守恒定律，得 0 12mgL,mv ? 02 解得:v,2gL 0 ，由动量守恒定律，得 设碰后共同速率为v1 2,?mvmv 10 1解得:v,2gL 12 碰撞过程中系统损失的机械能 11122E,mv,×2m?v,mgL 损01222 (2)设加速度大小为a，有 2mg22a?,v ? 1k kL得a, 8m 设弹簧弹力为F，ER流体对滑块的阻力为F，受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 如图所示，有弹ER F，F,2mg,2ma ? 弹ER 下滑距离为d时，F,mg，kd ? 弹 kL联立???三式解得:F,mg，,kd ER4 (3)从碰撞结束瞬间到下滑至最低点的过程中， 222mg4mg重力做功为:W,2mg?, ? Gkk 弹性势能的变化为: 22mgmgmgmg121422ΔE,k(，),k(), ? p22kkkk 所以重力做功恰等于弹性势能的增加，所以ER流体做功等于动能变化 2 112W,0,×2m?v,,mgL ? ER122 mg212[另解:2mg?，W,W,0,×2mv ER弹12k mgmgmg12122弹力做功W,k(，),k() 弹22kkk 1联立上面两式解得:W,,mgL] ER2 13(如图3所示，固定在地面上的光滑轨道AB、CD，均为半径为R的圆弧(一质量为m、上4 表面长也为R的小车静止在光滑水平面EF上，小车上表面与轨道AB、CD的末端B、C相切(一质量为m的物体(大小不计)从轨道AB的A点由静止下滑，由末端B滑上小车，小车在摩擦力的作用下向右运动(当小车右端与壁CF接触前的瞬间，物体m恰好滑动到小车右端相对于小车静止，同时小车与CF相碰后立即停止运动但不粘连，物体则继续滑上轨道CD.求: 图3 (1)物体滑上轨道CD前瞬间的速率; (2)水平面EF的长度; (3)当物体再从轨道CD滑下并滑上小车后，如果小车与壁BE相碰后速度也立即变为零，最后物体m停在小车上的Q点，则Q点距小车右端多远, 2gR33答案 (1) (2)R (3)R 228 解析 (1)设物体从A滑至B时速率为v，根据机械能守恒定律有: 0 12mgR,mv 02 v,2gR 0 物体与小车相互作用过程中，系统动量守恒，设共同速度为v，有: 1 mv,2mv 01 gR2解得物体滑上轨道CD前瞬间的速率:v, 12 (2)设物体与小车上表面之间的摩擦力为f，根据动能定理， 1122对物体有:,fs,mv,mv EF1022 12对小车有:f(s,R),mv EF12 1122(或对系统根据能量守恒定律有:fR,mv,×2mv) 0122 1得f,mg 2 3s,R EF2 3 (3)设物体从CD滑下后与小车相对静止时共同速率为v，相对小车滑行的距离为s，小21车停后物体做匀减速运动，相对小车滑行的距离为s，根据动量守恒和能量守恒有: 2 mv,2mv 12 1122fs,mv,×2mv 11222 12对物体根据动能定理有:fs,mv 222 1解得s,R 14 1s,R 28 3则Q点距小车右端距离:s,s，s,R 128 4(如图4所示，一长度L,3 m，高h,0.8 m，质量为M,1 kg的物块A静止在水平面上(质 量为m,0.49 kg的物块B静止在A的最左端，物块B与A相比大小可忽略不计，它们之间 的动摩擦因数μ,0.5，物块A与地面之间的动摩擦因数μ,0.1.一个质量为m,0.01 kg120的子弹(可视为质点)，以速度v沿水平方向射中物块B，假设在任何情况下子弹均不能穿0 2出(g,10 m/s，问: 图4 (1)子弹以v,400 m/s击中物块B后的瞬间，它们的速度为多少, 0 (2)被击中的物块B在A上滑动的过程中，A、B的加速度各为多少, (3)子弹速度为多少时，能使物块B落地瞬间A同时停下, 2答案 (1)均为8 m/s (2)a,1 m/s，方向水平向右 A 2a,5 m/s，方向水平向左 (3)435 m/s B 解析 (1)子弹击中B过程中，由动量守恒定律可知: mv,(m，m)v 000 解得:v,8 m/s (2)由牛顿第二定律可得: 对B:μ(m，m)g,(m，m)a 100B 2a,5 m/s B 方向水平向左 对A:μ(m，m)g,μ(m，m，M)g,Ma 1020A 2a,1 m/s A 方向水平向右 (3)如图所示，子弹击中B过程中，由动量守恒定律可得:mv′00 ,(m，m)v 0B1 设B在A上运动的时间为t，则:s,s,L 1BA 1122即:(vt,at),at,L B11B1A122 4 12B做平抛运动的时间为t，h,gt 222 Mgμ22a′,,μg,1 m/s A2M 0,at,a′t A1A2 ，mm0联立求解得:子弹速率′,,435 m/s vv01Bm0 【必考模型2】 动量和能量的综合问题 1(模型特点:题目中往往出现两个(或多个)物体组成的相互作用的系统，作用前(或后)物体经历多个运动过程( 2(表现形式:(1)动量守恒常考的内力形式:?弹簧的弹力作用，如图甲;?摩擦力作用，如图乙;?既有弹力又有摩擦力作用，如图丙;?爆炸( (2)运动过程的形式:圆周运动、平抛运动、直线运动等几个运动互相组合( 3(应对模式:(1)相互作用过程:?动量守恒mv，mv,mv，mv;?能量守恒( 1102201122 (2)运动过程:各阶段的运动要根据情况分别选用直线运动、圆周运动、平抛运动等的运动规律，特别要注意分析是否能优先选用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等能量的规律( 5