专题二动量和能量813物理讨论群

813物理讨论群·813YS1专题二动量和能量一、选择题(本题包括10小题．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分．选不全的得3分，有选错的或不答的得0分，共40分)1．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做匀变速运动的物体机械能可能守恒C．外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．只有重力做功时，物体的机械能一定守恒2．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t的变化如图2—12所示，则以下选项正确的是A．4S内物体的位移为零B．4s内拉力对物体做功不为零C．4s末物体的速度为零D．4s内拉力对物体的冲量不为零3．质量为m的钢球自高处落下，以速率叻碰地，竖直向上弹回．碰撞时间为t，离开地匝的速率为让，在碰撞过程中，地面对钢球的冲量的方向和大小为mgtvvmDvvmCmgtvvmBvvmA)(.)(.)(.)(.21212121向上，向上，向下，向下，4．质量为m1和m2的两个物休．分别受到不同的恒力F1和F2作用．由静止开始运动．设它们在相同的位移中动量的增量相同。F1和F2的关系是12211221212121....mmFFDmmFFCmmFFBFFA5．以一定的初速度竖直上抛一球，球运动一段时间后又落回原处，已知球在空中运动的过程中受到空气阻力的作用，则A．物体上升过程中克服重力做的功等于下落过程中重力做的功B．物体上升过程中克服合外力做的功等于下落过程中合外力做的功C．物体上升过程中合外力的冲量大于下落过程中合外力的冲量D．物体上升过程中克服重力做功的平均功率小于下落过程中重力做功的平均功率6．质量为0.01kg的子弹，以600m/s的水平速度射中一静止在光滑水平面上质量为0.99kg的木块，射中后子弹与木块合为一体滑上光滑的足够高的固定斜面，它们滑上斜面的最大高度为(g取10m/s2)A．1.8mB．18mC．180mD．1.8×104m813物理讨论群·813YS27．如图2—13所示，一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲一上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为43g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体A．重力势能增加了43mghB．重力势能增加了mghC．动能损失了mghD．机械能拟失了21mgh8．A、B两球在光滑水平耐上沿间一直线、旧一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s,vB=2m/s．当A球追上B球并发生碰撞后，A、B两球的速度可能是A．vA’=5m/s，vB’=2.5m/sB．vA’=2m/s，vB’=4m/sC．vA’=–4m/s,vB’=7m/sD．vA’=7m/s．vB’=1.5m/s9．如图2—14所示．固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升，若从A点上升到B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为EkB、EkC，图中AB=BC，则一定有A．WlW2B．WlW2C．EkBEkCD．EkBEkC10．一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中．由于电场力和重力的作用，液滴沿竖直方向向下落一段距离h后，速度变为0．以下判断正确的是A．电场力对液滴做的功为2021mvB．液滴克服电场力做的功为mghmv2021C．液滴的机械能减少mghD．电场力对液滴的冲量大小为mv0二、填空题(本题共2小题，每小题9分，共18分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．)11．做“碰撞中的动量守恒”实验装置如图2—15所示，小球A和B的直径都是d，质量分别为m1和m2，选用小球A为入射小球，则应有m1m2．在调节好轨道以后，某同学实验步骤如下：(1)用天平测出m1和m2．(2)不放小球B，让小球A从轨道上滑下，确定它落地点的位置P．(3)把小球B放在立柱上，让小球A从轨道上滑下，与小球B正碰后，确定两球落地点的位置M和N．(4)量出ONOPOM、、的长度．(5)比较ONmOMmOPm211和的大小，以验证动量守恒．813物理讨论群·813YS3请你指出上述步骤中的错误和不当之处，把正确步骤写出来．如图2—16所示为某次实验的测量情况，图甲为小球的直径，图乙所示为落点的坐标，根据图示数值通过计算说明本次实验动量是否守恒．(实验测得m1=40.5g，m2=27.0g)12．如图2—17所示，水平桌面上有斜面体A,小铁块B．斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端的切线是水平的．现提供的实验测量工具只有：天平、直尺．其他的实验器材可根据实验需要自选．请设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块B克服摩擦力做的功．(1)简要说明实验中需要测量的物理量；(2)简要说明实验步骤；(3)写出实验结果的表达式．(已知重力加速度g)813物理讨论群·813YS4三、计算题本大题共6小题，共62分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后结果的不能得分．13．(9分)如图2—18所示，运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演．运动员从斜坡底部的A处，以v0=10m/s的初速度保持摩托车以额定功率P0=1.8kW行驶．经t=13s的时间冲上斜坡，然后从斜坡顶部的B点水平飞出．已知人和车的总质量m=180kg，坡顶高度h=5m，落地点距B点的水平距离s=16m，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2．求摩托车在冲上坡顶的过程中克服摩擦力做的功．14．(9分)如图2—19所示，一长为l，质量为m的一段铁链．把它竖直悬挂起来，下端离水平地面的高度为h，让铁链由静止落下，着地后不反弹．不考虑铁链堆积的高度及空气的阻力，那么从铁链下端着地开始到上端完全着地的过程中，水平地面对铁链的平均冲力是多少?813物理讨论群·813YS515．(10分)AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端B与水平直轨道相切，如图2—20所示．一小球自A点起由静止开始沿轨。道下滑．已知圆轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦．求：(1)小球运动到B点时的动能；(2)小球下滑到距水平轨道的高度为21R时的速度的大小和方向；(3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力NB、NC各是多大?16．(10分)如图2—21所示，在光滑的水平面上，三个物体A、B、C的质量分别为mA=2kg、mB=4kg、mC=2kg．A物体足够长，B与A之间的动摩擦因数μ=0.1．开始时A、B静止，C以速度v0=12m/s向右运动，与A相碰后和A粘在一起共同前进．B相对A运动一段距离后相对A静止，g取10m/s2，求B相对A的位移和发生这段位移时问内B对地的位移．813物理讨论群·813YS617．(12分)下雪天，卡车在笔直的高速公路上匀速行驶．司机突然发现前方停着一辆故障车，他将刹车踩到底，车轮被抱死，但卡车仍向前滑行，并撞上故障车，且推着它共同滑行了一段距离l后停下．事故发生后，经测量，卡车刹车时与故障车距离为L，撞车后共同滑行的距离258lL．假定两车轮胎与雪地之间的动摩擦因数相同．已知卡车质量M为故障车质量m的4倍．(1)设卡车与故障车相撞前的速度为v1两车相撞后的速度变为v2，求21vv(2)卡车司机至少在距故障车多远处采取同样的紧急刹车措施，事故就能免于发生．18．(12分)滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1m2，由轻质弹簧相连接，置于光滑的水平面上，用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧．两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动，如图2—22所示．突然，轻绳断开，当弹簧伸展至自然长度时，滑块A的速度正好为零．求：(1)此时滑块B的动能；(2)在以后的运动过程中，滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析，证明你的结论．813物理讨论群·813YS7专题二动量和能量1.BD2.C3.D4.D5.AC6.A7.BD8.B9.A10.B11．大于；小球A每次应从同一位置释放，小球落点的确定都应是多次实验操作取平均的结果，步骤(5)应比较)(211dONmOMmOPm和的大小．由图可读得小球直径为d=2.14cm，cmcmdONcmOMcmOP50.40)14.264.42(,50.13,50.40cmgdONmOMmcmgOPm25.1640)(,25.1640211故动量守恒．12．(1)如图2—2—1所示．斜面高度H，桌面到地面的高度h，O到P的距离s．图1—2—1(2)①用天平测出B的质量m；②如图所示安装好实验器材，地面铺复写纸、白纸并用胶带粘牢；③用手按住斜面体A，让B由静止滑下，记录落地点P1；④重复步骤③五次，找到平均落地位置P；⑤用直尺测量图中标明的H、h、s；⑥实验结束整理仪器归位．(3)hgsvmvmgHWf2,212hsmgmgHWf24113．摩托车从B点水平飞出后做平抛运动，设平抛运动时间为t’，由平抛运动规律有smtsvsghtvtsgth/16',12''212解得设摩托车从A到B克服摩擦力做功为Wf．由动能定理得2022121mvmvWmghPtt。解得JvvmmghPtWf2202106.3)(21813物理讨论群·813YS814．以铁链为研究对象，从开始下落到完全着地的整个过程中，铁链受到重力和地面对铁链的冲力，整个过程中铁链动量的变化量为零．由动量定理有：0FGII重力作用时间为最上端从下落到着地的时间t，则glgtgtlh)(22121得．铁链下端从开始下落到触地过程的时间为t1．则ghtgth22121得冲力作用时间为铁链与地接触时间为ghglhttt2)(212由动量定理有：02tFmgt解得hlhlhmgF15．(1)根据机械能守恒mgREk(2)根据机械能守恒mgRmvEEPk21212小球速度大小为gRv速度方向沿圆弧的切线斜向下，与竖直方向成30°．(3)根据牛顿运动定律及机械能守恒，在B点，有2221,BBBmvmgRRvmmgN解得mgNCmgNCB点，有在316．设C与A碰后的速度为v1、，由10)(vmmvmCAC得smmmvmvCAC/601．设B与A相对静止时的速度为忱，由20)(vmmmvmCBAC得smmmmvmvCBAC/302．设B相对A的位移为△s，由动能定理得2221)(21)(21vmmmvmmsgmCBACAB解得△s=6m．设B对地的位移为sB，由动能定理得2221vmgsmBBB得mgvsB5.4222813物理讨论群·813YS917．(1)由碰撞过程动量守恒45)(2121vvvmMMv则①(2)设卡车刹车前速度为v0，轮胎与雪地之间的动摩擦因数为μ两车相撞前卡车动能变化MgLMvMv21202121②碰撞后两车共同向前滑动，动能变化glmMvmM)(0)(2122③由②式gLvv22120由③式gLv222又因gLvLl3,25820得．如果卡车滑到故障车前就停止，由'02120MgLMv④故LL23'这意味着卡车司机在距故障车至少L23处紧急刹车，事故就能够免于发生．18．(1)当弹簧处于压缩状态时，系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和．当弹簧伸长到其自身长度时，弹性势能为零，因这时滑块A的速度为零，故系统的机械能等于滑块B的动能．设这时滑块B的速度为口，则有2221vmEk由动量守恒定律，得vmvmm2021)(解得2202212)(mvmmEk(2)假定在以后的运动中，滑块B可以出现速度为零的时刻，并设此时滑块A的速度为v1．这时，不论弹簧是处于伸长还是压缩状态，设其弹性势能为E，由机械能守恒定律得2