2023版新教材高考物理微专题动量和能量的综合应用.docx

专题41动量和能量的综合应用12022·九师联盟质量检测如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则木块的最终速度大小和系统因摩擦产生的热量分别为()ABCD2(多选)如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2，使A、B同时由静止开始运动在以后的运动过程中，关于A、B两物体与弹簧组成的系统，下列说法正确的是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)()A虽然A、B两物体会有加速运动，但它们的总动量保持不变B在以后的运动过程中F1、F2一直做正功，系统的机械能一直在增大C当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体总动能最大D当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等时，弹簧弹性势能最大32022·山东省德州市期中如图所示，光滑水平面上静止着一长为L的平板车，一人站在车尾将一质量为m的物体水平抛出，物体恰好落在车的前端物体可看做质点，抛出位置位于车尾正上方，距车上表面的竖直高度为h ，不计空气阻力，已知人和车的总质量为M，重力加速度为g ，物体水平抛出时获得的冲量大小为()A.mLBMLCD42022·八省八校第一次联考(多选)内部长度为L、质量为M的木箱静止在光滑的水平面上，木箱内部正中间放置一可视为质点的质量为m的木块，木块与木箱之间的动摩擦因数为.初始时木箱向右的速度为v0，木块无初速度木箱运动的v­t图像如图所示，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度为g，则在0t0时间内，下列说法正确的是()AM2mBM与m间的相对路程为CM对地的位移为LDm对地的位移为L5.2022·江苏盐城期末如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5 m/s向右做匀速直线运动已知甲、乙两球质量分别为0.1 kg和0.2 kg.某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0 s，两球之间的距离为x2.7 m，则下列说法正确的是()A刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同B刚分离时，甲球的速度大小为0.6 m/sC刚分离时，乙球的速度大小为0.3 m/sD爆炸过程中释放的能量为0.027 J62022·湖南省五市十校联考如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点一质量为m的滑块(可视为质点)从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点已知M3m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g.则下列说法正确的是()A滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒B滑块滑到B点时的速度大小为C滑块从A滑到C的过程中，小车的位移大小为(RL)D水平轨道的长度L72022·湖北十堰高三阶段练习如图所示，足够长的光滑水平直轨道AB与光滑圆弧轨道BC平滑连接，B为圆弧轨道的最低点一质量为1 kg的小球a从直轨道上的A点以大小为4 m/s的初速度向右运动，一段时间后小球a与静止在B点的小球b发生弹性正碰，碰撞后小球b沿圆弧轨道上升的最大高度为0.2 m(未脱离轨道).取重力加速度大小g10 m/s2，两球均视为质点，不计空气阻力下列说法正确的是()A碰撞后瞬间，小球b的速度大小为1 m/sB碰撞后瞬间，小球a的速度大小为3 m/sC小球b的质量为3 kgD两球会发生第二次碰撞8如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M20 kg.从水枪中喷出的水柱的横截面积为S10 cm2，速度为v10 m/s，水的密度为1.0×103kg/m3.若水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中试求：(1)当有质量为m5 kg的水进入小车时，小车的速度大小；(2)若将小车固定在水平面上，且水冲击到小车前壁后速度立即变为零，求水对小车的冲击力大小专题41动量和能量的综合应用1C木块在小车上表面滑动的过程中动量守恒，有mv0(Mm)v，系统因摩擦产生的热量Qmv(Mm)v2，两式联立解得木块的最终速度v，摩擦产生的热量Q，C正确2AC由题意，水平恒力F1、F2等大反向，则系统受合外力为零，总动量守恒，故A正确；拉力与物体的运动方向相同，则F1、F2一直做正功，系统的机械能一直在增大，当物体减速为零后此时弹簧的弹力大于拉力，物体会反向运动，此时拉力与运动方向相反，都做负功则机械能减少，B错误；当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等后，弹力大于拉力，则物体减速运动，故弹力的大小与F1、F2的大小相等时，A、B两物体速度最大，总动能最大，C正确；当弹簧弹力的大小与F1、F2的大小相等后，物体减速运动，但仍然会使弹簧继续伸长，弹性势能继续增大，D错误3D系统水平方向动量守恒，mv1Mv2，有mx1Mx2，且x1x2L，解得x1，x2.由平抛运动的规律得hgt2，x1v1t，由动量定理得Imv1，解得I.4BCD由v ­t图像可知木块与木箱最终共速，则mv0(Mm)，得mM，则A错；由能量守恒可得：Mv(Mm)mgs，得到两物体的相对路程为，B正确；由图知共碰撞三次，都是弹性碰撞，到共速为止所花总时间为t，则木箱运动的位移为L，木块相对地面的位移为L，C、D正确5D设甲、乙两球的质量分别为m1、m2，刚分离时两球速度分别为v1、v2，以向右为正方向，则由动量守恒得(m1m2)v0m1v1m2v2，根据题意有v2v1，代入数据可解得v20.8 m/s，v10.1 m/s，说明刚分离时两球速度方向相反，故A、B、C错误；爆炸过程中释放的能量Em1vm2v(m1m2)v，将v20.8 m/s，v10.1 m/s，代入计算可得E0.027 J，故D正确6D滑块从A滑到C的过程中水平方向动量守恒，竖直方向上合力不为零，系统动量不守恒，故A错误；滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒定律和机械能守恒定律得0mvmMvM，mgRmvMv，解得vm ，vM ，滑块滑到B点时的速度为 ，故B错误；设全程小车相对地面的位移大小为s，根据题意可知全程滑块水平方向相对小车的位移为RL，则滑块水平方向相对地面的位移为xRLs，滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得m(RLs)Ms0.已知M3m，解得s(RL)，x(RL)，故C错误；系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得0(mM)v，解得v0，由能量守恒定律得mgRmgL，解得L，故D正确7C由机械能守恒mbghmv可得碰后小球b在B点的速度为vB2 m/s，故A错误；由动量守恒定律可得mav0mav1mbvB，由机械能守恒可得mavmavmbv，联立求得mb3 kg，v12 m/s，碰撞后瞬间，小球a的速度大小为2 m/s，故B错误，C正确；碰后a球立刻向左运动，b球先向右运动到最高点，再向左返回到平面上运动，两球速度大小相等，所以两球不会发生第二次碰撞，故D错误8(1)2 m/s(2)100 N解析：(1)流进小车的水与小车组成的系统动量守恒，当流入质量为m的水后，小车速度为v1，则mv(mM)v1代入数据解得v12 m/s.(2)在极短的时间t内，冲击小车的水的质量为mSvt根据动量定理Ft0mv联立解得F100 N