高二物理动量能量综合题强度训练Word版

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1、传播优秀Word版文档 ，希望对您有帮助，可双击去除！1.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m。现B球静止，A球向B球运动，发生正碰。已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为Ep，则碰前A球的速度等于（）A. B. C.2 D.22.在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一质量为3000 kg向北行驶的卡车，碰后两辆车接在一起，并向南滑行了一小段距离后停止.根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s的速率行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率（）A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/sC.大于20 m/

2、s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s3.(合肥35中2009届高三物理第一次质量抽测试卷)如图，电梯内固定的 光滑水平桌面上，一轻弹簧左端固定，一小球与弹簧接触而不粘连。先用手推着球使弹簧压缩到一定程度，再释放，小球离开弹簧时获得了一定的动能。当电梯向上减速时，球对桌面的压力用FN1表示，球获得的动能用EK1表示，电梯向上匀速时，球对桌面的压力用FN2表示，获得的动能用EK2表示，当电梯向上加速时，球对桌面的压力用FN3表示，获得的动能用EK3表示，则下列表达式成立的是 ( )AFN1=FN2=FN3 BFN1FN2FN3 CEK1=EK2=EK3 DEK1EK2EK34.

3、（2009届湖南省浏阳一中高三10月月考物理试题）如图所示，一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB，并能沿斜面升高h，下列说法中正确的是 （）A若把斜面从C点锯断，由机械能守恒定律可知，物体冲出C点后仍能升高hB若把斜面变成圆弧形AB，物体仍能沿AB升高hC无论是把斜面从C点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，因为机械能不守恒D无论是把斜面从C点锯断或把斜面弯成圆弧形，物体都不能升高h，但机械能守恒5.（2009届湖南省浏阳一中高三10月月考物理试题）.如图中AB为一段粗糙的波浪形路面，一个物体从A端以初速度v0开始滑行，到达B端时的速度大小为v1，若此物体以同样大小的初速度v0从B端开始滑

4、行，到达A端时速度大小为v2，则v1与v2相比（）Av1=v2 Bv1v2Cv1,s=,方向向左B.若m1, s=,方向向左7.(08浙江金华十校联考)如右图所示,两端敞开的容器用活塞A、B封闭着一定质量的理想气体,容器和活塞用绝热的材料做成,活塞A、B的质量均为m，可以在容器内无摩擦的滑动.现有一质量也为m的泥块C以速度v0撞在A上并黏在一起后压缩气体,使气体内能增加.则 （ ）A.活塞A获得的最大速度为v0/2B.活塞B获得的最大速度为v0/3C.活塞A、B速度第一次相等时,气体的内能最大 D.气体内能增加量最大为mv02/128.（2009年广东省实验中学模拟）如图所示，矩形盒的质量为，

5、底部长度为，放在水平面上，盒内有一质量为可视为质点的物体，与、与地面的动摩擦因数均为，开始时二者均静止，在的左端。现瞬间使物体获得一向右的水平初速度，以后物体与盒的左右壁碰撞时，始终向右运动。当与的左壁最后一次碰撞后，立刻停止运动，继续向右滑行（）后也停止运动。（1）与第一次碰撞前，是否运动？（2）若第一次与碰后瞬间向左运动的速率为，求此时矩形盒的速度大小（3）当停止运动时，的速度是多少？9.（2009南阳中学月考） 如图所示，质量m=60kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑雪道滑下，从B点水平飞出后又落在与水平面成倾角=的斜坡上C点已知AB两点间的高度差为h=25m，B、C两点间的距离

6、为s=75m，已知sin370=0.6，取g=10m/s2，求：(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小；(2)运动员从A点到B点的过程中克服摩擦力做的功10.（09北京24）用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2（1）如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。质量为的小球从高位处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为的小球发生碰撞，碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球的速度大小；（2）碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们

7、所示，在固定光滑水平轨道上，质量分别为、m3的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第个球经过依次碰撞后获得的动能与之比为第1个球对第个球的动能传递系数。a.求 b.若为确定的已知量。求为何值时，k13值最大11.（09安徽24）过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径、。一个质量为kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动，A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数，圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长

8、，圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取，计算结果保留小数点后一位数字。试求：（1）小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；（2）如果小球恰能通过第二圆形轨道，B、C间距应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；小球最终停留点与起点的距离。12.（09上海物理20）质量为5103 kg的汽车在t0时刻速度v010m/s，随后以P6104 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5103N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。13.（09四川2

9、3）在起重机将质量m=5103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求：起重机允许输出的最大功率。重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。14.（09浙江24）某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率

10、P=1.5w工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不记。图中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g=10 ）15如图所示，金属杆a从离地h高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑，轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平轨道上原来放有一金属杆b，已知a杆的质量为ma,且与杆b的质量之比为mamb=34，水平轨道足够长，不计摩擦，求：（1）a和b的最终速度分别是多大? （2）整个过程中回路释放的电能是多少？（3）若已知a、b杆的电阻之比RaRb=34，其余部分的电阻不计，整个过程中杆a、

11、b上产生的热量分别是多少？16（重庆理综）如图半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B质量分别为m、m（为待定系数）。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞后A、B球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失。重力加速度为g。试求：（1）待定系数；（2）第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力；（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。17（全国理综25题）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中，通

12、过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图1）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上。同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩幅之间的距离也为h（如图2）。已知m1.0103kg，M2.0103kg，h2.0m，l0.20m，重力加速度g10m/s2，混合物的质量不计。设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小。18（江苏高考题）如图所示

13、，质量均为m的A、B两个弹性小球，用长为2l的不可伸长的轻绳连接。现把A、B两球置于距地面高H处（H足够大），间距为L。当A球自由下落的同时，B球以速度v0指向A球水平抛出。求：（1）两球从开始运动到相碰，A球下落的高度；（2）A、B两球碰撞（碰撞时无机械能损失）后，各自速度的水平分量；（3）轻绳拉直过程中，B球受到绳子拉力的冲量大小。19连同装备质量M=100kg的宇航员离飞船45m处与飞船相对静止，他带有一个装有m=0.5kg的氧气贮筒，其喷嘴可以使氧气以v=50m/s的速度在极短的时间内相对宇航员自身喷出.他要返回时，必须向相反的方向释放氧气，同时还要留一部分氧气供返回途中呼吸.设他的耗

14、氧率R是2.510-4kg/s，问：要最大限度地节省氧气，并安全返回飞船，所用掉的氧气是多少？20（南京高三一摸试题）如图所示，发射人造卫星时，先把卫星送入近地轨道，然后使其沿椭圆轨道达到远地点P，此时速度为v，若P点到地心的距离为R，卫星的总质量为m，地球半径为R0，地表的加速度为g，则欲使卫星从P点绕地球做半径为R的圆轨道运动，卫星在P点应将质量为m的燃气以多大对地的速度向后喷出（将连续喷气等效为一次性喷气）。21.（07四川理综25）目前,滑板运动受到青少年的追捧.如图是某滑板运动员在一次表演时的一部分赛道在竖直平面内的示意图,赛道光滑,FGI为圆弧赛道,半径R=6.5 m,G为最低点并

15、与水平赛道BC位于同一水平面,KA、DE平台的高度都为h=1.8 m,B、C、F处平滑连接.滑板a和b的质量均为m,m=5 kg,运动员质量为M,M=45 kg.表演开始,运动员站在滑板b上,先让滑板a从A点静止下滑,t1=0.1 s后再与b板一起从A点静止下滑.滑上BC赛道后,运动员从b板跳到同方向运动的a板上,在空中运动的时间t2=0.6 s(水平方向是匀速运动).运动员与a板一起沿CD赛道上滑后冲出赛道,落在EF赛道的P点,沿赛道滑行,经过G点时,运动员受到的支持力N=742.5 N.(滑板和运动员的所有运动都在同一竖直平面内,计算时滑板和运动员都看作质点,取g=10 m/s2)(1)滑

16、到G点时,运动员的速度是多大？(2)运动员跳上滑板a后,在BC赛道上与滑板a共同运动的速度是多大？(3)从表演开始到运动员滑至I的过程中,系统的机械能改变了多少？22（07重庆理综25）某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如右图所示.用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为1、2、3.N,球的质量依次递减,每个球的质量与其相邻左球质量之比为k(k1).将1号球向左拉起,然后由静止释放,使其与2号球碰撞,2号球再与3号球碰撞所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力,忽略绳的伸长,g取10 m/s2) (1)

17、设与n+1号球碰撞前,n号球的速度为vn,求n+1号球碰撞后的速度.(2)若N=5,在1号球向左拉高h的情况下,要使5号球碰撞后升高16h(16h小于绳长),问k值为多少？(3)在第(2)问的条件下,悬挂哪个球的绳最容易断,为什么？23.（2009广东省茂名市模拟） 如图15所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B，右端连在固定板上，放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、带电荷量为+q的小球A，从距B球为S处自由释放，并与B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失，且A球的电荷量始终不变。已知B球的质量M=3m，B球被碰后作周期性运动，其运

18、动周期(A、B小球均可视为质点)。(1)求A球与B球第一次碰撞后瞬间，A球的速度V1和B球的速度V2；(2)要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰，求劲度系数k的可能取值。答案部分：C A BC D B ABC ACD8、答案 (1) 与第一次碰撞前，A、B之间的压力等于A的重力，即A对B的摩擦力而B与地面间的压力等于A、B重力之和，即地面对B的最大静摩擦力 故与第一次碰撞前，B不运动（2）设A第一次碰前速度为v，碰后B的速度为v2则由动能定理有碰撞过程中动量守恒有 解得（3）当停止运动时， 继续向右滑行（）后停止，设B停止时，的速度为，则由动能定理得解得9、解：(1)由B到C平抛运动

19、的时间为t竖直方向：hBc=ssin37o=gt2 （1） 水平方向：scos370=vBt （2） 代得数据，解（1）（2）得vB=20ms （3） (2)A到B过程，由动能定理有mghAB+wf=mvB2 （4） 代人数据，解（3）（4）得 wf 3000J 所以运动员克服摩擦力所做的功为3000J10、解析：（1）设碰撞前的速度为，根据机械能守恒定律 设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2，根据动量守恒定律 由于碰撞过程中无机械能损失 、式联立解得 将代入得 （2）a由式，考虑到得根据动能传递系数的定义，对于1、2两球 同理可得，球m2和球m3碰撞后，动能传递系数k13应为 依次类推，

20、动能传递系数k1n应为解得 b.将m1=4m0,m3=mo代入式可得为使k13最大，只需使由11、答案：（1）10.0N；（2）12.5m(3) 当时， ；当时， 解析：（1）设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律 由得 （2）设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2，由题意 由得 （3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：I轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足 由得 II轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理 解得 II轨道半径较大时，小球上升的最大高

21、度为R3，根据动能定理 解得 为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足 解得 R3=27.9m综合I、II，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 或 当时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为L，则 当时，小球最终焦停留点与起始点A的距离为L，则 12、解析：（1）当达到最大速度时，P=Fv=fvm，vmm/s24m/s（2）从开始到72s时刻依据动能定理得：Ptfsmvm2mv02，解得：s1252m。13、解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，拉力F0等于重力。P0F0vm P0mg 代入数据，有：P05.1104W (2)匀加速运动结束时，起重

22、机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1,有：P0F0v1 Fmgma V1at1 由，代入数据，得：t15 s T2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则v2at PFv2 由，代入数据，得:P2.04104W。14、解析：本题考查平抛、圆周运动和功能关系。设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1，由平抛运动的规律 解得 设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为v2，最低点的速度为v3，由牛顿第二定律及机械能守恒定律 解得 m/s通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小应该是 m/s设电动机工作时间至少

23、为t，根据功能原理 由此可得 t=2.53s15、解析：（1）a下滑过程中机械能守恒magh=mav02a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，a做减速运动，b做加速运动，经过一段时间，a、b速度达到相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为0，安培力为0，二者匀速运动.匀速运动的速度即为a.b的最终速度，设为v.由于所组成的系统所受合外力为0，故系统的动量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上两式解得最终速度va=vb=v= （2）由能量守恒得知，回路中产生的电能应等于a、b系统机械能的损失，所以E=magh- (ma+mb)v2=magh（3）由能的守恒与转化定律，回路中

24、产生的热量应等于回路中释放的电能等于系统损失的机械能，即Qa+Qb=E.在回路中产生电能的过程中，电流不恒定，但由于Ra与Rb串联，通过的电流总是相等的，所以应有所以16、解析：（1）由于碰撞后球沿圆弧的运动情况与质量无关，因此，A、B两球应同时达到最大高度处，对A、B两球组成的系统，由机械能守恒定律得，解得3（2）设A、B第一次碰撞后的速度分别为v1、v2，取方向水平向右为正，对A、B两球组成的系统，有 解得，方向水平向左；，方向水平向右。设第一次碰撞刚结束时轨道对B球的支持力为N，方向竖直向上为正，则，B球对轨道的压力，方向竖直向下。（3）设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1、V2

25、，取方向水平向右为正，则 解得V1，V20（另一组解V1v1，V2v2不合题意，舍去）由此可得：当n为奇数时，小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同；当n为偶数时，小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同。17、解析：锤自由下落，碰桩前速度v1向下， 碰后，已知锤上升高度为（hl），故刚碰后向上的速度为 设碰后桩的速度为V，方向向下，由动量守恒， 桩下降的过程中，根据功能关系， 由、式得 代入数值，得N 18、解析：（1）设到两球相碰时A球下落的高度为h，由平抛运动规律得联立得（2）A、B两球碰撞过程中，由水平方向动量守恒，得由机械能守恒定

26、律，得式中联立解得（3）轻绳拉直后，两球具有相同的水平速度，设为vBx,，由水平方向动量守恒，得由动量定理得19、解析：设喷出氧气的质量为m后，飞船获得的速度为v，喷气的过程中满足动量守恒定律，有：0=(M-m)v+m(-v+v)得v=mv/M宇航员即以v匀速靠近飞船，到达飞船所需的时间t=s/v=Ms/mv这段时间内耗氧m=Rt故其用掉氧气m+m=2.2510-2/m+m因为(2.2510-2/m)m=2.510-2为常数，所以当2.2510-2/m=m，即m=0.15kg时用掉氧气最少，共用掉氧气是m+m=0.3kg.20、解析：卫星进入轨道后做圆周运动，由万有引力提供向心力，即 解得：又

27、因为地面附近万有引力近似等于物体的重力 解得 GM=gR02所以： 卫星要进入该轨道，其运行速度必须等于v，所以卫星喷气后的速度为v。在喷气过程中，以喷出的气体与卫星为系统，则系统的动量守恒，该燃气喷出时对地的速度，由动量守恒定律可得： 由可得：21、解析 (1)在G点,运动员和滑板一起做圆周运动,设向心加速度为an,速度为vG,运动员受到重力 Mg、滑板对运动员的支持力N的作用,则N-Mg=Manan=即N-Mg= vG=vG=6.5 m/s(2)设滑板a由A点静止下滑到BC赛道后速度为v1,由机械能守恒定律有mgh=mv12解得v1=运动员与滑板b一起由A点静止下滑到BC赛道后,速度也为v

28、1.运动员由滑板b跳到滑板a,设蹬离滑板b时的水平速度为v2,在空中飞行的水平位移为s,则s=v2t2 设起跳时滑板a与滑板b的水平距离为s0,则s0=v1t1 设滑板a在t2时间内的位移为s1,则s1=v1t2 s=s0+s1即v2t2=v1(t1+t2)运动员落到滑板a后,与滑板a共同运动的速度为v,由动量守恒定律mv1+Mv2=(m+M)v由以上方程可解出v=代入数据,解得v=6.9 m/s(3)设运动员离开滑板b后,滑板b的速度为v3,有Mv2+mv3=(M+m)v1可算出v3=-3 m/s,有|v3|=3 m/sv1=6 m/s,b板将在两个平台之间来回运动,机械能不变.系统的机械能

29、改变为E=(M+m)vG2+mv32-(m+m+M)gh故E=88.75 J22、解析 (1)设n号球质量为mn,n+1号球质量为mn+1,碰撞后的速度分别为v n、vn+1,取水平向右为正方向,据题意有n号球与n+1号球碰撞前的速度分别为vn、0,且mn+1=kmn根据动量守恒定律,有mnvn=mnvnn+kmnv n+1 根据机械能守恒定律,有mnvn2=mnv n2+kmnv n+12 由得v n+1=(v n+1=0舍去)设n+1号球与n+2号球碰前的速度为vn+1据题意有vn+1=v n+1得vn+1=v n+1= (2)设1号球摆至最低点时的速度为v1,由机械能守恒定律有m1gh=

30、m1v12 解得v1=同理可求5号球碰后瞬间的速度v5=由式得vn+1=nv1N=n+1=5时,v5=（）4v1由三式得k=-10.414(k=-1舍去)(3)设绳长为l,每个球在最低点时,细绳对球的拉力为F,由牛顿第二定律有F-mng=mn则F=mng+mn=mng+2=mng+Ekn 式中Ekn为n号球在最低点的动能由题意可知1号球的重力最大,又由机械能守恒定律可知1号球在最低点碰前的动能也最大,根据式可判断在1号球碰撞前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大,故悬挂1号球的绳最容易断.23、答案：（1）设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0，由动能定理得， 解得： 碰撞过程中动量守恒 机械能无损失，有 解得 负号表示方向向左 方向向右 （2）要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置，则必有A球重新回到O处所用 的时间t恰好等于B球的 （n=0 、1 、2 、3 ） 由题意得： 解得： （n=0 、1 、2 、3 ）