專題分層突破練6動量和能量觀點的應用高考總復習優(yōu)化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025123456789101112基礎鞏固選擇題:每小題6分,共48分1.(2024河南駐馬店高三期末)某次冰球比賽中,甲、乙兩運動員站在光滑的水平冰面上,甲將靜止在冰面上的冰球傳給乙,乙接到冰球后又將冰球傳回甲。若甲、乙的質量相等,且為冰球質量的k(k>1)倍,甲接到冰球后,甲、乙兩人的速度大小之比為(

)B1234567891011121234567891011122.(2024廣東廣州階段練習)如圖所示,冰壺A以1.5m/s的速度與靜止在冰面上的冰壺B正碰,碰后瞬間B的速度大小為1.2m/s,方向與A碰前速度方向相同,碰撞時間極短。若已知兩冰壺的質量均為20kg,則下列說法正確的是(

)A.碰后瞬間A的速度大小為0.4m/sB.碰撞過程中,B對A做功為21.6JC.碰撞過程中,A對B的沖量大小為24N·sD.A、B碰撞過程是彈性碰撞C123456789101112解析

由于碰撞時間極短,內力遠遠大于外力,可知A、B相碰時,A和B組成的系統(tǒng)動量近似守恒。根據(jù)動量守恒定律,以v0方向為正方向,有mv0=mvA+mvB,解得vA=0.3

m/s,故A錯誤;根據(jù)動能定理可得,碰撞過程中,1234567891011123.(2024廣東汕頭一模)某實驗小組用電池、電動機等器材自制風力小車,如圖所示,葉片勻速旋轉時將空氣以速度v向后排開,葉片旋轉形成的圓面積為S,空氣密度為ρ,下列說法正確的是(

)A.風力小車的原理是將風能轉化為小車的動能B.t時間內葉片排開的空氣質量為ρSvC.葉片勻速旋轉時,空氣對小車的推力為ρSv2D.葉片勻速旋轉時,單位時間內空氣流動的動能為

ρSv2C123456789101112解析

風力小車的原理是消耗電能,先轉化成風能,再推動小車運動,所以是電能轉化為小車的動能,A錯誤;t時間內葉片排開的空氣質量為m=ρvtS,B錯誤;1234567891011124.(2024江西贛州一模)如圖甲所示,光滑水平地面上有A、B兩物塊,質量分別為2kg、6kg,B的左端拴接著一勁度系數(shù)為N/m的水平輕質彈簧,它們的中心在同一水平線上。A以速度v0向靜止的B方向運動,從A接觸彈簧開始計時至A與彈簧脫離的過程中,彈簧長度l與時間t的關系如圖乙所示,彈簧始終處在彈性限度范圍內,已知彈簧的彈性勢能Ep=kx2(x為彈簧的形變量),則(

)A.在0~2t0內B物塊先加速后減速B.整個過程中,A、B物塊構成的系統(tǒng)機械能守恒C.v0=2m/sD.A物塊在t0時刻時速度最小C123456789101112解析

在0~2t0內,彈簧始終處于壓縮狀態(tài),即B受到的彈力始終向右,所以B物塊始終做加速運動,A錯誤;整個過程中,A、B兩物塊和彈簧三者構成的系統(tǒng)機械能守恒,B錯誤;由圖可知,在t0時刻,彈簧被壓縮到最短,則此時A、B共速,此時彈簧的形變量為x=0.4

m-0.1

m=0.3

m,則根據(jù)A、B兩物塊系統(tǒng)動量守恒有m1v0=(m1+m2)v,根據(jù)A、B兩物塊和彈簧三者構成的系統(tǒng)機械能守恒有

,聯(lián)立解得v0=2

m/s,C正確;在0~2t0內,彈簧始終處于壓縮狀態(tài),即A受到彈力始終向左,所以A物塊始終做減速運動,則A物塊在2t0時刻時速度最小,D錯誤。1234567891011125.(多選)如圖所示,用不可伸長的輕繩將質量為m1的小球懸掛在O點,繩長L=0.8m,輕繩處于水平拉直狀態(tài)?，F(xiàn)將小球由靜止釋放,下擺至最低點與靜止在A點的小物塊發(fā)生碰撞,碰后小球向左擺的最大高度h=0.2m,小物塊沿水平地面滑到B點停止運動。已知小物塊的質量為m2,小物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,A點到B點的距離s=0.4m,重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是(

)A.小球與小物塊質量之比B.小球與小物塊碰后小物塊的速率v=2m/sC.小球與小物塊的碰撞是彈性碰撞D.小球與小物塊碰撞過程中有機械能損失BC1234567891011121234567891011126.(多選)(2024廣西卷)如圖所示,堅硬的水平地面上放置一木料,木料上有一個豎直方向的方孔,方孔各側壁完全相同。木栓材質堅硬,形狀為正四棱臺,上下底面均為正方形,四個側面完全相同且與上底面的夾角均為θ。木栓質量為m,與方孔側壁的動摩擦因數(shù)為μ。將木栓對準方孔,接觸但無擠壓,錘子以極短時間撞擊木栓后反彈,錘子對木栓沖量為I,方向豎直向下。木栓在豎直方向前進了Δs的位移,未到達方孔底部。123456789101112若進入的過程方孔側壁發(fā)生彈性形變,彈力呈線性變化,最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力,則(

)A.進入過程,木料對木栓的合力的沖量為-IBCD123456789101112解析

錘子撞擊木栓到木栓進入的過程,合力的沖量為零,重力沖量不為零,則木料對木栓的沖量不為-I,選項A錯誤。1234567891011121234567891011127.(10分)(2024廣東卷)汽車的安全帶和安全氣囊是有效保護乘客的裝置。(1)安全帶能通過感應車的加速度自動鎖定,其原理的簡化模型如圖甲所示。在水平路面上剎車的過程中,敏感球由于慣性沿底座斜面上滑直到與車達到共同的加速度a,同時頂起敏感臂,使之處于水平狀態(tài),并卡住卷軸外齒輪,鎖定安全帶。此時敏感臂對敏感球的壓力大小為FN,敏感球的質量為m,重力加速度為g,忽略敏感球受到的摩擦力。求斜面傾角的正切值tanθ。甲123456789101112(2)如圖乙所示,在安全氣囊的性能測試中,可視為質點的頭錘從離氣囊表面高度為H處做自由落體運動,與正下方的氣囊發(fā)生碰撞。以頭錘剛到氣囊表面為計時起點,氣囊對頭錘豎直方向的作用力F隨時間t的變化規(guī)律,可近似用圖丙所示的圖像描述。已知頭錘質量m0=30kg,H=3.2m,重力加速度大小g取10m/s2,求:①碰撞過程中F的沖量大小和方向;②碰撞結束后頭錘上升的最大高度。乙丙123456789101112解析

本題考查牛頓第二定律、動量定理等。(1)敏感球受向下的重力mg和敏感臂對它向下的壓力FN以及斜面對它的支持力F支,則由牛頓第二定律可知(mg+FN)tan

θ=ma123456789101112123456789101112綜合提升8.如圖所示,水火箭靜止在光滑水平面上,用打氣筒通過氣門芯向水火箭瓶身內打氣,當瓶內空氣達到一定壓強時,水將橡皮塞沖開并向后高速噴出,水火箭便在光滑水平面上沖出。若噴水前水火箭的總質量為m0,運動過程中每秒向后噴出質量為m的水,水噴出時相對地面的速度大小均為v,忽略空氣阻力的影響,則第N秒末(設上述過程中該水火箭仍在勻速噴水中)水火箭的速度大小為(

)A123456789101112解析

設第N秒末水火箭的速度大小為v1,此時水火箭的質量為m0-Nm,水火箭噴水過程系統(tǒng)動量守恒,則有(m0-Nm)v1=Nmv,解得v1=,故選A。1234567891011129.(多選)(2024湖北卷)如圖所示,在光滑水平面上靜止放置一質量為m0、長為L的木塊,質量為m的子彈水平射入木塊。設子彈在木塊內運動過程中受到的阻力不變,其大小f與射入初速度大小v0成正比,即f=kv0(k為已知常數(shù))。改變子彈的初速度大小v0,若木塊獲得的速度最大,則(

)AD123456789101112解析

本題考查子彈打木塊模型。設子彈射入木塊后,子彈和木塊的速度分別為v1、v2,由動量守恒定律有mv0=mv1+m0v2,子彈和木塊相互作用過程中受到的合力都為f=kv0,由牛頓第二定律得子彈和木塊的加速度大小分12345678910111212345678910111210.(13分)(2024黑吉遼卷)如圖所示,高度h=0.8m的水平桌面上放置兩個相同物塊A、B,質量mA=mB=0.1kg。A、B間夾一壓縮量Δs=0.1m的輕彈簧,彈簧與A、B不連接。同時由靜止釋放A、B,彈簧恢復原長時A恰好從桌面左端沿水平方向飛出,水平射程sA=0.4m,B脫離彈簧后沿桌面滑行一段距離sB=0.25m后停止。A、B均視為質點,重力加速度g取10m/s2。求:(1)脫離彈簧時A、B的速度大小vA和vB;(2)物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ;(3)整個過程中,彈簧釋放的彈性勢能ΔEp。123456789101112答案

(1)1m/s

1m/s(2)0.2(3)0.12J123456789101112設脫離彈簧時A、B速度大小為vA和vB。由于A、B組成的系統(tǒng)在彈簧恢復原長過程中,系統(tǒng)合外力為零,動量守恒,由動量守恒可知mAvA=mBvB解得vB=1

m/s。12345678910111212345678910111211.(14分)(2024甘肅蘭州一模)一次課外活動中,蘭蘭讓浮有乒乓球的水杯從一定高度下落,撞擊地面后發(fā)現(xiàn)乒乓球反彈的高度遠大于乒乓球起始高度。為了探究水杯里的乒乓球彈得更高的原因,可將上述過程簡化為以下過程,如圖所示,水杯和乒乓球從H=0.8m處由靜止釋放,水杯與地面碰撞過程中損失了75%的機械能,且碰撞時間極短,乒乓球與杯內水的相互作用過程近似為彈性碰撞,作用后乒乓球立即做豎直上拋運動,乒乓球的質量為m,水和杯的總質量為m0,忽略空氣阻力及杯中水量的變化,重力加速度g取10m/s2,結果均保留兩位有效數(shù)字。求:123456789101112(1)水杯落地時乒乓球的速度;(2)水杯與地面碰撞后的速度;(3)若m0?m,乒乓球反彈的高度。答案

(1)4m/s,方向豎直向下(2)2m/s,方向豎直向上(3)3.2m12345678910111212345678910111212345678910111212.(15分)(2024廣東廣州階段練習)如圖所示,一豎直固定、兩端開口的長直圓管內有一質量為m0=4m的薄圓盤,圓盤恰好靜止在距離管上端10L處,圓管長度為22L。一質量為m