2020高考物理二轮复习专题检测十一应用“能量观点”和“动量观点”破解力学计算题

2019年

【2019最新】精选高考物理二轮复习专题检测十一应用“能量观点”和“动

量观点”破解力学计算题

1．(2017·全国卷Ⅱ)为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1

(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数； (2)满足训练要求的运动员的最小加速度。

解析：(1)设冰球的质量为m，冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ，由动能定理得

－μmgs0＝mv12－mv02 解得μ＝。

① ②

(2)冰球到达挡板时，满足训练要求的运动员中，刚好到达小旗处的运动员的加速度最小。设这种情况下，冰球和运动员的加速度大小分别为a1和a2，所用的时间为t。由运动学公式得

v02－v12＝2a1s0 v0－v1＝a1t s1＝a2t2 联立③④⑤式得a2＝。 答案：(1) (2)

s1

v1＋v02

2s02

③ ④ ⑤

2．(2015·天津高考)某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻

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放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5。设皮带足够长，取g＝10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求

(1)邮件滑动的时间t； (2)邮件对地的位移大小x；

(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。

解析：(1)设邮件放到皮带上与皮带发生相对滑动过程中受到的滑动摩擦力为F，则

F＝μmg ①

取向右为正方向，对邮件应用动量定理，有

Ft＝mv－0 由①②式并代入数据得

②

t＝0.2 s。 ③

(2)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，对邮件应用动能定理，有

Fx＝mv2－0 由①④式并代入数据得

④

x＝0.1 m。 ⑤

(3)邮件与皮带发生相对滑动的过程中，设皮带相对地面的位移为s，则

s＝vt 摩擦力对皮带做的功

⑥

W＝－Fs 由①③⑥⑦式并代入数据得

⑦

W＝－2 J。 ⑧

答案：(1)0.2 s (2)0.1 m (3)－2 J

3．如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞，B、C的上表面相平且B、C不粘连，A滑上C后恰好能达到C板的最

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右端，已知A、B、C质量均相等，木板C长为L，求：

(1)A物体的最终速度； (2)A在木板C上滑行的时间。

解析：(1)设A、B、C的质量为m，B、C碰撞过程中动量守恒，设B、C碰后的共同速度为v1，

则mv0＝2mv1，解得v1＝，

B、C共速后A以v0的速度滑上C，A滑上C后，B、C脱离，A、C相互作用的过程中动量守恒，

设最终A、C的共同速度为v2， 则mv0＋mv1＝2mv2，解得v2＝。

(2)在A、C相互作用的过程中，根据机械能守恒有

FfL＝mv02＋mv12－·2mv22(Ff为A、C间的摩擦力)，

代入解得Ff＝。

此过程中对C，根据动量定理有Fft＝mv2－mv1， 代入相关数据解得t＝。 答案：(1) (2)v0

4.(2018届高三·开封调研)如图所示，质量为的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为mBC高h的A处由静止释放，沿ABC光滑轨道滑下，

m的b球用长h的小球a，从距在C处与b球正

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碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度，悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问：

(1)a与b球碰前瞬间，a球的速度多大？

(2)a、b两球碰后，细绳是否会断裂？(要求通过计算回答) 解析：(1)设a球经C点时速度为vC， 则由机械能守恒得mgh＝mvC2 解得vC＝，

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即a与b碰前的速度大小为。

(2)设a、b球碰后的共同速度为v，由动量守恒定律

mvC＝(m＋m)v，

故v＝vC＝2

12gh

两球被细绳悬挂绕O摆动时，在最低点时设细绳拉力为FT， 则由牛顿第二定律得FT－2mg＝2mh 解得FT＝3mg

因为FT>FTm＝2.8mg， 所以细绳会断裂。 答案：(1) (2)见解析

5．如图所示，质量为m＝1 kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为M＝2 kg 的足够长的小车左端在最低点O点相切，小物块并在O点滑上小车，水平地面光滑，当物块运动到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞。碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动(物块始终在小车上)，小车运动过程中和圆弧无相互作用。已知圆弧半径R＝1.0 m，圆弧对应的圆心角θ为53°，A点距水平面的高度h＝0.8 m，物块与小车间的动摩擦因数为μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。试求：

(1)小物块离开A点的水平初速度v1大小； (2)小物块经过O点时对轨道的压力大小；

(3)第一次碰撞后直至静止，物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间。

解析：(1)对小物块由A到B有vy2＝2gh， 在B点tan θ＝， 解得v1＝3 m/s。

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