1、1专题突破练 6 动量和能量观点的应用(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(共 9 小题,每小题 6 分,共 54 分。在每小题给出的四个选项中,第 15 小题只有一个选项符合题目要求,第 69 小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分)1.(2018 四川绵阳二诊)在水平地面上,两个具有相同初动量而质量不同的物体在大小相等的阻力作用下最后停下来。则质量大的物体( )A.滑行的距离小 B.滑行的时间长C.滑行过程中的加速度大 D.滑行过程中的动量变化快2.(2017 辽宁本溪联考)一位质量为 m 的运动员从下蹲状态向上跳起,
2、经 t 时间,身体伸直并刚好离开地面,速度为 v,在此过程中,下列说法正确的是( )A.地面对他的冲量为 mv+mg t,地面对他做的功为 mv212B.地面对他的冲量为 mv-mg t,地面对他做的功为零C.地面对他的冲量为 mv,地面对他做的功为 mv212D.地面对他的冲量为 mv+mg t,地面对他做的功为零3.(2018 吉林二调)一质量为 2 kg 的物体受水平拉力 F 作用,在粗糙水平面上做加速直线运动时的a-t 图象如图所示。若 t=0 时其速度大小为 2 m/s,滑动摩擦力大小恒为 2 N,则( )A.在 t=6 s 的时刻,物体的速度为 18 m/sB.在 06 s 时间内
3、,合力对物体做的功为 400 JC.在 06 s 时间内,拉力对物体的冲量为 36 NsD.在 t=6 s 的时刻,拉力 F 的功率为 200 W4.(2018 山西晋城一模)所谓对接是指两艘同方向以几乎同样快慢运行的宇宙飞船在太空中互相靠近,最后连接在一起。假设“天舟一号”和“天宫二号”的质量分别为 M、 m,两者对接前的在轨速度分2别为( v+ v)、 v,对接持续时间为 t,则在对接过程中“天舟一号”对“天宫二号”的平均作用力大小为( )A. B.2(+) 2(+)C. D.0(+)5.(2018 四川攀枝花一模)如图所示,轻质弹簧固定在水平地面上。现将弹簧压缩后,将一质量为 m 的小球
4、静止放在弹簧上,释放后小球被竖直弹起,小球离开弹簧时速度为 v,则小球被弹起的过程中( )A.地面对弹簧的支持力冲量大于 mvB.弹簧对小球的弹力冲量等于 mvC.地面对弹簧的支持力做功大于 mv212D.弹簧对小球的弹力做功等于 mv2126.(2018 湖南常德期末)如图所示,在光滑水平面上,质量为 m 的 A 球以速度 v0向右运动,与静止的质量为 5m 的 B 球碰撞,碰撞后 A 球以 v=av0(待定系数 amv,A 正确、B 错误;由于弹簧没有发生位移,所以地面对弹簧的支持力不做功,故 C 错误;根据动能定理 WF-WG= mv2,所以 WF= mv2+WG mv2,故 D 错误。
5、12 12 126.BC 解析 A 与 B 碰撞过程中,根据动量守恒可知: mv0=5mvB-mav0,要使 A 球能再次追上 B 球并相撞,则av0vB,由以上两式可解得: a ,故 B、C 正确。147.BC 解析 弹簧推开物体和小车的过程,若取物体、小车和弹簧的系统为研究对象,无其他力做功,则机械能守恒,但选物体和小车的系统为研究对象,弹力做功属于系统外其他力做功,弹性势能转化成系统的机械能,此时系统的机械能不守恒,A 选项错误。取物体和小车的系统为研究对象,外力之和为零,故系统的动量守恒,B 项正确。由系统的动量守恒:0 =mv-Mv,解得 v= v,C 项正确。弹开的过程满足反冲原理
6、和人船模型,有 ,则在相同时间内 ,且 x+x=L,联立得 x= ,D= = +项错误。故选 BC。8.BC 解析 物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量大小为 3mgt0,选项 A 错误;由于下滑与上滑的位移大小相等,设物块返回底端时的速度大小为 v,则 ,得到 v= ,物块从 t=0002 =202 026时刻开始运动到返回底端的过程中动量变化量大小为 p=mv0- - mv0 = mv0,选项 B 正确;根据动12 32量定理得,上滑过程中 -(mgsin +mg cos )t0=0-mv0;下滑过程中( mgsin -mg cos )2t0=m v0;由两式解得,sin = ,=
7、tan ,故 C 正确,根据 = tan 可求解摩擦力,12 5080 35 35根据图线也可求解 3t0内的路程,由此可求解 3t0时间内物块克服摩擦力所做的功,选项 D 错误;故选 BC。9.AD 解析 A、 B、 C 组成的系统水平方向受到的合力为零,则水平方向动量守恒,选项 A 正确;小球C 的速度先增大后减小,则 A、 C 之间的轻杆对 C 先做正功后做负功,选项 B 错误;系统初动量为零,水平方向末动量也为零,因 A 与桌面接触时,三个球的水平速度相等,则根据水平方向动量守恒可知三个球的水平速度均为零,选项 C 错误;竖直方向,当 A 与桌面接触时,小球 A 的重力势能转化为系统的
8、动能,因 B、 C 的速度为零,则 mgL= mv2,解得 v= ,选项 D 正确;故选 AD。12 2二、计算题(本题共 3 个小题,共 46 分)10.答案 (1) v0 (2)15 90225 560解析 (1)子弹打穿第一块木块过程,由动量守恒定律有mv0=m v0 +3mv25解得 v= v015对子弹与第一块木块相互作用系统,由能量守恒定律有FfL= m v0 2- (3m)v212m0212 25 12解得子弹受到木块阻力 Ff=90225(2)对子弹与第二块木块相互作用系统,由于 m v0 2= ,则子弹不能打穿第二12 25 2022590225块木块,设子弹与第二块木块共同
9、速度为 v 共 ,由动量守恒定律有m v0 =(m+3m)v 共25解得 v 共 =010对第二块木块,由动量定理有 Fft=3m010子弹在第二块木块中的运动时间为 t=56011.答案 (1) v0 (2) v0 (3)12 13 1348m02解析 (1)对 A、 B 接触的过程中,当第一次速度相同时,由动量守恒定律得, mv0=2mv1,解得 v1= v0。12(2)设 A、 B 第二次速度相同时的速度大小为 v2,对 A、 B、 C 系统,根据动量守恒定律得mv0=3mv2,解得 v2= v0。13(3)B 与 C 接触的瞬间, B、 C 组成的系统动量守恒,有7m =2mv302解
10、得 v3= v014系统损失的机械能为 E= m 2- (2m) 2=12 02 12 04 116m02当 A、 B、 C 速度相同时,弹簧的弹性势能最大,此时 v2= v013根据能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能 Ep= (3m) - E= 。12m0212 22 1348m0212.答案 (1)2 J (2)4 kgm/s,水平向左 (3)1.5 m解析 (1)对小物块,有 ma=-mg根据运动学公式 v2- =2a02 2由能量关系 mv2=Ep,解得 Ep=2 J。12(2)设小物块离开弹簧时的速度为 v1,有 =Ep。12m12对小物块,根据动量定理I=-mv1-mv代入数据得 I=-4 kgm/s。故弹簧对小物块的冲量大小为 4 kgm/s,方向水平向左。(3)小物块滑过 O 点和小车相互作用,由动量守恒 mv1=(m+M)v2。由能量关系mgx= (m+M)12m1212 22小物块最终停在小车上距 A 的距离xA= -x2解得 xA=1.5 m。
