动量与能量限时练2

一、选择题(本题共8小题，共48分。)

1．在光滑的水平桌面上有两个在同一直线

上运动的小球a和b，正碰前后两小球的位

移随时间变化的关系如图所示，则小球a和

b的质量之比为( )

A．2∶7 B．1∶4

C．3∶8 D．4∶1

2.如图所示，左端固定着轻弹簧的物块A静止在光滑的水平面上，物块B 以速度v向右运动，通过弹簧与物块A发生正碰。已知物块A、B的质量相等。当弹簧压缩到最短时，下列说法正确的是( )

A．两物块的速度不同

B．两物块的动量变化等值反向

C．物块B的速度方向与原方向相反

D．物块A的动量不为零，物块B的动量为零

3．如图所示，将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半

圆槽置于光滑水平面上，左侧靠墙角，右侧靠一质量为

M2的物块。今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上

方h高处从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽

内，则以下结论中正确的是( )

A．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平

方向动量守恒

B．小球在槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒C．小球在槽内运动的全过程中，小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒D．若小球能从C点离开半圆槽，则其一定会做竖直上抛运动

4．质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被以原速率反向弹回。关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法中正确的是( )

A．子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等

B．子弹对墙的冲量最小

C．橡皮泥对墙的冲量最小 D．钢球对墙的冲量最小

5．如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，P的质量为m，Q的质量为2m，Q与轻质弹簧相连。Q原来静止，P以一定初动能E向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于( ) A.E B.

2

3E C.

1

2E D.

1

3E

6．一质量为m的运动员从下蹲状态开始向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中( )

A．地面对他的冲量大小为mv＋mgΔt，地面对他做的功为

1

2

mv2 B．地面对他的冲量大小为mv＋mgΔt，地面对他做的功为零

C．地面对他的冲量大小为mv，地面对他做的功为

1

2

mv2

D．地面对他的冲量大小为mv－mgΔt，地面对他做的功为零

7．质量为1 kg的物体沿直线运动，其v-t图象如图所示，则此物体在前4 s和后4 s内受到的合外力冲量为( )

A．8 N·s,8 N·s

B．8 N·s，－8 N·s

C．0,8 N·s

D．0，－8 N·s

8.如图所示，有两个物体A、B，紧靠着放在光

滑水平桌面上，A的质量为2 kg，B的质量为3 kg。有一颗质量为100 g 的子弹以800 m/s的水平速度射入A，经过0.01 s又射入物体B，最后停在B中，A对子弹的阻力为3×103 N，求A、B最终的速度。

9．如图所示，光滑水平面上有A、B和C三个物体，物体A的质量为m，物体B的质量为2m，物体C的质量为3m，物体C紧挨着竖直墙，B、C两物体用一根轻质弹簧连在一起，物体A获得水平向右的速度v0，物体A和B发生弹性碰撞，求：

(1)物体C未离开墙时，弹簧获得的最大弹性

势能；

(2)物体C离开墙后，弹簧获得的最大弹性势能。

1．如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上，c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同，他跳到a车上没有走动便相对a车静止，此后( )

A．a、c两车速率相同

B．a、b两车运动速度相同

C．a、c两车运动方向相同

D．三辆车的速率关系为v c＞v a＞v b

2．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如人原地起跳后从空中落地的过程中，双腿弯曲，双脚脚尖先接触地面，其他部分再落地。下列关于人从脚尖触地到完全落地过程的分析，正确的是( )

A．地面对人的支持力始终等于重力

B．地面对人的支持力的冲量大于重力的冲量

C．双腿弯曲，双脚脚尖先接触地面，这些动作是为了延长作用时间，减小作用力

D．人与地球所组成的系统的机械能是守恒的

3．如图甲所示，一质量为m的物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示。t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端。下列说法正确的是( )

A．物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθ

B．物块从t＝0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为

－

3

2

mv0 C．斜面倾角θ的正弦值为

5v0

8gt0

D．不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功

4．两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，球2在前，球1在后，m1＝1 kg、m2＝3 kg，v01＝6 m/s，v02＝3 m/s，当球1与球2发生碰撞后，两球的速度分别为v1、v2，将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1，则v1、v2、E1、p1的可能值为( )

A．v1＝3.75 m/s，v2＝3.75 m/s

B．v1＝1.5 m/s，v2＝4.5 m/s

C．E1＝9 J D．p1＝1 kg·m/s

5．如图，质量分别为m1＝1.0 k g和m2＝2.0 kg的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变。该系统以速度v0＝0.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动。某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过时间t＝5.0 s后，测得两

球相距s＝4.5 m，则下列说法正确的是( )

A．刚分离时，a球的速度大小为0.7 m/s

B．刚分离时，b球的速度大小为0.2 m/s

C．刚分离时，a、b两球的速度方向相同

D．两球分开过程中释放的弹性势能为0.27 J

6.将一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示。物块以v0＝9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s，碰

后以6 m/s的速度反向运动直至静止。g取10

m/s2。物块与地面间的动摩擦因数μ＝________；

若碰撞时间为0.05 s，碰撞过程中墙面对物块的

平均作用力大小F＝________；物块在反向运动

过程中克服摩擦力所做的功W＝________。

第Ⅱ卷(非选择题，共62分)

二、填空题(本题共2小题，共12分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)

13．[2016·河北联考](6分)在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1＝170 g，

右侧滑块质量m2＝110 g，挡光片

宽度为3.00 cm，两滑块之间有一

压缩的弹簧片，并用细线连在一

起，如图所示。开始时两滑块静止，

烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。左、右挡光片通过光电门的时间分别为Δt1＝0.32 s、Δt2＝0.21 s。取向左为正方向，则两滑块的速度分别为v1′＝________ m/s，v2′＝________ m/s。烧断细线前m1v1＋m2v2＝________ kg·m/s，烧断细线后m1v1′＋m2v2′＝__________ kg·m/s。

可得到的结论___________________________________________。

三、计算题(本题共4小题，共50分。

17．(14分)某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为M的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以速度v0竖直向上喷出；玩具底部为平板(面积略大于S)；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g。求：

(1)喷泉单位时间内喷出的水的质量；

(2)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。18．(16分)将一带有

1

4

光滑圆弧轨道的长木板固定在水平面上，其中B点为圆弧轨道的最低点，BC段为长木板的水平部分，在长木板的右端与足够长的平板车紧靠在一起但不粘连，在平板车的右端放置一可视为质点的小铁块乙，忽略小铁块乙与平板车之间的摩擦力。现将完全相同的小铁块甲由

1

4

光滑圆弧的最高点A无初速度释放，小铁块甲经C点滑到平板车的上表面，与小铁块乙碰后粘在一起。已知小铁块甲、小铁块乙以及平板车的质量均为m＝1 kg，BC的长度L＝3.5 m，

1

4

圆弧轨道的半径R＝3.2 m，小铁块甲与长木板的BC段以及与平板车之间的动摩擦因数均为μ＝0.4，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，平板车与水平面之间的摩擦力可忽略不计，g＝10 m/s2。问：

(1)小铁块甲刚到B点时对长木板的压力大小为多少？

(2)小铁块甲在长木板的水平部分BC段滑动的时间为多少？

(3)在整个运动过程中三者最终共速，则共速时小铁块甲与平板车左端的距离为多少？

1.解析由位移—时间图象的斜率表示速度可得，正碰前，小球a

的

速度v 1＝1－41－0 m/s ＝－3 m/s ，小球b 的速度v 2＝1－0

1－0 m/s ＝1 m/s ；正碰

后，小球a 、b 的共同速度v ＝2－1

6－1 m/s ＝0.2 m/s 。设小球a 、b 的质量分

别为m 1、m 2，正碰过程，根据动量守恒定律有m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v ，得m 1m 2

＝

v －v 2v 1－v ＝1

4

，选项B 正确。 2.答案 B 解析 物块B 接触弹簧时的速度大于物块A 的速度，弹簧逐渐被压缩，当两物块的速度相同时，弹簧压缩到最短，选项A 、D 均错误；根据动量守恒定律有Δp A ＋Δp B ＝0，得Δp A ＝－Δp B ，选项B 正确；当弹簧压缩到最短时，物块B 的速度方向与原方向相同，选项C 错误。

3.答案 B 解析 当小球在槽内由A 到B 的过程中，墙壁对槽有力的作用，小球与半圆槽组成的系统水平方向动量不守恒，故A 、C 错误，B 正确。当小球运动到C 点时，它的两个分运动的合速度方向是右上方，所以此后小球将做斜上抛运动，即C 错误。

4.答案 B 解析 根据动量定理，墙对子弹的冲量大小等于子弹的动量改变量大小，子弹的速度方向未改变，所以冲量最小，钢球以原速率弹回，冲量最大。又由于墙对子弹冲量大小等于子弹对墙的冲量大小，故B 正确。

5.答案 B 解析 当P 与Q 共速时，弹簧弹性势能最大，E ＝12mv 2

0，由动量

守恒得mv 0＝3mv p ＝2

3

E ，故B 正确。

6.答案 B 解析 由于脚与地面的接触点并未在力的方向上发生位移，所以地面对运动员做功为零，设地面对他的冲量为I ，规定竖直向上为正方向，由动量定理得I －mg Δt ＝mv ，所以I ＝mg Δt ＋mv ，故B 正确。

7.答案 D 解析 前4 s 动量未发生改变，所以合外力冲量为0，后4 s 初动量p 1＝mv 1＝4 kg·m/s，末动量p 2＝mv 2＝－4 kg·m/s，由动量定理I ＝

p 2－p 1＝－8 N·s，故D 正确。

8.答案 D 解析 设人的质量为m ，对地速度为v 0，车的质量为m ′，人从

c 车跳出有：0＝mv 0＋m ′v c ，人跳到b 车再跳出，有mv 0＝m ′v b ＋mv 0，人

跳上a 车有mv 0＝(m ′＋m )v a ，可得v c ＞v a ＞v b ，故D 正确。

9.答案 BC 解析 人在落地的过程中经历了先加速再减速的过程，减速过程中人受到的支持力大于重力，故A 错误；因(平均)支持力大于重力，作用时间相同，故支持力的冲量大于重力的冲量，B 正确；双腿弯曲，双脚脚尖先接触地面，这些动作可以延长作用时间，减小作用力，故C 正确；由于着地过程中动能和势能都减少，故机械能不守恒，D 错误。 10答案 BC 解析 物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量I G ＝3mgt 0，A 错误；上滑过程中物块做初速度为v 0的匀减速直线运动，下滑过程中做初速度为零、末速度为v 的匀加速直线运动，上滑和下滑的位移大小相等，所以有v 02t 0＝v 2·2t 0，解得v ＝v 0

2，物块从开始运动到返回底端过

程中动量的变化量为Δp ＝－mv －mv 0＝－3

2mv 0，B 正确；上滑过程中有－

(mg sin θ＋μmg cos θ)·t 0＝0－mv 0，下滑过程中有(mg sin θ－μmg cos θ)2t 0＝

mv 0

2，解得sin θ＝5v 0

8gt 0

，C 正确；根据图象可求出物块上升的最大位移，由动能定理求出整个过程中摩擦力所做的功，故D 错误。 11.答案 AB 解析 两球碰撞过程中系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得m 1v 01＋m 2v 02＝(m 1＋m 2)v ，代入数据解得v ＝3.75 m/s ，如果两球发生完全弹性碰撞，有m 1v 01＋m 2v 02＝m 1v 1＋m 2v 2，由机械能守恒定律得12m 1v 201＋12m 2v 202＝12m 1v 21＋

1

2

m 2v 22，代入数据解得v 1＝1.5 m/s ，v 2＝4.5 m/s ，则碰撞后球1、球2的速

度满足：1.5 m/s≤v 1≤3.75 m/s,3.75 m/s≤v 2≤4.5 m/s；球1的动能E 1

＝12m 1v 2

1，满足 1.125 J≤E 1≤7.03 J；球1的动量p 1＝m 1v 1，满足 1.5 kg·m/s≤p 1≤3.75 kg·m/s，综上所述，A 、B 正确，C 、D 错误 12答案 ABD 解析 系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得(m 1＋m 2)v 0＝m 1v 1＋m 2v 2，s ＝v 1t －v 2t ，代入数据得v 1＝0.7 m/s ，v 2＝－0.2 m/s ，负号表示速度方向与正方向相反，故A 、B 正确，C 错误。由能量守恒定律得12(m 1＋m 2)v 2

0＋E p ＝12m 1v 21＋12m 2v 22，代入数据得E p ＝0.27 J ，故D 正确。

13答案 0.094(1分) －0.143(1分) 0(1分) 2.5×10－4

(1分) 在实验允许的误差范围内，两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量(2分)

解析 两滑块速度v 1′＝d Δt 1≈0.094 m/s，v 2′＝－d

Δt 2

≈－0.143

m/s 。烧断细线前m 1v 1＋m 2v 2＝0，烧断细线后m 1v 1′＋m 2v 2′＝(0.170×0.094－0.110×0.143) kg·m/s≈2.5×10－4

kg·m/s，在实验允许的误差范围内，m 1v 1＋m 2v 2＝m 1v 1′＋m 2v 2′。

14.答案 0.32(2分) 130 N(2分) 9 J(2分)

解析 根据题意知，m ＝0.5 kg ，s ＝5 m ，v ＝7 m/s ，v 0＝9 m/s ，由动能定理，有－μmgs ＝12mv 2－12mv 2

0，可得μ＝0.32；由动量定理，以向左

为正方向，v ′＝6 m/s ，v ″＝－7 m/s ，Δt ＝0.05 s ，有F Δt ＝mv ′－

mv ″，可得F ＝130 N ；由动能定理，有W ＝1

2

mv ′2＝9 J 。

15.解 (1)物体A 和物体B 碰撞过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律可得mv 0＝mv A ＋2mv B (1分)

12mv 20＝12mv 2A ＋1

2

×2mv 2B (1分) 解得v B ＝23v 0，v A ＝－1

3

v 0(1分)

物体C 未离开墙时，弹簧获得的最大弹性势能

E p1＝1

2×2mv 2B ＝49

mv 2

0(1分)

(2)物体C 离开墙后，物体B 和C 有共同速度v 时，弹簧的弹性势能最大。

由动量守恒定律可得，2mv B ＝(2m ＋3m )v (1分) v ＝415

v 0＜13

v 0，说明物体B 没有与物体A 再发生碰撞(1分)

物体C 离开墙后，弹簧获得的最大弹性势能

E p2＝12×2mv 2B －12×5mv 2

＝415

mv 20(2分)

16解 设A 、B 质量分别为m A 、m B ，子弹质量为m 。子弹离开A 的速度为v ，物体A 、B 最终速度分别为v A 、v B 。在子弹穿过A 的过程中，以A 、B 为整体，以子弹初速度v 0为正方向，应用动量定理：ft ＝(m A ＋m B )u (u 为A 、

B 的共同速度)(3分)

解得：u ＝6 m/s(2分)

由于B 离开A 后A 水平方向不受外力，所以A 最终速度v A ＝u ＝6 m/s(1分)

对子弹，A 和B 组成的系统，应用动量守恒定律：

mv 0＝m A v A ＋(m ＋m B )v B (3分)

解得：v B ＝21.94 m/s(2分)

物体A 、B 的最终速度为：v A ＝6 m/s ，v B ＝21.94 m/s(1分)

17.解 (1)设Δt 时间内，从喷口喷出的水的体积为ΔV ，质量为Δm ，则

Δm ＝ρΔV ①(2分)

ΔV ＝v 0S Δt ②(1分)

由①②式得，单位时间内从喷口喷出的水的质量为 Δm

Δt

＝ρv 0S ③(1分) (2)设玩具悬停时其底面相对于喷口的高度为h ，水从喷口喷出后到达玩具底面时的速度大小为v 。对于Δt 时间内喷出的水，由能量守恒得

12(Δm )v 2＋(Δm )gh ＝12

(Δm )v 2

0 ④(3分) 在h 高度处，Δt 时间内喷射到玩具底面的水沿竖直方向的动量大小为(Δm )v ⑤(1分)

设玩具对水的作用力的大小为F ，规定竖直向下为正方向，根据动量定理有F Δt ＝Δp ⑥(3分)

由于玩具在空中悬停，由力的平衡条件得F ＝Mg ⑦(2分)

联立③④⑤⑥⑦式得h ＝v 20

2g －M 2g 2ρ2v 20S

2 ⑧(1分)

18.解 (1)小铁块甲由A 点运动到B 点时的速度为v B ，由动能定理得：mgR ＝12

mv 2B (1分)

在B 点，由牛顿第二定律得：F N －mg ＝m v 2

B

R

(1分) 联立解得长木板对小铁块甲的支持力为

F N ＝3mg ＝30 N(1分)

由牛顿第三定律得，小铁块甲刚到B 点时对长木板的压力大小为F N ′＝3mg ＝30 N(1分)

(2)小铁块甲在长木板上运动过程中有：μmg ＝ma (1分)

L ＝v B t －12

at 2(1分)

联立解得：t ＝0.5 s(t ＝3.5 s 不合题意，舍去)(1分)

(3)小铁块甲刚滑上平板车时的速度：

v 1＝v B －at ＝6 m/s(1分)

从小铁块甲滑上平板车到相对平板车静止过程中，平板车与小铁块甲组成的系统动量守恒，而小铁块乙保持静止，则有：mv 1＝(m ＋m )v 2

小铁块甲与平板车的共同速度：v 2＝3 m/s(1分) 此过程中小铁块甲相对平板车的位移为L 1，则： μmgL 1＝12mv 21－12×2mv 2

2(1分)

解得：L 1＝9

4

m(1分)

小铁块甲与平板车匀速运动直到小铁块甲与小铁块乙发生碰撞，小铁块甲与小铁块乙相互作用的过程中动量守恒，有：

mv 2＝(m ＋m )v 3(1分)

此后小铁块甲与小铁块乙组成的系统与平板车发生相互作用，且该过程中动量守恒，且达到共同速度v 4，得：

(m ＋m )v 3＋mv 2＝(m ＋m ＋m )v 4(1分)

此过程中小铁块甲相对平板车的位移大小为L 2，则： μmgL 2＝12mv 22＋12×2mv 23－12×3mv 2

4(1分)

解得：L 2＝3

16

m(1分)

因小铁块甲与小铁块乙碰撞后的共同速度v 3小于平板车的速度v 2，故小铁块甲最终与平板车左端的距离为x ＝L 1－L 2＝33

16 m(1分)

动量和能量结合综合题附答案解析

动量与能量结合综合题 1．如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则（）A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动 D．磁场力对两金属杆做功的大小相等 h，如图所示。2．一轻弹簧的下端固定在水平面上，上端连接质量为m的木板处于静止状态，此时弹簧的压缩量为 3h的A处自由落下，打在木板上并与木板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点一物块从木板正上方距离为 后又向上运动。若物块质量也为m时，它们恰能回到O点；若物块质量为2m时，它们到达最低点后又向上运动，在通过O点时它们仍然具有向上的速度，求： 1，质量为m时物块与木板碰撞后的速度； 2，质量为2m时物块向上运动到O的速度。 3．如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度0v，若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热Q最多是多少？ （2）当ab棒的速度变为初速度的4/3时，cd棒的加速度a是多少？

高中物理公式大全(全集) 八、动量与能量

八、动量与能量 1．动量 2．机械能 1．两个“定理” （1）动量定理：F ·t =Δp 矢量式 (力F 在时间t 上积累，影响物体的动量p ) （2）动能定理：F ·s =ΔE k 标量式 (力F 在空间s 上积累，影响物体的动能E k ) 动量定理与动能定理一样，都是以单个物体为研究对象．但所描述的物理内容差别极大．动量定理数学表达式：F 合·t =Δp ，是描述力的时间积累作用效果——使动量变化；该式是矢量式，即在冲量方向上产生动量的变化． 例如，质量为m 的小球以速度v 0与竖直方向成θ角 打在光滑的水平面上，与水平面的接触时间为Δt ，弹起 时速度大小仍为v 0且与竖直方向仍成θ角，如图所示．则 在Δt 内： 以小球为研究对象，其受力情况如图所示．可见小球 所受冲量是在竖直方向上，因此，小球的动量变化只能在 竖直方向上．有如下的方程： F ′击·Δt -mg Δt =mv 0cos θ-（-mv 0cos θ） 小球水平方向上无冲量作用，从图中可见小球水平方向动量不变． 综上所述，在应用动量定理时一定要特别注意其矢量性．应用动能定理时就无需作这方 面考虑了．Δt 内应用动能定理列方程：W 合=m υ02/2－m υ02 /2 =0 2．两个“定律” （1）动量守恒定律：适用条件——系统不受外力或所受外力之和为零 公式：m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2 ′或 p =p ′ （2）机械能守恒定律：适用条件——只有重力（或弹簧的弹力）做功 公式：E k2+E p2=E k1+E p1 或 ΔE p = －ΔE k 3．动量守恒定律与动量定理的关系 一、知识网络 二、画龙点睛 规律

高三物理动量、能量计算题专题训练

动量、能量计算题专题训练 １.（1９分)如图所示,光滑水平面上有一质量M ＝4.0kg 的带有圆弧轨道的平板车，车的上表面是一段长Ｌ=1．５m 的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m 的 4 1 光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O ′点相切。现将一质量m=1.0kg 的小物块(可视为质点）从平板车的右端以水平向 左的初速度v ０滑上平板车，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=０.5。小物块恰能到达圆弧 轨道的最高点A 。取g ＝10m ／2 ,求: (1)小物块滑上平板车的初速度ｖ0的大小。 （2）小物块与车最终相对静止时，它距O ′点的距离。 （3）若要使小物块最终能到达小车的最右端，则ｖ0要增大到多大? 2．（19分）质量m Ａ=3.0kg.长度Ｌ=0.70m.电量ｑ＝+4.0×１０-5 C 的导体板A 在足够大的绝缘水平面上，质量m B =１.０ｋg 可视为质点的绝缘物块B 在导体板A 的左端，开始时A 、B 保持相对静止一起向右滑动,当它们的速度减小到0v =3．0ｍ/s 时，立即施加一个方向水平向左.场强大小E =1.0×105 N ／Ｃ的匀强电场,此时Ａ的右端到竖直绝缘挡板的距离为S =２ｍ，此后A 、B 始终处在匀强电场中，如图所示.假定A 与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，Ａ与B 之间（动摩擦因数1μ＝0.25）及A 与地面之间(动摩擦因数2μ＝0．１0）的最大静摩擦 力均可认为等于其滑动摩擦力,g 取10m/s ２ （不计空气的阻力）求： （1)刚施加匀强电场时，物块B 的加速度的大小？ （2)导体板A 刚离开挡板时，A 的速度大小? （３）B 能否离开A ，若能,求Ｂ刚离开A 时,B 的速度大小；若不能，求B 距A 左端的最大距离。 v 0 O / O M m

动量和能量综合专题

动量和能量综合例析 例1、如图，两滑块Ａ、Ｂ的质量分别为m1和m2， 置于光滑的水平面上，Ａ、Ｂ间用一劲度系数 为K的弹簧相连。开始时两滑块静止，弹簧为 原长。一质量为ｍ的子弹以速度Ｖ0沿弹簧长度方向射入滑块Ａ并留在其中。试求：（１）弹簧的最大压缩长度；(已知弹性势能公式E P=(1/2)KX2，其中K为劲度系数、X为弹簧的形变量) ；（２）滑块Ｂ相对于地面的最大速度和最小速度。【解】（１）设子弹射入后Ａ的速度为Ｖ１，有： ｍＶ0＝（ｍ＋ｍ１）Ｖ1（1） 得：此时两滑块具有的相同速度为Ｖ，依前文中提到的解题策略有： （ｍ＋ｍ１）Ｖ１＝（ｍ＋ｍ1＋m 2)V (2) (3) 由(1)、(2)、(3)式解得： （２） ｍＶ0=（m＋m1）V2＋m2V3(4) (5)

由（１）、（４）、（５）式得： Ｖ3[（m＋m1＋m2）V3－2mV0]=0 解得：V3=0 （最小速度）（最大速度）例２、如图，光滑水平面上有Ａ、Ｂ两辆小车，Ｃ球用０.５m长的细线悬挂在Ａ车的支架上，已知mA=m B=1kg，m C=0.5kg。开始时B车静止，Ａ车以Ｖ0＝４m/s的速度驶向Ｂ车并与其正碰后粘在一起。若碰撞时间极短且不计空气阻力，g取10m/s2，求C球摆起的最大高度。 【解】由于A、B碰撞过程极短，C球尚未开始摆动， 故对该过程依前文解题策略有： m A V0=(m A+m B)V1(1) E内= (2) 对A、B、C组成的系统，图示状态为初始状态，C球摆起有最大高度时，A、B、C有共同速度，该状态为终了状态，这个过程同样依解题策略处理有： （m A+m C）V0=(m A+m B+m C)V2(3) (4)

高考物理 动量冲量精讲精练 爆炸反冲碰撞动量能量综合练习题

爆炸反冲碰撞动量能量 1．如图所示，在光滑水平面上质量分别为m A ＝2 kg 、m B ＝4 kg ，速率分别为v A ＝5 m/s 、 v B ＝2 m/s 的A 、B 两小球沿同一直线相向运动( ) A ．它们碰撞前的总动量是18 kg·m/s，方向水平向右 B ．它们碰撞后的总动量是18 kg·m/s，方向水平向左 C ．它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右 D ．它们碰撞后的总动量是2 kg·m/s，方向水平向左 解析：选C.它们碰撞前的总动量是2 kg·m/s，方向水平向右，A 、B 相碰过程中动量守恒，故它们碰撞后的总动量也是2 kg·m/s，方向水平向右，选项C 正确． 2. 一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m 1，后部分的箭体质量为m 2，分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v 1为( ) A ．v 0－v 2 B ．v 0＋v 2 C ．v 0－m 2 m 1v 2 D ．v 0＋m 2m 1 (v 0－v 2) 解析：选D.由动量守恒定律得(m 1＋m 2)v 0＝m 1v 1＋m 2v 2得v 1＝v 0＋m 2 m 1 (v 0－v 2)． 3．甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动，已知它们的动量分别是p 1＝5 kg·m/s， p 2＝7 kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10 kg·m/s，则二球质 量m 1与m 2间的关系可能是下面的哪几种( ) A ．m 1＝m 2 B ．2m 1＝m 2 C ．4m 1＝m 2 D ．6m 1＝m 2 解析：选C.甲、乙两球在碰撞过程中动量守恒，所以有：p 1＋p 2＝p 1′＋p 2′，即：p 1′＝2 kg·m/s.由于在碰撞过程中，不可能有其它形式的能量转化为机械能，只能是系统内物 体间机械能相互转化或一部分机械能转化为内能，因此系统的机械能不会增加．所以有p 212m 1＋ p 22 2m 2≥p 1′22m 1＋p 2′22m 2，所以有：m 1≤2151m 2，因为题目给出物理情景是“甲从后面追上乙”，要符合这一物理情景，就必须有p 1m 1＞p 2m 2，即m 1＜5 7 m 2；同时还要符合碰撞后乙球的速度必须大于或 等于甲球的速度这一物理情景，即 p 1′m 1＜p 2′m 2，所以m 1＞1 5 m 2.因此C 选项正确．

动量与能量练习题

动量与能量练习题 1.三块完全相同的木块固定在水平地面上，设速度为v0子弹穿过木块时受到的阻力一样，子弹可视为质点，子弹射出木块C时速度变为v0/ 2.求： (1) 子弹穿过A和穿过B 时的速度v1=? v2=? (2)子弹穿过三木块的时间之比t1∶t2∶t3 =? 2.光滑水平桌面上有两个相同的静止木块，枪沿两个木块连线方向以一定的初速度发射一颗子弹，子弹分别穿过两个木块。假设子弹穿过两个木块时受到的阻力大小相同，忽略重力和空气阻力的影响，那么子弹先后穿过两个木块的过程中( ) （Ａ）子弹两次损失的动能相同（Ｂ）每个木块增加的动能相同 （Ｃ）因摩擦而产生的热量相同（Ｄ）每个木块移动的距离不相同 3.如图所示，质量为M的木板静止在光滑的水平面上，其上表面的左端有一质量为m的物体以初速度v0，开始在木板上向右滑动，那么：( ) (A)若M固定，则m对M的摩擦力做正功，M对m的摩擦力做负功； (B)若M固定，则m对M的摩擦力不做功，M对m的摩擦力做负功； (C)若M自由移动，则m和M组成的系统中摩擦力做功的代数和为零； (D)若M自由移动，则m克服摩擦力做的功等于M增加的动能和转化为系统的内能之和。 4.如图所示，质量为M的火箭，不断向下喷出气体，使它在空中保持静止,火箭质量可以认为不变。如果喷出气的速度为v，则火箭发动机的功率为（） 5.如图示:质量为M的滑槽静止在光滑的水平面滑槽的AB部分是半径为R的1/4的光滑圆弧,BC部分是水平面,将质量为m 的小滑块从滑槽的A点静止释放,沿圆弧面滑下,并最终停在水平部分BC之间的D点,则( ) A.滑块m从A滑到B的过程,物体与滑块组成的系统动量守恒、机械能守恒 B. 滑块滑到B点时，速度大小等于 C. 滑块从B运动到D的过程，系统的动量和机械能都不守恒 D. 滑块滑到D点时，物体的速度等于0 6.质量为M=4.0kg的平板小车静止在光滑的水平面上，如图所示，当t=0时，两个质量分别为m A=2kg、m B=1kg 的小物体A、B都以大小为v0=7m/s。方向相反的水平速度，同时从小车板面上的左右两端相向滑动。到它们在小车上停止滑动时，没有相碰，A、B与车间的动摩擦因素μ=0.2，取g=10m/s2,求： （1）A在车上刚停止滑动时，A和车的速度大小 （2）A、B在车上都停止滑动时车的速度及此时车运动了多长时间。 （3）画出小车运动的速度—时间图象。 7.如图所示，光滑水平面上质量为m1=2kg的小球以v0=2m/s的初速冲向质量为m2=6kg静止的足够高的光滑的斜劈体，斜劈体与水平面接触处有一小段光滑圆弧。 （1）小球m1滑到的最大高度 （2）小球m1从斜面滑下后，二者速度 （3）若m1= m2小球m1从斜面滑下后，二者速度 8.如图所示，质量为m的有孔物体A套在光滑的水平杆上，在A下面用足够长的细绳挂一质量为M的物体B。一个质量为m0的子弹C以v0速度射入B并留在B中，求B上升的最大高度。 9.质量为m＝20Kg的物体，以水平速度v0＝5m/s的速度滑上静止在光滑水平面上的小车，小车质量为M＝80Kg，物体在小车上滑行L＝4m后相对小车静止。求： （1）物体与小车间的滑动摩擦系数。（2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。

动量与能量结合综合题附答案汇编

动量与能量结合综合题1．如图所示，水平放置的两根金属导轨位于方向垂直于导轨平面并指向纸里的匀强磁场中．导轨上有两根小金属导体杆ab和cd，其质量均为m，能沿导轨无摩擦地滑动．金属杆ab和cd与导轨及它们间的接触等所有电阻可忽略不计．开始时ab和cd都是静止的，现突然让cd杆以初速度v向右开始运动，如果两根导轨足够长，则（） A．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并将追上cd B．cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但追不上cd C．开始时cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同速度做匀速运动 D．磁场力对两金属杆做功的大小相等 h，如图所示。2．一轻弹簧的下端固定在水平面上，上端连接质量为m的木板处于静止状态，此时弹簧的压缩量为 3h的A处自由落下，打在木板上并与木板一起向下运动，但不粘连，它们到达最低点一物块从木板正上方距离为 后又向上运动。若物块质量也为m时，它们恰能回到O点；若物块质量为2m时，它们到达最低点后又向上运动，在通过O点时它们仍然具有向上的速度，求： 1，质量为m时物块与木板碰撞后的速度； 2，质量为2m时物块向上运动到O的速度。 3．如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度0v，若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热Q最多是多少？ （2）当ab棒的速度变为初速度的4/3时，cd棒的加速度a是多少？

动量与能量之难点解析专题5

动量与能量之难点解析 专题01 动量与能量分析之“碰撞模型” 专题02 动量与能量分析之“板-块模型” 专题03 动量与能量分析之“含弹簧系统” 专题04 动量与能量分析之“爆炸及反冲问题” 专题05 动量与能量观点在电磁感应中的应用 专题5 动量与能量观点在电磁感应中的应用 【方法总结】 解决电磁感应问题往往需要力电综合分析，在电磁感应问题中需要动量与能量分析求解时，学生往往无从下手，属于压轴考查，需要学生平时吃透典型物理模型和积累解题经验，现将动量与能量观点求解电磁感应综合问题时常出现典型模型和思路总结如下： 1. “双轨+双杆”模型 以“2019全国3卷第19题”物理情景为例：如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水 平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab 、cd 静止在导轨上。t =0时，棒ab 以初速度v 0向右滑动。运动过程中，ab 、cd 始终与导轨垂直并接触良好： 模型分析：双轨和两导体棒组成闭合回路，通过两导体棒的感应电流相等，所受安培力大小也相等，ab 棒受到水平向左安培力，向右减速；cd 棒受到水平向右安培力，向右加速，最终导体棒ab 、cd 系统共速，感应电流消失，一起向右做匀速直线运动，该过程由导体棒ab 、cd 组成的系统合外力为零，动量守恒：共v m m v m cd ab ab )(0+= 2. 巧用“动量定理”求通过导体电荷量q 思路：动量定理得：p t BIL p t F ?=????=??安，由于t I q ??=，所以p BLq ?=，

即：BL p q ?= 【精选试题解析】 1. （2019全国Ⅲ卷）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的 平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab 、cd 静止在导轨上。t =0时，棒ab 以初速度v 0向右滑动。运动过程中，ab 、cd 始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v 1、v 2表示，回路中的电流用I 表示。下列图像中可能正确的是（ ） 2. [多选]如图所示，两根相距为d 的足够长的光滑金属导轨固定在水平面上，导轨电阻不计。磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨平面垂直，长度等于d 的两导体棒M 、N 平行地放在导轨上，且电阻均为R 、质量均为m ，开始时两导体棒静止。现给M 一个平行导轨向右的瞬时冲量I ，整个过程中M 、N 均与导轨接触良好，下列说法正确的是( ) A ．回路中始终存在逆时针方向的电流 B ．N 的最大加速度为B 2Id 2 2m 2R C ．回路中的最大电流为BId 2mR D ．N 获得的最大速度为I m 3. （2019浙江选考）如图所示，在间距L =0.2m 的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于 纸面（向内为正）的磁场，磁感应强度为分布沿y 方向不变，沿x 方向如下： 10.2{50.20.2 10.2Tx m B xT m x m Tx m >=-≤≤-<- 导轨间通过单刀双掷开关S 连接恒流源和电容C =1F 的未充电的电容器，恒流源可为电路提供恒定电流I =2A ，电流方向如图所示。有一质量m =0.1kg 的金属棒ab 垂直导轨静止放置于x 0=0.7m 处。开关S 掷向1，棒ab 从静止开始运动，到达x 3=－0.2m 处时，开关S 掷向2。已知棒ab 在运动过程中始终与导

2010届高三物理备考专题复习：动量与能量

2010届高三物理专题复习:动量与能量 一、知识概要 注意汽车的两种启动方式。 二、对比区别基本概念和基本规律 1、?????? ?? ????? ?=?? ?=总功 总冲量一般由动能定理求解変力做功，方法较多， 恒力做功功（标量）定理求解変力冲量，一般由动量恒力冲量的方向决定）冲量（矢量，方向有力αcos FS W Ft I 2、??? ? ?????==--=----=--k K k mE P m P E v mv E v mv p 22212 2或二者大小关系瞬时状态量大小有关）（只跟动能（标量）瞬时状态量同向）（方向与动量（矢量） 3 、

?? ?----差（顺序不能变）等于末动能与初动能之动能变化量（标量） 要规定正方向）矢量差（顺序不能变，等于末动量与初动量的动量变化量（矢量） ???? ? ?? ???????????-=???++-=?? ?-=???++-=2022 1202021021212 121cos 4mv mv W W mv mv S F mv mv Ft Ft mv mv t F t t t t 于动能变化量各外力所做功的总和等变化量合外力做的功等于动能）动能定理（标量表达式于动量变化量各外力冲量的矢量和等 变化量合外力的冲量等于动量 ）动量定理（矢量表达式、合合α 5 、 ?? ? ? ? ??? ????某个系统的机械能守恒单个物体的机械能守恒意问题）表达式，守恒条件，注机械能守恒定律（标量问题）达式，守恒条件，注意动量守恒定律（矢量表 6、功能原理 ????? ? ?-=-=初 末其他初 末其他于系统机械能增量其他力所做功代数和等内部弹簧弹力做功外，对系统，除重力及系统 于机械能增量其他力所做功代数和等对单个物体，除重力外E E W E E W 7、重力做功与重力势能变化 三、注意事项 冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对位移的积累，其作用效果是改变物 体的能量；冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系，对此，要像熟悉力和运动的关系一样熟悉。在此基础上，还很容易理解守恒定律的条件，要守恒，就应不存在引起改变的原因。能量还是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路。 应用动量定理和动能定理时，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一状态（或时刻）。因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象和研究过程。对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选取时应注意以下几点： 1．选取研究对象和研究过程，要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态。 2．要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理。

动量与能量综合练习二

动量与能量练习二 一、选择题 1．甲乙两船静止在平静的水平面上，A 、B 两人分别坐在两船上，通过细绳相互拉着，当其 中一人不断地收绳，两船即相向运动．假设船和人的总质量M 甲A ＞M 乙B ，船行驶时的阻力不计，在此时间内（ ） A ．两船所受的冲量大小相等，方向相反 B ．两船动量变化相等 C ．两船的位移相等 D. 两船动量之和为零 2．如图3所示，物体B 被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体A 以速率v 沿水平 粗糙车板向着B 运动并发生碰撞．则 （ ） A ．对于A 与B 组成的系统动量守恒 B ．对于A 、B 与小车组成的系统动量守恒 C ．对于A 与小车组成的系统动量守恒 D ．以上说法都不对 3．相向运动的甲和乙两小车相撞后，一同沿甲车原来的运动方向前进，这是因为（ ） A ．甲车的质量一定大于乙车的质量 B ．碰撞前甲车的速度一定大于乙车的速度 C ．碰撞前甲车的动量一定大于乙车的动量 D ．甲车受到的冲量小于乙车受到的冲量 4.质量为m 的子弹水平飞行，击穿一块原来静止在光滑水平面上的木块，木块的质量为M ， 在子弹穿透木块的过程中（ ） A ．子弹和木块所受到的冲量相同 B ．子弹受到的阻力和木块受到的推力大小相等 C ．子弹和木块速度的变化相同 D ．子弹和木块作为一个系统，该系统的总动量守恒 5.关于系统动量守恒，正确的说法是 （ ） A ．只要系统所受的合外力的冲量为零，系统动量就守恒 B ．只要系统内有摩擦力，动量就不可能守恒 C ．系统所受合外力不为零，其总动量一定不守恒，但有可能在某一方向上守恒 D ．若系统动量守恒，则各物体动量的增量的矢量和一定为零 6.质量为M 的运砂车在光滑水平地面上以速度v0匀速运动，当车中的砂子从底部的小孔中不断流下时．车子速度将（ ） A ．减小 B ．不变 C ．增大 D ．无法确定 7.如图9所示的装置中，木块B 与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A 沿水平方向射入木 块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统)，则此系统在从子弹 开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中（ ） A ．动量守恒 B ．动量不守恒 C ．动量先守恒后不守恒 D ．动量先不守恒后守恒 8.在光滑水平桌面上，有甲、乙两木块，两木块之间夹有一轻质弹簧，弹簧仅与木块接触但不连接，用两手拿住两木块压缩弹簧，并使两木块静止，则（ ） A ．两手同时释放，两木块的总动量守恒 B ．甲木块先释放，乙木块后释放，两木块的总动量指向乙木块一方 C ．甲木块先释放，乙木决后释放，两木块的总动量指向甲木块一方 D ．在两木块先后释放的过程中，两木块的总动量守恒 9.一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的水抽往后舱(图11所示)，不计水的阻力，船的运动情况是（ ） A ．向前运动 B ．向后运动 C ．静止 D ．无法判断 10.放在水平地面上的物体质量为m ，用一水平恒力F 推物体，持续作用t s ，物体始终处于静止状态，那么在这段时间内 （ ） A ．F 对物体的冲量为零 B ．重力对物体的冲量为零 B 图3 图11

能量与动量综合测试题

m v 能量与动量综合测试题 一、本题共12小题，每小题4分，满分48分．在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上选项符合 题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分． 1．下列说法中正确的是( ). A ．一个物体所受的合外力为零,它的机械能一定守恒 B ．一个物体所受的合外力恒定不变,它的机械能可能守恒 C ．一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒 D ．一个物体作匀加速直线运动,它的机械能一定守恒 2．如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P 和Q 都可视作质点，质量相等。Q 与轻质弹簧相连。设Q 静 止，P 以一定初速度向Q 运动并弹簧发生碰撞。在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（ ） A ．P 的动能 B ．P 的动能1 2 C ．P 的动能1 3 D ．P 的动能14 3．如图所示，电梯质量为M ，地板上放置一质量为m 的物体，钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上 升高度为H 时，速度达到v ，则（ ） A ．地板对物体的支持力做的功等于 2 1mv 2 B ．地板对物体的支持力做的功等mgH C ．钢索的拉力做的功等于 2 1（M ＋m ）v 2 +（M ＋m ）gH D ．合力对电梯M 做的功等于2 1Mv 2 4．铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题.已知匀速行驶时，列 车所受阻力与速度的平方成正比，即2 f kv .列车要提速，就必须研制出更大功率的机车，那么当列车分别以120km/h 和40km/h 的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车的牵引力功率之比为（ ） A ．3：1 B ．9：1 C ．27：1 D ．81：1 5．从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量的小物体，抛出速度大小分别为v 和2v 不计空气 阻力，则两个小物体（ ） A ．从抛出到落地动量的增量不同 B ．从抛出到落地重力做的功相同 C ．从抛出到落地重力的平均功率不同 D ．落地时重力做功的瞬时功率相同 6．（a ）图表示光滑平台上，物体A 以初速度v 0滑到上表面 粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计，（b ）图为物体A 与小车B 的v-t 图像，由此可知（ ） A ．小车上表面长度 B ．物体A 与小车B 的质量之比 C ．A 与小车B 上表面的动摩擦因数 D ．小车B 获得的动能 7．一个质量为0.3 kg 的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方 向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为（ ）

动量和能量综合专题

动H和能H综合例析 例1、如图，两滑块A、B的质量分别为m i和m2, 皇8 . 置丁光滑的水平■面上，A、B问用一劲度系数7 77 // [/ 为K的弹簧相连。开始时两滑块静止，弹簧为原长。一质量为m的子弹以速度V 0沿弹簧长度方向射入滑块A并留在其中。试 求：（1）弹簧的最大压缩长度；（已知弹性势能公式E P=（1/2）KX2,其中K为劲度系数、X为弹簧的形变量）；（2）滑块B相对丁地面的最大速度和最小速度。 【解】（1 ）设子弹射入后A的速度为V】，有： V1 = — m V o= ( m + m i) Vi (1) 得：此时两滑块具有的相同速度为V,依前文中提到的解题策略有: )V (2) (m + m 1) Vi = (m + m i + m 2 十= -^(m + mj + 十 (2) mVo= (m + m 1) V2 + m?V3 ：(皿*m])V技 +!也￥^ 由（1）、（4）、（5）式得:

V3 [ (m + m i+ m 2) V 3 — 2mV 0]=0 解得：V 3=0 (最小速度) 例2、如图，光滑水平面上有A 、B 两辆小车，C 球用0 .5 m 长的细线悬挂在A 车的 支架上，已知mA =m B =1kg , m c =0.5kg 。开始时B 车静止，A 车以V 。=4 m/s 的速度驶向B 车并与 其正碰后粘在一起。若碰撞时间极短且不计空气阻力， g 取10m/s 2 ,求C 球摆起的 最大高度。 【解】由丁 A 、B 碰撞过程极短，C 球尚未开始摆动， B A 1 _ ~~i I 1 ., “一橙一、厂 / / / / / / / / / / / / / / / 故对该过程依前文解题策略有： m A V °=(m A +m B )V I (1) -m A VQ 3 --C m A +m —)W E 内= 」 ⑵ B 、 C 有共同速度，该状态为终了状态，这个过程同样依解题策略处理有: (m A +mC )V 0=(m A +m B +m C )V 2 (3) 由上述方程分别所求出A 、B 刚粘合在一起的速度V 1=2 m / s, E 内=4 J, 系统最后的共同速度V 2= 2 .4 m/s,最后求得小球C 摆起的最大高度 h=0.16m 。 例3、质量为m 的木块在质量为 M 的长木板中央，木块与长木板间的动摩擦因数为 ，木 块和长木板一起放在光滑水平面上，并以速度 v 向右运动。为了使长木板能停在水平面上， 可以在木块上作用一时间极短的冲量。试求： (1) 要使木块和长木板都停下来，作用在木块上水平冲量的大小和方向如何？ (2) 木块受到冲量后，瞬间获得的速度为多大？方向如何？ (3) 长木板的长度要满足什么条件才行？ 2mV 0 (最大速度) 对A 、B 、C 组成的系统，图示状态为初始状态, C 球摆起有最大高度时，A 、

动量和动能练习题

动量和动能练习题

动量练习题 例1.质量为M 的物块以速度v 运动，与质量为m 的静止物块发生正碰，碰撞后两者的动量正好相等。两者质量之比M m 可能为（ ） A.2 B.3 C.4 D.5 解析：解法一：两物块在碰撞中动量守恒： 12 Mv Mv mv =+，由碰撞中总能量不增加有：2 12 Mv ≥ 22121122 Mv mv +，再结合题给条件12 Mv mv =，联立有3M m ≤，故只有A B 、正确。 解法二：根据动量守恒，动能不增加，得 222 (2)222p p p M M m ≥+，化简即得3M m ≤，故A B 、正确。 例2.如图所示，质量1 0.3kg m =的小车静止在光滑的水平面上，车长 1.5m L =，现有质量1 0.2kg m =可视为质 点的物块，以水平向右的速度0 2m/s v =从左端滑上 小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数0.5μ=，取2 10m/s g =，求 （1） 物块在车面上滑行的时间t ； （2） 要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小 车左端的速度0 v '不超过多少。 解析：（1）设物块与小车共同速度为v ，以水平

向右为正方向，根据动量守恒定律有 2012()m v m m v =+ ① 设物块与车面间的滑动摩擦力为F ，对物块应用动量定理有 220 Ft m v m v -=- ② 2F m g μ= ③ 解得101 2 ()m v t m m g μ=+，代入数据得0.24s t = ④ （2）要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v '，则 2012()m v m m v '' =+ ⑤ 由功能关系有2220 12211 ()2 2 m v m m v m gL μ' '=++ ⑥ 代入数据得0 5m/s v '= 故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度0 v '不超过5m/s 。 例 3.两个质量分别为1 M 和2 M 的劈A 和B ，高度相 同，放在光滑水平面上。A 和B 的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示，一质量为m 的物块位于劈A 的倾斜面上，距水平面的高度为h 。物块从静止开始滑下，然后又滑上劈B 。求物块在B 上能够达到的最大高度。 m 2 m 1 v 0

专题20 动量与能量综合问题(解析版)

2021届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练 专题20 动量与能量综合问题 【专题导航】 目录 热点题型一 应用动量能量观点解决“子弹打木块”模型 ..................................................................................... 1 热点题型二 应用动量能量观点解决“弹簧碰撞”模型 ......................................................................................... 4 热点题型三 应用动量能量观点解决“板块”模型 ............................................................................................... 9 热点题型四 应用动量能量观点解决斜劈碰撞现象 ............................................................................................. 13 【题型演练】 (16) 【题型归纳】 热点题型一 应用动量能量观点解决“子弹打木块”模型 子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射向原来静止的木块，并留在木块中跟木块共同运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程。 设质量为m 的子弹以初速度0v 射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d 。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。 要点诠释：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：()v m M mv +=0……① 从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f ，设子弹、木块的位移大小分别为1s 、2s ，如图所示，显然有d s s =-21 对子弹用动能定理：20212 121mv mv s f -=?- ……① 对木块用动能定理：222 1 Mv s f =? ……① ①相减得：()() 2 22022121v m M Mm v m M mv d f +=+-= ? ……① 对子弹用动量定理：0 -mv mv t f -=? ……① s 2 d s 1 v 0

高中物理动量和能量知识点

学大教育设计人：马洪波 高考物理知识归纳（三） ---------------动量和能量 1．力的三种效应： 力的瞬时性（产生a）F=ma 、运动状态发生变化牛顿第二定律 时间积累效应( 冲量)I=Ft 、动量发生变化动量定理 空间积累效应( 做功)w=Fs 动能发生变化动能定理 2．动量观点：动量：p=mv= 2mE 冲量：I = F t K 动量定理：内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 公式： F 合t = mv ’一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键) I=F 合t=F 1t 1+F 2t 2+---= p=P 末-P 初=mv 末-mv 初 动量守恒定律：内容、守恒条件、不同的表达式及含义：' p p ；p 0；p1 - p 2 P＝P′(系统相互作用前的总动量P 等于相互作用后的总动量P′) ΔP＝0 (系统总动量变化为0) 如果相互作用的系统由两个物体构成，动量守恒的具体表达式为 P1＋P2＝P1′＋P2′(系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量) m1V 1＋m2V 2＝m1V 1′＋m2V2′ ΔP＝－ΔP＇(两物体动量变化大小相等、方向相反) 实际中应用有：m1v1+m2v2= ' ' m1v m v ；0=m1v1+m2v2 m1v1+m2v2=(m1+m2)v 1 2 2 共 原来以动量(P)运动的物体，若其获得大小相等、方向相反的动量(－P)，是导致物体静止或反向运动的临界条件。即：P+(－P)=0 注意理解四性：系统性、矢量性、同时性、相对性 矢量性：对一维情况，先选定某一方向为正方向，速度方向与正方向相同的速度取正，反之取负，把矢 量运算简化为代数运算。 相对性: 所有速度必须是相对同一惯性参照系。 同时性：表达式中v1 和v2 必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度，v ’和v ’必须是相互作用后同一时刻 1 2 的瞬时速度。 解题步骤：选对象，划过程；受力分析。所选对象和过程符合什么规律？用何种形式列方程；（先要规定正方向）求解并讨论结果。 3．功与能观点： 功W = Fs cos (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度 W= P ·t ( p= w t = F S t =Fv) 功率:P = W t (在t 时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv (F 为牵引力,不是合外力；V 为即时速度时,P 为即时功率；V 为平均速度时,P 为平均功率；P 一定时，F 与V 成正比） 动能：E K= 1 2 mv 2 2 p 2m 重力势能E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关)

高考物理最新模拟题精选训练动量专题动量与能量综合问题含解析

专题03 动量与能量综合问题 1.（2017陕西宝鸡模拟）光滑水平面上放有质量分别为2m和m的物快A和B，用细线将它们连接起来，两物块中间夹有一压缩的轻质弹簧（弹簧与物块不相连），弹簧的压缩量为x。现将细线剪断，此刻物快A的加速度大小为a，两物块刚要离开弹簧时物块A的速度大小为v，则 A．物块开始运动前，弹簧的弹性势能为3 2 mv2 B．物块开始运动前，弹簧的弹性势能为3 mv2 C．物快B的加速度大小为a时弹簧的压缩量为x/2 D．物块A从开始运动到刚要离开弹簧时位移大小为2 3 x 【参考答案】.BC 【命题意图】本题考查动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿运动定律、胡克定律、运动学公式等知识点。对动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿运动定律，一定要能够灵活运用，熟练掌握。 2.(多项)（2017安徽两校联考）如图所示，用轻绳将两个弹性小球紧紧束缚在一起并发生微小的形变，现正在光滑水平面上以速度v0=0.1m/s 向右做直线运动，已知两弹性小球质量分别为m1=1.0kg和m2=2.0kg。 一段时间后轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动。经过t=5.0s两球的间距为s=4.5m，则下列说法正确的是（）

A.刚分离时，a、b两球的速度方向相同 B.刚分离时，b球的速度大小为0.4m/s C.刚分离时，a球的速度大小为0.7m/s D.两球分开过程中释放的弹性势能为0.27J 【参考答案】CD 3.(2016·湖北八市联考)如图所示，一辆质量为M＝3 kg的平板小车A停靠在竖直光滑墙壁处，地面水平且光滑，一质量为m＝1 kg的小铁块B(可视为质点)放在平板小车A最右端，平板小车A上表面水平且与小铁块B之间的动摩擦因数μ＝0.5，平板小车A的长度L＝0.9 m。现给小铁块B一个v0＝5 m/s的初速度使之向左运动，与竖直墙壁发生弹性碰撞后向右运动，重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是 A．小铁块B向左运动到达竖直墙壁时的速度为2m/s B．小铁块B与墙壁碰撞过程中所受墙壁的冲量为 C．小铁块B向左运动到达竖直墙壁的过程中损失的机械能为4J D．小铁块B在平板小车A上运动的整个过程中系统损失的机械能为9 J 【参考答案】BD

高中物理专题练习：动量与能量问题综合应用

高中物理专题练习：动量与能量问题综合应用 时间：60分钟满分：100分 一、选择题(本题共6小题,每小题8分,共48分.其中 1～4为单选,5～6为多选) 1．如图所示,在光滑水平面上的两小车中间连接有一根处于压缩状态的轻弹簧,两手分别 按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中错误的是( ) A．两手同时放开后,系统总动量始终为零 B．先放开左手,再放开右手之后动量不守恒 C．先放开左手,后放开右手,总动量向左 D．无论何时放手,在两手放开后、弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统 的总动量不一定为零 答案 B 解析当两手同时放开时,系统所受的合外力为零,所以系统的动量守恒,又因开始时总动 量为零,故两手同时放开后系统总动量始终为零,A正确；先放开左手,左边的物体向左运动,再 放开右手后,系统所受合外力为零,故系统在两手都放开后动量守恒,且总动量方向向左,故B 错误,C、D正确. 2.(湖南六校联考)如图所示,质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各 有一位拿着完全相同步枪和子弹的射手.首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为 d ,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2.设子弹均未射穿木块,且两颗子弹1 与木块之间的作用力大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是( ) A．木块静止,d1＝d2B．木块向右运动,d1

可得：m 弹v 弹＋0－m 弹v 弹＝(2m 弹＋m )v 共,解得v 共＝0.开枪前后系统损失的机械能等于子弹射入木块时克服阻力所做的功,左侧射手开枪后,右侧射手开枪前,把左侧射手开枪打出的子弹和木块看做一个系统,设子弹射入木块时受到的平均阻力大小为f ,则由动量守恒定律有：m 弹v 弹 ＋0＝(m 弹＋m )v 共′,则v 共′＝ m 弹m 弹＋m v 弹,左侧射手射出的子弹射入木块中时,该子弹和木块组 成的系统损失的机械能ΔE 1＝12m 弹v 2 弹－12(m 弹＋m )v 共′2＝fd 1,右侧射手开枪打出的子弹射入木 块时,则有－m 弹v 弹＋(m 弹＋m )v 共′＝(2m 弹＋m )v 共,系统损失的机械能ΔE 2＝12m 弹v 2弹 ＋1 2 (m 弹＋m )v 共′2－0＝fd 2,ΔE 1<ΔE 2,故d 1