高中物理动量能量典型例题.doc

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1、高中物理动量能量典型试题1.(14分)某地强风的风速是20m/s,空气的密度是=1.3kg/m3。一风力发电机的有效受风面积为S=20m2,如果风通过风力发电机后风速减为12m/s,且该风力发电机的效率为=80%,则该风力发电机的电功率多大?1.风力发电是将风的动能转化为电能,讨论时间t内的这种转化,这段时间内通过风力发电机的空气的空气是一个以S为底、v0t为高的横放的空气柱,其质量为m=Sv0t,它通过风力发电机所减少的动能用以发电,设电功率为P,则代入数据解得P=53kW2、甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀

2、速相向行驶,速度均为6m/s.甲车上有质量为m=1kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球的总质量为M1=50kg,乙和他的车总质量为M2=30kg。现为避免相撞,甲不断地将小球以相对地面16.5m/s的水平速度抛向乙,且被乙接住。假设某一次甲将小球抛出且被乙接住后刚好可保证两车不致相撞,试求此时:(1)两车的速度各为多少?(2)甲总共抛出了多少个小球?2.分析与解:甲、乙两小孩依在抛球的时候是“一分为二”的过程,接球的过程是“合二为一”的过程。(1)甲、乙两小孩及两车组成的系统总动量沿甲车的运动方向,甲不断抛球、乙接球

3、后,当甲和小车与乙和小车具有共同速度时,可保证刚好不撞。设共同速度为V,则:M1V1-M2V1=(M1+M2)V(2)这一过程中乙小孩及时的动量变化为:△P=30×6-30×(-1.5)=225(kg·m/s)每一个小球被乙接收后,到最终的动量弯化为△P1=16.5×1-1.5×1=15(kg·m/s)故小球个数为CAB图11V02V03.如图11所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止,A、B两木块同时以方向水平

4、向右的初速度V0和2V0在木板上滑动,木板足够长,A、B始终未滑离木板。求:(1)木块B从刚开始运动到与木板C速度刚好相等的过程中,木块B所发生的位移;(2)木块A在整个过程中的最小速度。3.分析与解:(1)木块A先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动;木块B一直做匀减速直线运动;木板C做两段加速度不同的匀加速直线运动,直到A、B、C三者的速度相等为止,设为V1。对A、B、C三者组成的系统,由动量守恒定律得:解得:V1=0.6V0对木块B运用动能定理,有:解得(2)设木块A在整个过程中的最小速度为V′,所用时间为t,由

5、牛顿第二定律:对木块A:,对木板C:,当木块A与木板C的速度相等时,木块A的速度最小,因此有:解得木块A在整个过程中的最小速度为:4.总质量为M的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力,如图13所示。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?4.分析与解:此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简便。对车头,脱钩后的全过程用动能定理得:对车尾,脱钩后用动能定理得:而,由于原来列车是匀速

6、前进的,所以F=kMg由以上方程解得。ABC图145.如图14所示,在一光滑的水平面上有两块相同的木板B和C。重物A(A视质点)位于B的右端,A、B、C的质量相等。现A和B以同一速度滑向静止的C,B与C发生正碰。碰后B和C粘在一起运动,A在C上滑行,A与C有摩擦力。已知A滑到C的右端面未掉下。试问:从B、C发生正碰到A刚移动到C右端期间,C所走过的距离是C板长度的多少倍?5.分析与解:设A、B、C的质量均为m。B、C碰撞前,A与B的共同速度为V0,碰撞后B与C的共同速度为V1。对B、C构成的系统,由动量守恒定律得:mV

7、0=2mV1设A滑至C的右端时,三者的共同速度为V2。对A、B、C构成的系统,由动量守恒定律得:2mV0=3mV2设C的长度为L,A与C的动摩擦因数为μ,则据摩擦生热公式和能量守恒定律可得:设从发生碰撞到A移至C的右端时C所走过的距离为S,则对B、C构成的系统据动能定理可得:由以上各式解得.6.面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块,木块边长为,密度为水的,质量为,开始时,木块静止,有一半没入水中,如图38所示,现用力F将木块缓慢地压到池底,不计摩擦,求(1)从开始到木块刚好完全没入水的过程中,力F所做的功

8、。(2)若将该木块放在底面为正方形(边长为a)的盛水足够深的长方体容器中,开始时,木块静止,有一半没入水中,如图39所示,现用力F将木块缓慢地压到容器底部,不计摩擦。求从开始到木块刚好完全没入水的过程中,容器中水势能的改变量。图38Ha图396.解:(1)因水池面积很大,可忽略因木块压入水中所引起的水深变化,木块刚好完全没入水中时

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