2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：綜合運用動力學(xué)、能量、動量觀點解決問題（word版含答案）

1、綜合運用動力學(xué)、能量、動量觀點解決問題練習(xí)1.如圖所示，在光滑的水平面上有一足夠長的質(zhì)量M4 kg的長木板，在長木板右端有一質(zhì)量m1 kg的小物塊，長木板與小物塊間的動摩擦因數(shù)0.2，開始時長木板與小物塊均靜止現(xiàn)用F14 N的水平恒力向右拉長木板，經(jīng)時間t1 s撤去水平恒力F，取g10 m/s2.求：(1)小物塊在長木板上發(fā)生相對滑動時，小物塊加速度a的大??；(2)剛撤去F時，小物塊離長木板右端的距離；(3)撒去F后，系統(tǒng)損失的最大機(jī)械能E.2如圖所示，質(zhì)量m10.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長L1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m20.2 kg可視為質(zhì)點的物塊，以水平向右的速度v02 m/s從左

2、端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止物塊與車面間的動摩擦因數(shù)0.5，g取10 m/s2，求：(1)物塊與小車的共同速度；(2)物塊在車面上滑行的時間t；(3)小車運動的位移x；(4)要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v0不超過多少？3.如圖所示，半徑為R的豎直光滑半圓軌道bc與水平光滑軌道ab在b點連接，開始時可視為質(zhì)點的物體A和B靜止在ab上，A、B之間壓縮有一處于鎖定狀態(tài)的輕彈簧(彈簧與A、B不連接)某時刻解除鎖定，在彈力作用下A向左運動，B向右運動，B沿軌道經(jīng)過c點后水平拋出，落點p與b點間距離為2R.已知A質(zhì)量為2m，B質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計空氣阻力，求

3、：(1)B經(jīng)c點拋出時速度的大??；(2)B經(jīng)b時速度的大??；(3)鎖定狀態(tài)的彈簧具有的彈性勢能4如圖所示，一小車置于光滑水平面上，小車質(zhì)量m03 kg，AO部分粗糙且長L2 m，物塊與AO部分間動摩擦因數(shù)0.3，OB部分光滑水平輕質(zhì)彈簧右端固定，左端拴接物塊b，另一小物塊a，放在小車的最左端，和小車一起以v04 m/s的速度向右勻速運動，小車撞到固定豎直擋板后瞬間速度變?yōu)榱?，但不與擋板粘連已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)a、b兩物塊視為質(zhì)點，質(zhì)量均為m1 kg，碰撞時間極短且不粘連，碰后以共同速度一起向右運動(g取10 m/s2)求：(1)物塊a與b碰后的速度大小

4、；(2)當(dāng)物塊a相對小車靜止時小車右端B到擋板的距離；(3)當(dāng)物塊a相對小車靜止時在小車上的位置到O點的距離5.如圖所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩相連，跨放在質(zhì)量不計的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA2 kg、mB1 kg.初始時A靜止于水平地面上，B懸于空中現(xiàn)將B豎直向上舉高h(yuǎn)1.8 m(未觸及滑輪)，然后由靜止釋放一段時間后細(xì)繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運動，之后B恰好可以和地面接觸g取10 m/s2，空氣阻力不計求：(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直時的運動時間t；(2)A的最大速度v的大??；(3)初始時B離地面的高度H.6如圖所示，滑塊A、B靜止于光滑水平桌面上，B的上表面水平

5、且足夠長，其左端放置一滑塊C，B、C間的動摩擦因數(shù)為(數(shù)值較小)，A、B由不可伸長的輕繩連接，繩子處于松弛狀現(xiàn)在突然給C一個向右的速度v0，讓C在B上滑動，當(dāng)C的速度為eq f(1,4)v0時，繩子剛好伸直，接著繩子被瞬間拉斷，繩子拉斷時B的速度為eq f(3,16)v0.已知A、B、C的質(zhì)量分別為2m、3m、m.求：(1)從C獲得速度v0開始經(jīng)過多長時間繩子剛好伸直；(2)從C獲得速度v0開始到繩子被拉斷的過程中整個系統(tǒng)損失的機(jī)械能7.在一次投擲手榴彈的演習(xí)中，某個士兵在戰(zhàn)壕里將一顆質(zhì)量m0.25 kg的手榴彈從水平地面朝目標(biāo)方向斜向上拋出，當(dāng)手榴彈上升到最大高度h5 m時速度為10 m/s

6、，且恰好爆炸成前后兩塊彈片，其中質(zhì)量m10.1 kg的一塊彈片在爆炸后做自由落體運動已知手榴彈內(nèi)部火藥的質(zhì)量m0.05 kg，且爆炸瞬間火藥充分燃燒，重力加速度g取10 m/s2，火藥爆炸后生成氣體的動量不計，空氣阻力不計，求：(1)士兵投擲手榴彈的初速度v0；(2)爆炸中火藥燃燒對兩彈片做的功W及兩塊彈片落地點間的距離x.8有人對鞭炮中炸藥爆炸的威力產(chǎn)生了濃厚的興趣，他設(shè)計如下實驗，在一光滑水平面上放置兩個可視為質(zhì)點的緊挨著的A、B兩個物體，它們的質(zhì)量分別為m11 kg、m23 kg，在它們之間放少量炸藥，水平面左方有一彈性的擋板，水平面右方接一光滑的eq f(1,4)豎直圓軌道開始A、B兩

7、物體靜止，點燃炸藥讓其爆炸，物體A向左運動與擋板碰后原速返回，在水平面上追上物體B并與其碰撞后粘在一起，最后恰能到達(dá)圓弧最高點，已知圓弧的半徑為R0.2 m，g取10 m/s2.求：(1)求AB粘在一起時的速度；(2)炸藥爆炸時對A、B兩物體所做的功9.如圖所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB段是半徑R0.8 m的eq f(1,4)圓弧，B在圓心O的正下方，BC段水平，AB段與BC段平滑連接球2、球3分別放在BC軌道上，質(zhì)量m10.4 kg的球1從A點由靜止釋放，球1進(jìn)入水平軌道后與球2發(fā)生彈性正碰，球2再與球3發(fā)生彈性正碰，g10 m/s2.(1)求球1到達(dá)B點時對軌道的壓力大小

8、；(2)若球2的質(zhì)量m20.1 kg，求球1與球2碰撞后球2的速度大??；(3)若球3的質(zhì)量m30.1 kg，為使球3獲得最大的動能，球2的質(zhì)量應(yīng)為多少10如圖所示，三個直徑相同的小球靜止在足夠長的光滑水平面上，A、C兩球的質(zhì)量均為m，B球的質(zhì)量為km(k1)給A球一個水平向右的初速度v0，B球先與A球發(fā)生彈性正碰，再與C球發(fā)生彈性正碰求系數(shù)k的值為多大時，B與C碰后瞬間B球的速度最大？11豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊B靜止于水平軌道的最左端，如圖(a)所示t0時刻，小物塊A在傾斜軌道上從靜止開始下滑，一段時間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)；當(dāng)A返

9、回到傾斜軌道上的P點(圖中未標(biāo)出)時，速度減為0，此時對其施加一外力，使其在傾斜軌道上保持靜止物塊A運動的vt圖像如圖(b)所示，圖中的v1和t1均為未知量已知A的質(zhì)量為m，初始時A與B的高度差為H，重力加速度大小為g，不計空氣阻力(1)求物塊B的質(zhì)量；(2)在圖(b)所描述的整個運動過程中，求物塊A克服摩擦力所做的功；(3)已知兩物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)均相等在物塊B停止運動后，改變物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)，然后將A從P點釋放，一段時間后A剛好能與B再次碰上求改變前后動摩擦因數(shù)的比值12靜止在水平地面上的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別為mA1.0 kg，mB4.0 kg；兩者之間有一被壓縮的微型彈

10、簧，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l1.0 m，如圖所示某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動能之和為Ek10.0 J釋放后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運動A、B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.20.重力加速度取g10 m/s2.A、B運動過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短(1)求彈簧釋放后瞬間A、B速度的大??；(2)物塊A、B中的哪一個先停止？該物塊剛停止時A與B之間的距離是多少？(3)A和B都停止后，A與B之間的距離是多少？答案：1. (1) 2 m/s2(2) 0.4 J2 (1) 0.8 m/s(2) 0.24 s(3) 0.096 m(4) 5 m/s3.

11、(1)B平拋運動過程豎直方向有2Req f(1,2)gt2，水平方向：2Rvct，解得：vceq r(gR)(2)B從b到c，由機(jī)械能守恒定律得eq f(1,2)mveq oal(2,b)2mgReq f(1,2)mveq oal(2,c) 解得：vbeq r(5gR)(3)設(shè)完全彈開后，A的速度為va，彈簧恢復(fù)原長過程中A與B組成系統(tǒng)動量守恒2mvamvb0解得：vaeq f(1,2)vbeq f(r(5gR),2)由能量守恒定律，得彈簧彈性勢能：Epeq f(1,2)2mveq oal(2,a)eq f(1,2)mveq oal(2,b) 解得：Ep3.75mgR4 (1)對物塊a，由動能

12、定理得mgLeq f(1,2)mveq oal(2,1)eq f(1,2)mveq oal(2,0)代入數(shù)據(jù)解得a與b碰前a的速度v12 m/sa、b碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以a的初速度方向為正方向由動量守恒定律得：mv12mv2代入數(shù)據(jù)解得v21 m/s(2)當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時兩物塊分離，物塊a以v21 m/s的速度在小車上向左滑動，當(dāng)與小車同速時，以向左為正方向由動量守恒定律得mv2(m0m)v3代入數(shù)據(jù)解得v30.25 m/s對小車，由動能定理得mgseq f(1,2)m0veq oal(2,3)代入數(shù)據(jù)解得，同速時小車B端到擋板的距離seq f(1,32) m(3)由能量守恒得mgxeq

13、 f(1,2)mveq oal(2,2)eq f(1,2)(m0m)veq oal(2,3)解得物塊a與車相對靜止時與O點的距離：x0.125 m5. (1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運動，有：heq f(1,2)gt2解得：t0.6 s(2)設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為v0，有v0gt6 m/s細(xì)繩繃直瞬間，細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A、B的重力，A、B相互作用，總動量守恒：mBv0(mAmB)v繩子繃直瞬間，A、B系統(tǒng)獲得的速度：v2 m/s之后A做勻減速運動，所以細(xì)繩繃直瞬間的速度v即為最大速度，A的最大速度為2 m/s(3)細(xì)繩繃直后，A、B一起運動，B恰好可以和地面接觸，說明此時A、B的速

14、度為零，這一過程中A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有：eq f(1,2)(mAmB)v2mBgHmAgH解得初始時B離地面的高度H0.6 m6 (1)從C獲得速度v0到繩子剛好伸直的過程中，根據(jù)動量定理得：mgteq f(1,4)mv0mv0解得：teq f(3v0,4g)(2)設(shè)繩子剛伸直時B的速度為vB，對B、C組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律得：mv0meq f(1,4)v03mvB解得：vBeq f(1,4)v0繩子被拉斷的過程中，A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律得：3mvB2mvA3meq f(3,16)v0解得：vAeq f(3,32)v0整個過程中，根據(jù)能量守恒定律得：E損eq

15、f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(1,2)2mveq oal(2,A)eq f(1,2)3meq blc(rc)(avs4alco1(f(3,16)v0)eq sup12(2)eq f(1,2)meq blc(rc)(avs4alco1(f(1,4)v0)eq sup12(2)eq f(417,1 024)mveq oal(2,0)7. (1)手榴彈上升到最大高度h5 m時速度為10 m/s，則有：v010 m/s，veq oal(2,y)2gh，veq r(veq oal(2,0)veq oal(2,y)解得v10eq r(2) m/s(2)彈片在爆炸后瞬間的速率為零，另一塊彈

16、片的質(zhì)量為m2mm1m0.1 kg設(shè)其爆炸后瞬間的速率為v2，由動量守恒定律得：m2v2mv0解得v225 m/s設(shè)爆炸中火藥燃燒對兩彈片做的功為W，則根據(jù)動能定理有：eq f(1,2)mveq oal(2,0)Weq f(1,2)m2veq oal(2,2)解得W18.75 J質(zhì)量m10.1 kg的一塊彈片在爆炸后做自由落體運動、質(zhì)量為m2的彈片做平拋運動，則兩塊彈片落地點間的距離為xv2eq r(f(2h,g)25 m8 (1)炸藥爆炸后，設(shè)A的速度大小為v1，B的速度大小為v2.動量守恒定律得m1v1m2v20A物與擋板碰后追上B物，碰后兩物共同速度設(shè)為v，取向右為正方向，由動量守恒定律

17、得m1v1m2v2(m1m2)v兩物上升到圓弧的最高點時速度為0，兩物體的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，由機(jī)械能守恒定律eq f(1,2)(m1m2)v2(m1m2)gR炸藥爆炸時對A、B兩物體所做的功Weq f(1,2)m1veq oal(2,1)eq f(1,2)m2veq oal(2,2)聯(lián)立解得AB粘在一起時的速度v2 m/s，W10.7 J9. (1)對球1從A到B應(yīng)用動能定理：m1gReq f(1,2)m1veq oal(2,0)在B點對球1應(yīng)用牛頓第二定律：FNm1gm1eq f(veq oal(2,0),R)聯(lián)立解得：v04 m/s、FN12 N由牛頓第三定律FNFN12 N(2)球1、

18、球2的碰撞，根據(jù)動量守恒定律有：m1v0m1v1m2v2由機(jī)械能守恒得：eq f(1,2)m1veq oal(2,0)eq f(1,2)m1veq oal(2,1)eq f(1,2)m2veq oal(2,2)解得：v2eq f(2m1,m1m2)v06.4 m/s(3)同理，球2、3碰撞后：v3eq f(2m2,m2m3)v2則v3eq f(2m2,m2m3)eq f(2m1,m1m2)v0代入數(shù)據(jù)：v3eq f(1.6,m2f(0.04,m2)0.5)v0由數(shù)學(xué)知識，當(dāng)m2eq f(0.04,m2)時，m2eq f(0.04,m2)0.5最小，v3最大所以meq oal(2,2)0.04，m20.2 kg10 設(shè)A、B發(fā)生彈性碰撞后的速度分別vA、vB1，則mv0mvAkmvB1eq f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(1,2)mveq