2022年高考二轮复习资料专题二 .pdf

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1、学习必备欢迎下载高考二轮复习资料专题二2.3 动量和能量（一）例 1 如图 25 所示，一个质量为m 的小球拴在长L 的细线上做成一个单摆，把小球从平衡位置O 拉至 A，使细线与竖直方向成角，然后轻轻释放若在悬点O的正下方有一颗钉子P，试讨论：钉子在何处时，(1)可使小球绕钉来回摆动；(2)可使小球绕钉做圆周运动例 2 图 26 所示，一轻质杆上有两个质量均为m 的小球 a、b，轻杆可绕 O 点在竖直平面内自由转动，Oa =ab =L，先将杆拉至水平，再由静止释放，当杆转到竖直方向时，试求：（1）a、b 两小球的速度各是多少？（ 2）对 a 球来说机械能是否守恒？若不守恒，则杆对小球a 所做的

2、功为多少？例 3 如图 27 所示，在光滑的水平面上，有一质量为M 的长木板以一定的初速度v0向右匀速运动，将质量为 m 的小铁块无初速地轻放到木板右端，设小铁块没有滑离长木板，且与木板间动摩擦因数为 ，试求小铁块在木板上相对木板滑动的过程中：（1）摩擦力对小铁块做的功；（2）木板克服摩擦力做的功；（3）系统机械能的减少量； （4）系统增加的内能； （5）若小铁块恰好没有滑离长木板，则木板的长为多少变化 ：如图 28 所示，现对长木板施加一水平作用力，使长木板的速度保持v0不变，则在相对滑动的过程中，系统增加的内能以及水平力对系统所做的功？L A 图 25 图 26 M m v0图 27 M

3、m F图 28 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载2.3 动量和能量（一）1如图 231，木块 B 放在光滑的水平桌面上，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、木块和弹簧作为一个系统，则此系统在从子弹射入木块到弹簧压缩到最短的过程中( )A动量守恒，机械能守恒B动量守恒，机械能不守恒C动量不守恒，机械能守恒D动量不守恒，机械能也不守恒2在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为1.5t 向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3t 向北行驶的卡车，碰后两车接在一起， 并向南滑行

4、了一段距离后停止根据测速仪的测定， 长途客车碰前以20m/s的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为( )A小于 10m/s B大于 10m/s 而小于 20 m/s C大于 20 m/s 而小于 30 m/s D大于 30 m/s 而小于 40 m/s 3 一质量为 1kg 的物体被人用手由静止向上提高1m， 这时物体的速度是2m/s， 下列说法中正确的是( )A手对物体做功12J B合外力对物体做功2J C物体机械能增加2J D物体克服重力做功10J 4如图 232 所示，质量均为M 的铝板 A 和铁板 B 分别放在光滑水平地面上质量为m（mm） ，跨放在一个光滑的半圆柱上两球由水平直径

5、AB 的两端由静止开始释放，当m 到达圆柱体侧面最高点C 处时，恰好能脱离圆柱体，试求两球质量之比？9如图 236 所示，在水平光滑桌面上放一质量为M 的玩具小车。在小车的平台（小车的一部分）上有一质量可忽略的弹簧，一端固定在平台上，另一端用质量为m 的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住用手将小车固定在桌面上，然后烧断细线，小球就被弹出，落在车上A 点OAs如果小车不固定而烧断细线，球将落在车上何处？设小车足够长，球不致落在车外10如图 237 所示，一劲度系数为k 的轻弹簧左端固定在长木板M 的左端，右端与小物块m 连接，且M、m及 M 与水平地面间接触均光滑开始时，m和 M 均静止，现同时

6、对m、M 施加等大反向的水平恒力 F1和 F2，F1=F2=F设整个过程中弹簧的形变不超过弹性限度，m 未滑离 M求：(1)当长木板 M 的位移为 L 时， M、m 及弹簧组成的系统具有的机械能是多少？(2)如长木板 M 的位移 L 是未知的，则当L 是多少时，由M、m 及弹簧组成的系统具有的机械能最大这时系统具有的机械能是多少？11如图 238（a）所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C 点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连已知一质量为m0的子弹 B 沿水平方向以速度v0射入 A 内（未穿透） ，接着两者一起绕C 点在竖直平面内做圆周运动在各种阻力都可忽略的条件

7、下测力传感器测得绳的拉力 F 随时间 t 的变化关系如图所示（b） ，已知子弹射入的时间极短，且图2 中 t=0 为 A、B 开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A 的质量）及A、B 一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？A M A B C m 图 235 图 236 M m F2F1 图 237 Fm 0 t03t05t0t F 图 238 （a）（b）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载2.3动量和能量（一）（答案）【例题】

8、 例 1 （1）设 PO=x，当 0 xLcos时可使小球绕钉来回摆动（2） 小球绕钉做圆周运动的半径r=Lx，在圆周运动的最高点速度vgr，由动能定理得： mgL（1cos） 2 r=221mv0，由得当L5)cos23(xL 时可使小球绕钉做圆周运动例 2 （1）设 b 球在最低点时所在的水平面为参考平面，则由机械能守恒定律得：mg 2L+ mg 2L = mg L+221amv+221bmv，bavv=21，由得56gLva，562gLvb（2）a 球机械能不守恒。对a 球由动能定理得：mgL+W=221amv0，得 W=mgL52例 3动量守恒； Mv0=（M+m）v（1）对小铁块由动

9、能定理得：W1=221mv0，由得摩擦力对小铁块做的功W1=2202)(2mMvmM（2）木板克服摩擦力做的功W2=2021Mv221Mv，由得W2=220)(2)2(mMvmMmM（3）系统减少的机械能E=2021Mv2)(21vmM=)(220mMmMv（4）系统增加的内能Q=E=)(220mMmMv（5）恰好没有滑离长木板，则Q=fs相对=mg L=)(220mMmMv，即木板长度L=)(220mMgMv变化；系统增加的内能Q=2021mv，水平力对系统做的功W=20mv【练习】 1D2A3ABD4AD5B6D7水平方向的分速度0 xv，竖直方向的分速度sin2gLvy8 由机械能守恒定

10、律得：RMg2mgR=221Mv+221mv，v=gR，由得31Mm9设弹性势能为E，固定时： E=2021mv， s=tv0，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习必备欢迎下载不固定时： E=2121mv+2221Mv，0=mv1+Mv2，x=（v1+v2）t，由得x=sMmM10 （1） 由动量守恒0=MtLmts得物块的位移s=mML， 系统具有的机械能E=FL+Fs =FLmMm（2）M 、 m 做同频率的简谐振动， 设运动到平衡位置时弹簧的伸长量为x， F=kx，机械能最大时L+s=2x，由得kMmmFMm

11、xmL)(22，系统具有的机械能最大E机=kF2211由图 426 可直接看出， A、B 一起做周期性运动，运动的周期02tT令m表示 A 的质量，l表示绳长 .，1v表示 B 陷入 A 内时即0t时 A、B 的速度（即圆周运动最低点的速度），2v表示运动到最高点时的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动到最高点时绳的拉力，根据动量守恒定律得1000)(vmmvm在最低点和最高点处运用牛顿定律可得tvmmgmmF21001)()(tvmmgmmF22002)()( 根据机械能守恒定律可得2202100)(21)(21)(2vmmvmmgmml由图 426 可知02FmFF1由以上各

12、式可解得，反映系统性质的物理量是06mgFmmgFvmlm22020536A、B 一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则210)(21vmmE由式解得gFvmEm202032.1 动量定理和动能定理（一）【例题】例 1 （1）重力的冲量IG=gLm2， （2）合外力的冲量I=m)cos1 (2gL例 2开始时以最大加速度匀加速上升，运动的时间t1=2s；以后以恒定功率上升，运动的时间t2=5.75s，则运动的总时间t=t1+t2=5.75s例 3F=1500N精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学

13、习必备欢迎下载例 4飞船增加的牵引力F=200N【练习】1BD2BCD3C4AC5A6AD7BC8ACD92.59m10(1) 设经过时间t，则在时间t 内射到太阳帆上的光子数为N=nst ，对光子由动量定理得Ft=Np N（- p） ，对飞船由牛顿运动定律得F=ma，解上三式得飞船的加速度为a=mnsp2(2)若太阳帆面对阳光的一面是黑色的，则对光子由动量定理得Ft=0 N（- p），解得a=mnsp11(1)由动能定理得P tmgh=221mv2021mv，人和车飞离高台时的速度v=h20110(2) 在空中做平抛运动：t =gh2， s = vt =2422hh，当 h =2.75m 时水平距离最远s =5.5m精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页