2023版新教材高考物理微小練習(xí)41動量和能量的綜合應(yīng)用

專題41動量和能量的綜合應(yīng)用

1.[2022?九師聯(lián)盟質(zhì)量檢測]如圖所示，質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平面上，車的

上表面粗糙，有一質(zhì)量為m的木塊以初速度V。水平地滑至車的上表面，若車足夠長，則木

塊的最終速度大小和系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量分別為（）

“iii+M2（m+M）B'm+Mm+M

22

r-m--vo----m-M-v-°---n-m--vo--ni-M-v-0

'm+M2（m+M）'m+Mm+M

2.（多選）如圖所示，兩物體A、B用輕質(zhì)彈簧相連靜止在光滑水平面上，現(xiàn)同時對A、

B兩物體施加等大反向的水平恒力R、Fz,使A、B同時由靜止開始運動.在以后的運動過程

中，關(guān)于A、B兩物體與彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（整個過程中彈簧不超過其彈性

限度）（）

A.雖然A、B兩物體會有加速運動，但它們的總動量保持不變

B.在以后的運動過程中E、F2一直做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能一直在增大

C.當(dāng)彈簧彈力的大小與宿、Fz的大小相等時，A、B兩物體總動能最大

D.當(dāng)彈簧彈力的大小與&、邑的大小相等時，彈簧彈性勢能最大

3.[2022?山東省德州市期中]如圖所示，光滑水平面上靜止著一長為L的平板車，一

人站在車尾將一質(zhì)量為m的物體水平拋出，物體恰好落在車的前端.物體可看做質(zhì)點，拋出

位置位于車尾正上方，距車上表面的豎直高度為h,不計空氣阻力，已知人和車的總質(zhì)量

為M,重力加速度為g,物體水平拋出時獲得的沖量大小為（）

腎B,ML

2h

mJL/"g-MmL

c-而y記〃帝7忝

4.[2022?八省八校第一次聯(lián)考]（多選）內(nèi)部長度為L、質(zhì)量為M的木箱靜止在光滑的

水平面上，木箱內(nèi)部正中間放置一可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m的木塊，木塊與木箱之間的動摩擦

因數(shù)為口.初始時木箱向右的速度為v。，木塊無初速度.木箱運動的v-t圖像如圖所示，所

有碰撞均為彈性碰撞且碰撞時間極短，重力加速度為g,則在0?to時間內(nèi)，下列說法正確

的是（）

A.M=2m

2

及M與m間的相對路程為廣寧

4Ug

VA3

M對地的位移為U+oL

8Hg2

3V23

D.m對地的位移為U—募L

8Hg2

5.

[2022?江蘇鹽城期末]如圖所示，光滑水平面上甲、乙兩球間粘少許炸藥，一起以速度

0.5m/s向右做勻速直線運動.已知甲、乙兩球質(zhì)量分別為0.1慫和0.2kg.某時刻炸藥突

然爆炸，分開后兩球仍沿原直線運動，從爆炸開始計時經(jīng)過3.0s,兩球之間的距離為x=

2.7加，則下列說法正確的是（）

A.剛分離時，甲、乙兩球的速度方向相同

B.剛分離時，甲球的速度大小為0.6Ws

C.剛分離時，乙球的速度大小為0.3Ws

〃.爆炸過程中釋放的能量為0.027J

6.[2022?湖南省五市十校聯(lián)考]如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，

小車AB段是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道，BC段是水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B

點.一質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點）從小車上的A點由靜止開始沿軌道滑下，然后滑入BC

軌道，最后恰好停在C點.已知M=3m,滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為N,重力加速度

為g.則下列說法正確的是（）

A.滑塊從A滑到C的過程中，滑塊和小車組成的系統(tǒng)動量守恒

B.滑塊滑到B點時的速度大小為［標(biāo)

C.滑塊從A滑到C的過程中，小車的位移大小為J(R+L)

D.水平軌道的長度L=§

7.［2022?湖北十堰高三階段練習(xí)］如圖所示，足夠長的光滑水平直軌道AB與光滑圓弧

軌道BC平滑連接，B為圓弧軌道的最低點.一質(zhì)量為1例的小球a從直軌道上的A點以大

小為4勿/s的初速度向右運動，一段時間后小球a與靜止在B點的小球b發(fā)生彈性正碰，碰

撞后小球b沿圓弧軌道上升的最大高度為0.20(未脫離軌道).取重力加速度大小g=10mH,

兩球均視為質(zhì)點，不計空氣阻力.下列說法正確的是()

AB

A.碰撞后瞬間，小球b的速度大小為1m/s

B.碰撞后瞬間，小球a的速度大小為3Ws

乙小球b的質(zhì)量為3kg

D.兩球會發(fā)生第二次碰撞

8.如圖所示，靜止在光滑水平面上的小車質(zhì)量為M=20e從水槍中噴出的水柱的橫

截面積為S=104，速度為v=100/s,水的密度為P=1.0X103例/療.若水槍噴出的水從

車后沿水平方向沖擊小車的前壁，且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁流進(jìn)小車中.試求：

水柱m水槍

車

前

壁

(D當(dāng)有質(zhì)量為m=5版的水進(jìn)入小車時，小車的速度大??；

(2)若將小車固定在水平面上，且水沖擊到小車前壁后速度立即變?yōu)榱?，求水對小車?/p>

沖擊力大小.

專題41動量和能量的綜合應(yīng)用

1.C木塊在小車上表面滑動的過程中動量守恒，有噸=（M+而％系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的

2

熱量T叫一）（"+加汽兩式聯(lián)立解得木塊的最終速度V=SL，摩擦產(chǎn)生的熱量o=

乙'乙illIIll

RIMVQ

2（,什加'C正確.

2.AC由題意，水平恒力F、、E等大反向,則系統(tǒng)受合外力為零，總動量守恒，故A

正確；拉力與物體的運動方向相同，則￡、K一直做正功，系統(tǒng)的機(jī)械能一直在增大，當(dāng)物

體減速為零后此時彈簧的彈力大于拉力，物體會反向運動，此時拉力與運動方向相反，都做

負(fù)功則機(jī)械能減少，B錯誤；當(dāng)彈簧彈力的大小與￡、月的大小相等后，彈力大于拉力，則

物體減速運動，故彈力的大小與￡、￡的大小相等時，4、8兩物體速度最大，總動能最大，

C正確；當(dāng)彈簧彈力的大小與￡、用的大小相等后，物體減速運動，但仍然會使彈簧繼續(xù)伸

長，彈性勢能繼續(xù)增大，D錯誤.

ML

3.D系統(tǒng)水平方向動量守恒，niv\=Mv2,有mx\=Mx2,且為+照=￡,解得矛尸^^工，

型=4-.由平拋運動的規(guī)律得力=；〃，小―，由動量定理得I=mvx,解得人含乂/梟

M+m2M+m2h

4.BCD由P-方圖像可知木塊與木箱最終共速，則zm=（八勿）］，得〃7=..仇則A錯；

222

iVa%

由能量守恒可得：=-{M+ni）—+〃儂&得到兩物體的相對路程為兀1，B正確；由

2o幺44

VQ

%一萬

圖知共碰撞三次，都是彈性碰撞，到共速為止所花總時間為則木箱運動

“g2ng

22

的位移為1￡+5兀,，木塊相對地面的位移為六一|乙C、D正確.

5.D設(shè)甲、乙兩球的質(zhì)量分別為如、股,剛分離時兩球速度分別為口、⑶以向右為

X

正方向，則由動量守恒得（如+加的=仍%+%2P2,根據(jù)題意有r2—H=-,代入數(shù)據(jù)可解得功

=0.8m/s,^=-0.1m/s,說明剛分離時兩球速度方向相反，故A、B、C錯誤；爆炸過程

222

中釋放的能量匕+$6匕一m+例））,將吻=0.8m/s,h=-0.1m/s,代入計

算可得△￡=（）.027J,故D正確.

6.D滑塊從/滑到。的過程中水平方向動量守恒，豎直方向上合力不為零，系統(tǒng)動量

不守恒，故A錯誤；滑塊剛滑到8點時速度最大，取水平向右為正方向，由水平方向動量守

恒定律和機(jī)械能守恒定律得。=而%一航^儂叫牝，解得％=v,i=

滑塊滑到6點時的速度為、用，故B錯誤；設(shè)全程小車相對地面的位移大小為s,根據(jù)

題意可知全程滑塊水平方向相對小車的位移為R+L,則滑塊水平方向相對地面的位移為X'

=R+L-s,滑塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，取水平向右為正方向，在水平方

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向，由動量守恒定律得力("+￡—s)—堆=0.已知#=3勿，解得s=-(7?+A),x1=[(/?+￡),

故C錯誤；系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以向右為正方向，對整個過程，由動量守恒定律得0

=(/〃+助/,解得J=0,由能量守恒定律得〃??=