2022高考物理二轮复习第一部分专题四动量与能量第1讲动量和能量观念在力学中的应用练习含解析.doc
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1、动量和能量观念在力学中的应用1如图甲所示,质量m6 kg的空木箱静止在水平面上,某同学用水平恒力F推着木箱向前运动,1 s后撤掉推力,木箱运动的v t图像如图乙所示,不计空气阻力,g取10 m/s2。以下说法正确的选项是()A木箱与水平面间的动摩擦因数0.25B推力F的大小为20 NC在03 s内,木箱克服摩擦力做功为900 JD在0.5 s时,推力F的瞬时功率为450 W解析撤去推力后,木箱做匀减速直线运动,由速度时间图线知,匀减速直线运动的加速度大小a2 m/s25 m/s2,由牛顿第二定律得,a2g,解得木箱与水平面间的动摩擦因数0.5,故A错误;匀加速直线运动的加速度大小a1 m/s2
2、10 m/s2,由牛顿第二定律得,Fmgma1,解得Fmgma10.560 N610 N90 N,故B错误;03 s内,木箱的位移x310 m15 m,那么木箱克服摩擦力做功Wfmgx0.56015 J450 J,故C错误;0.5 s时木箱的速度va1t1100.5 m/s5 m/s,那么推力F的瞬时功率PFv905 W450 W,故D正确。答案D2(2022湖南株洲二模)如图,长为l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙(小球可视为质点),初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动,系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时,其速度大小为()A. BC. D0解析甲、乙组成的系统水
3、平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得mvmv0,由于甲球落地时,水平方向速度v0,故v0,由机械能守恒定律得mvmgl,解得v甲,故A正确。答案A3.(多项选择)带有1/4光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如下图。一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,当小球上行再返回,并脱离滑车时,以下说法正确的选项是()A小球一定沿水平方向向左做平抛运动B小球可能沿水平方向左做平抛运动C小球可能做自由落体运动D小球可能水平向右做平抛运动解析小球滑上滑车,又返回,到离开滑车的整个过程,相当于小球与滑车发生弹性碰撞的过程。如果mM,小球离开滑车向左做平抛运动;如果mM,
4、小球离开滑车做自由落体运动;如果mM,小球离开滑车向右做平抛运动。答案BCD4(2022广东深圳二模)如图为放置在光滑的水平地面上足够长的斜面体,下端固定有挡板,用外力将轻质弹簧压缩在小木块和挡板之间,弹簧的弹性势能为100 J。撤去外力,木块开始运动,离开弹簧后,沿斜面向上滑到某一位置后,不再滑下,那么()A木块重力势能的增加量为100 JB木块运动过程中,斜面体的支持力对木块做功不为零C木块、斜面体和弹簧构成的系统机械能守恒D最终,木块和斜面体以共同速度向右匀速滑行解析对整个系统除重力和系统内弹力做功,还有木块和斜面体之间的摩擦力做功,系统机械能不守恒,弹簧的弹性势能转化为木块重力势能、动
5、能和斜面体动能、内能,那么木块重力势能的增加量小于100 J,故A、C错误;斜面体支持力垂直于斜面,木块运动的方向不是沿斜面,斜面体的支持力与位移不垂直,支持力做功,故B正确;地面光滑,木块离开弹簧后,沿斜面向上滑到某一位置后,不再滑下,说明木块相对斜面静止,水平方向动量守恒,那么系统最后静止,故D错误。答案B5(多项选择)(2022广西桂林月考)质量为m的物块甲以3 m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定于其左端,另一质量也为m的物块乙以4 m/s的速度与甲相向运动,如下图。那么()A甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力属于内力作用,故甲、乙系统动量守恒B当两物块相距最近时,甲物块
6、的速率为零C甲物块的速率可能到达5 m/sD当甲物块的速率为1 m/s时,乙物块的速率可能为2 m/s,也可能为0解析甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于不受外力的作用,甲、乙两物块组成的系统动量守恒,A项正确;当两物块相距最近时,甲、乙物块的速度相等,B项错误;假设物块甲的速率到达5 m/s,方向与原来相同,那么mv乙mv甲mv甲m乙v乙,代入解得v乙6 m/s。两个物体的速率都增大,动能都增大,违反了能量守恒定律。假设物块甲的速率到达5 m/s,方向与原来相反,那么mv乙mv甲mv甲m乙v乙,代入解得v乙4 m/s,可知,碰撞后,乙的动能不变,甲的动能增加,系统总动能增加,违反了能量守恒定律
7、。所以物块甲的速率不可能到达5 m/s,C项错误;假设物块甲的速率为1 m/s,方向与原来相同,那么由mv乙mv甲mv甲m乙v乙,代入解得v乙2 m/s。假设物块甲的速率为1 m/s,方向与原来相反,那么由mv乙mv甲mv甲m乙v乙,代入解得v乙0,D项正确。答案AD6.在空中某一位置,以大小为v0的速度水平抛出一质量为m的物块,经时间t,物块下落一段距离后,其速度大小仍为v0,但方向与初速度相反,如下图,那么以下说法正确的选项是()A风力对物块做功为零B风力对物块做负功C物块机械能减少mg2t2D风力对物块的冲量大小为2mv0解析风力是一个变力,在物体运动t时间内,物体动能的变化量等于零,由
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