2020高考物理二轮复习600分冲刺专题二能量与动量第7讲动量和能量观点的应用优练(含解析)

A．轻绳拉力对滑轮C的冲量大小为mgt B．轻绳拉力对滑轮C做的功为Fh C．竖直杆对轻环作用力的冲量为0 D．水平杆对轻绳作用力的冲量不为0

[解析] 轻绳对滑轮C拉力的合力等于重物重力mg，则在时间t内拉力对滑轮C的冲量大小为mgt，选项A正确；轻绳拉力做的功等于作用于B的竖直力F做的功，而A、B间水平距离不变，即AC与水平方向夹角不变，力F为恒力，故力F做的功为Fh，选项B正确；竖直杆对轻环及水平杆对轻绳的作用力不为0，因此在时间t内其作用力的冲量不为0，故选项C错误，D正确。

7．(2019·广西钦州市模拟)质量为m的某质点在恒力F1作用下从A点由静止出发，当其速度为vm时立即将F1改为相反方向的恒力F2，质点总共经历时间t运动至B点刚好停下。若该质点以速度v匀速通过A、B两点时，其经历的时间也为t，则( AC )

A．无论F1、F2为何值，vm均为2v B．随着F1、F2的取值不同，vm可能大于2v C．F1、F2的冲量一定大小相等、方向相反 D．F1、F2的冲量一定大小相等、方向相同

0＋vmvm＋0vmvm

[解析] 在恒力F1和F2作用下运动时，有sAB＝t1＋t2＝(t1＋t2)＝t，匀速

2222运动时，有SAB＝vt，联立解得：vm＝2v，故A正确，B错误；对恒力F1和F2的冲量，有：I1＝F1t1＝mvm－0，I2＝F2t2＝0－mvm，故冲量大小相等，方向相反，故C正确，D错误。

8．(2019·安徽省六安市模拟)如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为mA＝6 kg，mB＝2 kg的A、B两物体用质量不计的轻弹簧相连，其中A紧靠墙壁，现对B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体B做功W＝25 J，使A、B间弹簧被压缩，在系统静止时，突

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然撤去向左推力解除压缩，则 ( BCD )

A．解除压缩后，两物体和弹簧组成系统动量守恒 B．解除压缩后，两物体和弹簧组成系统机械能守恒

C．从撤去外力至A与墙面刚分离，A对弹簧的冲量I＝10 N·s，方向水平向右 D．A与墙面分离后至首次弹簧恢复原长时，两物体速率均是2.5 m/s

[解析] 解除压缩后，弹簧在恢复原长的过程中，墙壁对A物体还有弹力的作用，故解除压缩后到弹簧恢复原长前，两物体和弹簧组成系统动量不守恒，恢复原长后，AB一起向右运动，系统的合外力为零，动量守恒，故A错误；解除压缩后，两物体和弹簧组成系统只有动能和弹性势能的相互转化，故机械能守恒，故B正确；压缩弹簧时，外力做的功全转化为弹性势能，撤去外力，弹簧恢复原长，弹性势能全转化为B的动能，设此时B的速度为v0，12

则：W＝Ep＝mBv0 ，得v0＝5 m/s，此过程墙壁对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小，也

2等于弹簧对B的冲量大小，由动量定理得：I＝mBv0＝10 N·s，故C正确；当弹簧恢复原长时，

A的速度最小，则：vAmin＝0，A、B都运动后，B减速，A加速，当A、B速度相等时弹簧拉伸

最长，此后，B继续减速，A继续加速，当弹簧再次恢复原长时，以向右为正，由系统动量守121212

恒、机械能守恒有：mBv0＝mAvA＋mBvB，mBv0＝mAvA＋mBvB，得vA＝2.5 m/s，vB＝－2.5 m/s，

222故D正确。

二、计算题(本题共2小题，需写出完整的解题步骤)

9．(2019·潍坊一模)如图，是某科技小组制作的嫦娥四号模拟装置示意图，用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程，它由着陆器和巡视器两部分组成，其中着陆器内部有喷气发动机，底部有喷气孔，在连接巡视器的一侧有弹射器。演示过程：先让发动机竖直向下喷气，使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态，然后让装置慢慢下落到水平面上，再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离，向相反方向做减速直线运动。若两者均停止运动

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时相距为L，着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m，与地面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，发动机喷气体口截面积为S，喷出气体的密度为ρ；不计喷出气体对整体质量的影响。求：

(1)装置悬停时喷出气体的速度；

(2)弹射器给着陆器和巡视器提供的动能之和。

[答案] (1)

?M＋m?

ρS (2)μMmgLM＋m M2＋m2

F＝(M＋m)g，取Δt时间内喷出的气

[解析] (1)悬停时气体对模拟装置的作用力为F体为研究对象，由动量定理：FΔt＝(ρSvΔt)v

解得：v＝ ?M＋m?g

ρS(2)弹射过程水平方向动量守恒：mv1－Mv2＝0

12

着陆器和巡视器减速运动的距离分别为L1和L2，由动能定理：－ μmgL1＝0－mv1 －

2

μMgL2＝0－Mv22

L1＋L2＝L

1212

弹射器提供的总动能Ek＝ mv1＋Mv2

22由以上各式可得：Ek＝μMmgL1

2

M＋m M2＋m2

10．(2019·湖北黄冈市调研)如图所示，可视为质点的滑块A、B静止在光滑水平地面上，

A、B滑块的质量分别为mA＝1 kg，mB＝3 kg。在水平地面左侧有倾角θ＝30°的粗糙传送带

以v＝6 m/s的速率顺时针匀速转动。传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接A、B两滑块间夹着质量可忽略的炸药，现点燃炸药爆炸瞬间，滑块A以6 m/s水平向左

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冲出，接着沿传送带向上运动，已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ＝平面足够长，重力加速度g取10 m/s。

2

3

，传送带与水3

(1)求滑块A沿传送带上滑的最大距离；

(2)若滑块A滑下后与滑块B相碰并粘住，求A、B碰撞过程中损失的能量ΔE； (3)求滑块A与传送带接触过程中因摩擦产生的热量Q。 [答案] (1)1.8 m (2)6 J (3)36 J

[解析] (1)设爆炸后A、B的速度分别为vA、vB，爆炸过程，对A和B组成的系统由动量守恒有：

mAvA－mBvB＝0

解得：vB＝2 m/s

水平地面光滑，滑块A沿传送带向上运动，对A进行受力分析有：mAgsinθ＋μmAgcosθ＝ma，a＝g(sinθ＋μcosθ)＝10 m/s，

即A沿传送带向上做匀减速直线运动

经t1＝0.6 s滑块A速度减为0，故滑块A沿传送带向上减速到零通过的距离为：

2

v2AxA1＝＝1.8 m

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