新高考物理大二轮专题复习课时训练五动量和能量专项训练49.doc

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1、新高考物理大二轮专题复习课时训练热点五　动量和能量能量观点是解决力学问题的重要途径之一，功能关系(含动能定理和机械能守恒定律)是近几年高考理科综合物理命题的焦点，选择题、计算题中均有体现，试题灵活性强，难度较大，能力要求高，且经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学等知识综合命题。冲量和动量作为选修3－5的热点考核内容，考查频率特别高，现在作为必考内容后，其内容充实了力学解题的思路，在力学中的地位也日益显现出来，随着新课改的逐步推进，其冲量和动量的考查也会日渐重要。考向一　与弹簧相关的功能关系　竖直平面内有一光滑椭圆轨道

2、，如图1所示，一轻弹簧一端固定在椭圆的中心O，另一端系一小球，小球套在光滑椭圆轨道上。在Q点安装一光电计时器，已知OP是椭圆的半短轴，长度为a，OQ是椭圆的半长轴，长度为b，轻弹簧的原长等于a，小球的直径为d，质量为m，轻弹簧形变量为x时，其弹性势能可表示为Ep＝kx2(轻弹簧始终在弹性限度内，k为轻弹簧的劲度系数)。小球从图中P点由静止释放，经过Q处光电计时器时的挡光时间为t，下列说法正确的是图1A．小球到达Q点时的动能等于mgbB．小球到达Q点时弹簧的弹性势能为kb2C．小球从P点运动到Q点的过程中弹簧弹力不做功

3、D．该轻弹簧的劲度系数k＝－[解析]　小球到达Q点时弹簧的弹性势能为k(b－a)2，由功能关系可知，小球到达Q点时的动能等于mgb－k(b－a)2，选项A、B错误；小球到达Q点时的速度v＝，小球到达Q点时的动能Ek＝mv2＝，由功能关系可知，小球从P点运动到Q点的过程中克服弹簧弹力做的功W＝Ep＝mgb－，C错误；由功能关系可知k(b－a)2＝mgb－，解得k＝－，D正确。[答案]　D考向二　与传送带相关的功能关系　如图2所示，长为L＝10.5m的传送带与水平面成30°角，传送带向上做加速度为a0＝1m/s2的匀加速

4、运动，当其速度为v0＝3m/s时，在其底端轻放一质量为m＝1kg的物块(可视为质点)，已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝，在物块由底端上升到顶端的过程中，求：图2(1)此过程所需时间；(2)传送带对物块所做的功；(3)此过程中产生的热量。[解析]　(1)由牛顿第二定律知物块上滑时有μmgcosθ－mgsinθ＝ma1设经时间t1物块与传送带的速度相等，则有a1t1＝v0＋a0t1联立并代入数值得a1＝2.5m/s2，t1＝2s此时间内物块发生的位移为x1＝a1t＝5m＜L所以物块与传送带相对静止后，以加速度a0匀加

5、速到达顶端，经历的时间为t2，则速度刚相等时有v1＝a1t1＝5m/s到达顶端时有v－v＝2a0(L－x1)L－x1＝·t2联立并代入数值得t2＝1s所以物块由底端上升到顶端所用的时间为t＝t1＋t2＝3s。(2)由动能定理知W－mgh＝mvh＝Lsinθ代入数值得W＝70.5J。(3)物块发生的相对位移为x相＝v0t1＋a0t－a1t产生的热量为Q＝μmgcosθ·x相联立并代入数值得Q＝22.5J。[答案]　见解析考向三　动量与能量综合应用　(2018·宜城月考)如图3所示，质量为3kg的长木板B放在光滑的水平面

6、上，右端与半径R＝1m的粗糙的圆弧相切，左端上方放一质量为1kg物块C，物块C与长木板B间的动摩擦因数为0.2。现将一质量为1kg的物体A从距圆弧上端h＝5m处静止释放，沿着圆弧到达水平轨道与B碰撞后粘在一起运动，再经1s物块C刚好运动到B的右端且不会掉下。取g＝10m/s2。求：图3(1)物体A刚进入圆弧时对轨道的压力大小；(2)长木板B的长度；(3)物体A经过圆弧时克服阻力所做的功。[解析]　(1)物体A从释放到进入圆弧前做自由落体运动v＝2gh①刚进入圆弧时FN＝mA②联立①②式解得：FN＝100N③(2)物块

7、C从开始运动到与长木板具有相同速度过程中mCaC＝μmCg④由④式解得：aC＝2m/s2物块C运动距离sC＝aCt2＝×2×12m＝1m⑤物块C在B的右端时两者具有相同的速度vB2＝vC＝aCt＝2×1m/s＝2m/s⑥aB＝＝m/s2＝0.5m/s2⑦由速度公式得木板刚开始运动时速度vB1＝vB2＋aBt＝2＋0.5×1m/s＝2.5m/s⑧木板B运动距离sB＝t＝×1m＝2.25m⑨长木板B的长度L＝sB－sC＝2.25－1＝1.25m⑩(3)物块A与木板B碰撞过程中动量守恒mAvA2＝(mA＋mB)vB1⑪由⑪

8、式解得：vA2＝10m/s⑫物块A从静止释放到与木板A碰撞前，由动能定理mAg(h＋R)－Wf＝mAv⑬物体A经过圆弧时克服阻力做的功：由⑬式解得Wf＝10J。[答案]　(1)100N　(2)1.25m　(3)10J1．(2018·全国卷Ⅰ)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能A．与它所经历的时间成正