届二轮复习分层突破练6动量和能量观点的应用作业.docx
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届二轮复习分层突破练6动量和能量观点的应用作业
专题分层突破练6动量和能量观点的应用
1.(2019山东青岛一模)雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象。
为估算雨天院中芭蕉叶面上单
位面积所承受的力,小玲同学将一圆柱形水杯置于院中,测得10分钟内杯中雨水上升了15mm,查询得知,当时雨滴落地速度约为10m/s,设雨滴撞击芭蕉后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1X103kg/m3,据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为()
A.0.25N
B.0.5N
C.1.5N
D.2.5N
2.(2019福建泉州一模)甲、乙两冰雹从高空由静止落下,假设两冰雹下落过程中空气阻力大小均与速
率的二次方成正比且比例系数相同,甲的质量是乙的2倍,则下落过程中()
A.甲的最大加速度是乙的2倍
B.甲的最大速度是乙的2倍
C.甲的最大动量是乙的一倍
D.甲的最大动能是乙的4倍
3.(2019四川遂宁三诊)如图所示,水平地面光滑,轻弹簧一端固定在墙上,另一端连接质量为m的小球
A。
另一个质量也为m的小球B以速度V0向左运动,与A碰撞时间极短、且碰后粘在一起。
则从B与A开始碰撞到弹簧压缩最短过程,对A球、B球、弹簧组成的系统()
A.动量守恒,机械能不守恒
B.动量不守恒,机械能守恒
C.对墙产生的冲量为mv0
D.弹簧最大势能为
E.
5.
如图所示,轻质弹簧固定在水平地面上。
现将弹簧压缩后,将一质量为m的小球静止放在弹簧上,释放
后小球被竖直弹起,小球离开弹簧时速度为v,则小球被弹起的过程中()
A.地面对弹簧的支持力冲量大于mv
B.弹簧对小球的弹力冲量等于mv
C.地面对弹簧的支持力做功大于-mv2
D.弹簧对小球的弹力做功等于-mv2
6.(多选)如图所示,在光滑水平面上,质量为m的A球以速度vo向右运动,与静止的质量为5m的B球碰撞,碰撞后A球以v=avo(待定系数a<1)的速率弹回,并与固定挡板P发生弹性碰撞,若要使A球能再次追上B球并相撞,则系数a可以是()
T
-11
*—L—*•
ZZZZ#
7.
(多选)质量为M的小车置于光滑的水平面上,左端固定一根轻弹簧,质量为m的光滑物块放在小车上压缩弹簧并用细线连接物块和小车左端,开始时小车与物块都处于静止状态,此时物块与小车右端相
距为L,如图所示,当突然烧断细线后,以下说法正确的是()
A.物块和小车组成的系统机械能守恒
B.物块和小车组成的系统动量守恒
C.当物块速度大小为v时,小车速度大小为-v
D.当物块离开小车时,小车向左运动的位移为一L
8.
jFi1
1
1
1
1
1
i[i
h
F1
Al
(多选)(2019山东济南三模)竖直放置的轻弹簧下端固定在地上,上端与质量为m的钢板连接,钢板处
于静止状态。
一个质量也为m的物块从钢板正上方h处的P点自由落下,打在钢板上并与钢板一起
向下运动x0后到达最低点Q。
下列说法正确的是()
A.物块与钢板碰后的速度为
B.物块与钢板碰后的速度为
C.从P到Q的过程中,弹性势能的增加量为mg
D.从P到Q的过程中,弹性势能的增加量为mg(2xo+h)
9.
(2019海南卷)如图,用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点:
初始时,轻绳处于水平拉直状态。
现将a由静止释放,当物块a下摆至最低点时,恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后b滑行的最大距离为s。
已知b的质量是a的3倍。
b与水平面间的动摩擦因数为厲重力加速度大小为g。
求:
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小
(2)轻绳的长度。
子弹(可视为质点)以初速度V0水平向右射入木块,穿出第一块木块时速度变为-V0,已知木块的长为L,
设子弹在木块中所受的阻力恒定。
试求:
生1
m
(1)子弹穿出第一块木块后,第一个木块的速度大小V以及子弹在木块中所受阻力大小。
⑵子弹在第二块木块中与该木块发生相对运动的时间t。
11.(2019山东泰安二模)某建筑学书籍上说,地面土质松湿之处,欲起建房屋或工程之事,以打桩为极要之工”如图甲所示为工程打桩的示意图,已知桩料最初竖直静止在地面上,其质量M=300kg,夯锤
每次被提升到距离桩顶
H=5m后由静止释放,卷扬机迅速转动,使夯锤自由下落
以相同的速度向下运动
,桩料进入地面后所受阻力
f与深度h的关系如图乙所示
,与桩料碰撞后都是
,图中斜率k=2.5X104
N/m。
已知夯锤的质量
2
m=200kg,重力加速度g取10m/s,求:
(1)夯锤第一次与桩料碰撞后的速度大小
(2)打完第一夯后桩料进入地面的深度。
B\
(2019山东济宁一模)如图所示质量为M=2kg的木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,右端与一固定在地面上的半径R=0.4m的光滑四分之一圆弧紧靠在一起,圆弧的底端与木板上
表面水平相切。
质量为m=1kg的滑块B(可视为质点)以初速度vo=-m/s从圆弧的顶端沿圆弧下滑,B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧。
A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力,A、B之间
动摩擦因数L0.1A足够长,B不会从A表面滑出,g取10m/s2。
(1)求滑块B到圆弧底端时的速度大小vi;
(2)若A与台阶碰前,已和B达到共速,求A向左运动的过程中与B摩擦产生的热量Q(结果保留两位
有效数字);
(3)若A与台阶只发生一次碰撞,求x满足的条件。
专题分层突破练6动量和能量观点的应用
1.A解析由题知不计雨滴的重力,设雨滴受到支持面的平均作用力为F,设在At时间内有质量为Am的雨水的速度由v=10m/s减为零。
以向上为正方向,对这部分雨水应用动
量定理:
FAt=0-(-Amv)=Amv,得F=——;设水杯横截面积为S,对水杯里的雨水,在At时间
_3
内水面上升Ah,则有:
Am=(SAh;F=(5厂。
压强为:
p=-=p^—=1X10X10X
N/m2=0.25N/m2,故A正确,B、C、D错误;故选A。
2.D解析因为冰雹下落过程中空气阻力大小均与速率的二次方成正比,所以当刚下落时,冰雹只受重力,这时甲乙两冰雹加速度最大,且均为g,故A错误;当冰雹的重力与阻力相等时加速度为0,速度最大即有mg=kv2,得:
v=—,由于甲的质量是乙的2倍,所以甲的最大速度是乙的■倍,故B错误;动量为p=mv,由于甲的质量是乙的2倍,甲的最大速度是乙的倍,所以甲的最大动量是乙的2倍,故C错误;动能为Ek=-mv2,由于甲的质量是乙的2倍,甲的最大速度是乙的—倍,所以甲的最大动能是乙的4倍,故D正确。
3.C解析从B与A开始碰撞到弹簧压缩最短过程,A、B发生了完全非弹性碰撞,在碰撞过程中机械能有损失,所以系统的机械能不守恒;从AB开始一起运动至弹簧被压缩到最短的过程中,由于墙对弹簧有作用力,A、B与弹簧组成的系统所受的合外力不为零,则在此运动过程中动量不守恒,故选项A、B错误;整个过程中由动量定理:
l=mvo,选项C正确;A、B碰撞过程,取向左为正方向,由动量守恒定律得:
mvo=2mv得:
v=O.5vo。
弹簧的最大弹性势能为:
Ep=-2mv2=-。
故D错误。
4.C解析在天舟一号”和天宫二号”对接的过程中水平方向动量守
恒,M(v+Av)+mv=(M+m)v'解得对接后两者的共同速度v'=v+,以天宫二号”为研究
对象,根据动量定理有F-At=mv'-mv,解得F=,选项C正确,故选C。
5.A解析根据动量定理分析弹力和支持力的冲量;根据动能定理分析弹力做的功,弹簧没有发生移动,所以地面的支持力不做功。
规定竖直向上为正方向,对小球受力分析,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用,故根据动量定律可得If-IG=mv所以弹簧对小球的弹力的冲量IF=mv+Ig;地面对弹簧的支持力和弹簧对地面的弹力是一对相互作用力所以N=F,故|In|=|IF|=mv+|lG|>mv,A正确、B错误;由于弹簧没有发生位移,所以地面对弹簧的支持力不做功,故C错误;根据动能定理WF-WG=-mv2所以WF=-m#+WG>-mv2,故D错误。
6.BC解析A与B碰撞过程中,根据动量守恒可知:
mw=5mw-mav0,要使A球能再次追上B球并相撞,则av°>vB,由以上两式可解得:
a>-,故B、C正确。
7.BC解析弹簧推开物体和小车的过程,若取物块、小车和弹簧的系统为研究对象,无其他力做功,则机械能守恒,但选物块和小车的系统为研究对象,弹力做功属于系统外其
他力做功,弹性势能转化成系统的机械能,此时系统的机械能不守恒,A选项错误。
取物块和小车的系统为研究对象,外力之和为零,故系统的动量守恒,B项正确。
由系统的动
量守恒:
O=mv-Mv',解得v'=—v,C项正确。
弹开的过程满足反冲原理和人船模型,有-—,则在相同时间内-一,且x+x'=L,联立得x'=——,D项错误。
故选BC
8.BC解析物体下落h,由机械能守恒得:
mgh=-;物体与钢板碰撞,则动量守
恒:
mvi=2mv2,解得v2=—vi=,选项A错误,B正确;从碰撞到Q点,由能量关系可
9.答案
(1)
(2)4*
解析
(1)设a的质量为m,则b的质量为3m,对物块b碰后由动能定理:
-y3mgs=0-_3m
解得vb=
(2)a球从水平位置摆下的过程
mgL=_
ab碰撞的过程:
mv0=mva+3mvb
-_3m
联立解得:
L=4Q
10.答案
(1)-V0⑵—
解析
(1)子弹打穿第一块木块过程,由动量守恒定律有
()
mv0=m一V0+3mv
解得v=-vo
对子弹与第一块木块相互作用系统,由能量守恒定律有
解得子弹受到木块阻力Ff=——
(2)对子弹与第二块木块相互作用系统,由于-m(-vo)2=,则子弹不能打
穿第二块木块,设子弹与第二块木块共同速度为v共,
由动量守恒定律有
m-vo=(m+3m)v共
解得v共=一
子弹在第二块木块中的运动时间为t=—
11.答案
(1)4m/s
(2)0.8m
解析
(1)设夯锤与桩料碰撞前的速度大小为vo,
则根据机械能守恒定律有mgH=-
解得vo=10m/s
夯锤与桩料碰撞过程中满足动量守恒定律,设碰撞后桩料的速度大小为vi,
则有mvo=(M+m)vi
代入数据得v1=4m/s
(2)设打完第一夯后桩料进入地面的深度为hi,
则根据动能定理得(M+m)ghi--hikhi=O—(M+m)
解得hi=0.8m
12.答案⑴vi=4m/s
(2)Q胡.3J(3)x>1m
解析
(1)滑块B从释放到最低点,由动能定理得:
mgRd-
解得:
V1=4m/s
(2)向左运动过程中,由动量守恒定律得:
mv1=(m+M)v2
解得:
vz=-m/s
由能量守恒定律得:
Q=--(m+M)
解得:
Q冷.3J
⑶从B刚滑到A上到A左端与台阶碰撞前瞬间,A、B的速度分别为V3和V4,
由动量守恒定律得:
mw=mv4+Mv3
若A与台阶只碰撞一次,碰撞后必须满足:
Mv3>mv4
对A板,应用动能定理:
(mgx=_-0
联立解得:
X》1m
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- 二轮 复习 分层 突破 动量 能量 观点 应用 作业