北京市2009年高考专题强化训练(二)
动量和机械能
一、选择题:(每题至少有一个选项正确)
1、汽车由静止开始做匀加速直线运动,速度达到v0的过程中的平均速度为v1;若汽车由静止开始满功率行驶,速度达到v0的过程中的平均速度为v2,且两次历时相同,则( )
A.v1>v2 B.v1<v2
C.v1=v2 D.条件不足,无法判断
2、如图所示,A、B两物体质量之比,mA∶mB=3∶2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则( )
A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成系统的动量守恒
B.若A、B与平板车上表面间的动摩迭因数相同,A、B、C组成系统的动量守恒
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成系统的动量守恒
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组成系统的动量守恒
3、在距地面高为h,同时以相等初速V0分别平抛,竖直上抛,竖直下抛一质量相等的物体m,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量△P,有( )
A.平抛过程较大 B.竖直上抛过程较大 C.竖直下抛过程较大 D.三者一样大
4、向空中发射一物体.不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a,b两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向则 ( )
A.b的速度方向一定与原速度方向相反
B.从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a,b一定同时到达地面
D.炸裂的过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等
5、如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上,槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是:( )
A.小球在半圆槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
B.小球在半圆槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方
向动量守恒
C.小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动。
6、如图所示,质量均为M的铝板A和铁板B分别放在光滑水平地面上.质量为m(m<M)的同一木块C,先后以相同的初速度v0从左端滑上A和B,最终C相对于A和B都保持相对静止.在这两种情况下( )
A.C的最终速度相同
B.C相对于A和B滑行的距离相同
C.A和B相对地面滑动的距离相同
D.两种情况下产生的热量相等
7、一质量为
A.手对物体做功12J B.合外力对物体做功2J
C.物体机械能增加2J D.物体克服重力做功10J
8、一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力.以下关于喷气方向的描述中正确的是( )
A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气 B.探测器加速运动时,竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气 D.探测器匀速运动时,不需要喷气
9、如图所示,水平传送带始终保持恒定速度v运动,传送带AB长为S,把质量为m的小物块轻放在A点,物块与传送带间动摩擦因数为μ,当小物块由A运动到B的过程中,摩擦力对小物块做功可能为( )
A.大于mv2/2 B.大于μmgS C.小于μmgS D.等于mv2/2
10、古有“守株待兔”的寓言。设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,并设兔子与树桩作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能为(g=
A.
11、如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则 ( )
A.重力对两物体做的功相同 B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PA<PB
D.到达底端时两物的动能相同,速度相等
12、质量相同的两个物体,分别在地球表面(不计空气阻力)和月球表面以相同的初速度竖直上抛.比较两种情况,下列说法中正确的有 ( )
A.物体在地球表面时的惯性比物体在月球表面时的惯性大
B.在上升到最高点的过程中,它们受到的外力的冲量大小相等
C.在上升到最高点的过程中,它们克服重力做的功相等
D.落回抛出点时,重力做功的瞬时功率相等
13、一轻杆下端固定一质量为m的小球,上端连在轴上,并可绕轴在竖直平面内运动,不计轴及空气的阻力.当小球在最低点时受到水平冲量I0时,刚好能到达最高点.若小球在最低点受到水平冲量I0不断增大,则 ( )
A.小球在最高点对杆的作用力不断增大 B.小球在最高点对杆的作用力先减小后增大
C.小球在最低点对杆的作用力不断增大 D.小球在最低点对杆的作用力先减小后增大
14、一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端。已知小物块的初动能为E,它返回斜面底端的速度大小为V,克服摩擦阻力做功为E/2。若小物块冲上斜面的初动能变为2E,则有
A.返回斜面底端时的动能为E; B.返回斜面底端时的动能为3E/2
C.返回斜面底端时的速度大小为2V; D.返回斜面底端时的速度大小为。
15、如图所示,在滑雪场有两个坡度不同的滑道AB和AB′分别与水平滑道相连,AB和AB′都可看作斜面,它们与水平滑道之间均可视为平滑相连。甲、乙两名滑雪者分别乘两个完全相同的雪橇从A点由静止出发沿AB和AB′滑下,最后都能停在水平滑道上。设雪橇和滑道间的动摩擦因数处处相同,滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动,下列说法中正确的是( )
A.甲在B点的速率等于乙在B′点的速率
B.甲在B点的速率大于乙在B′点的速率
C.甲全部滑行过程的水平位移一定比乙全部滑行过程的水平位移大
D.甲全部滑行过程的水平位移一定比乙全部滑行过程的水平位移小
二、实验题:
1、在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得 纸带如右,其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点. 该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).
⑴这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____ ,应记作_______cm.
⑵该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=
⑶另一位同学根据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,不过他数了一下,从打点计时器打下的第一个点O数起,图中的B是打点计时器打下的第9个点,因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度,得到动能的增加量为________ _,这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_____ 动能的增加量,
原因是____ ______________.
2、试根据平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法。提供实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图)、铁架台(带有夹具)、米尺。
(1)画出实验示意图。
(2)在安装弹射器时应注意: 。
(3)实验中需要测量的量(在示意图中用字母标出): 。
三、计算题:
1、质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如图所示,小车被挡板P挡住,质量为m的物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继续下滑,物体落地点与小车右端距离s0,若撤去挡板P,物体仍从原处自由落下,求物体落地时落地点与小车右端距离是多少?
2、如图所示,质量M=
(1)水平恒力F的作用时间t.
(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.
3、如图所示,滑块A的质量m=
(1)滑块能与几个小球碰撞?
(2)碰撞中第n个小球悬线长Ln的表达式?
4、如图所示,摩托车做腾跃特技表演,以速度v0=
5、如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨,相距为l,导轨所在平面距地面高度为h.导轨左端与电源相连,右端放有质量为m的静止的金属棒,竖直向上的匀强磁场B.当电键S闭合后,金属棒无转动地做平抛运动,落地点的水平距离为s,则电路接通的瞬间,通过金属棒的电量有多少?
6、如图所示,一摆球的质量为m ,带正电荷q,摆长为L,固定在O点,匀强电场水平向右,场强E=mg/q,摆球平衡位置在点C,与竖直方向的夹角为θ,开始时让摆球与点O处于同一水平位置的A点,且摆绳拉直,然后无初速释放摆球,求摆球在点C时的速度及此时摆绳对球拉力的大小?(结果用m、g、L表示)
7、如下图所示,一辆质量是m=
(1)平板车每一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.
(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.
(3)为使滑块始终不会滑到平板车右端,平板车至少多长?
专题二 答案
1
2
3
4
5
6
7
8
B
BCD
B
CD
C
AD
ABD
C
9
10
11
12
13
14
15
CD
C
AC
BC
BC
AD
B
二、实验题:
1、(1)15.7 15.70
(2)
(3)m(gt)2/2 小于等于 在第一、第二两点间重锺下落时间小于等于2T(打过第一点过一小会重锤才开始下落)。
2、①略
②安装时要注意弹射器应固定,且弹射器发射方向保持水平
③实验中需测量弹丸射出水平距离x和弹射器与水平地面高度差h
④在弹射器高度不变情况下多次实验,取x1x2…xn平均值作为实验数据
⑤v弹丸=
三、计算题
1、解:挡住小车时,求物体滑落时的速度v1,物体从最高点下落至滑离小车时机械能守恒,设车尾部(右端)离地面高为h,则有:
1
由平抛运动的规律:s0=vt 2
3
设去掉挡板时物体离开小车时速度为v2,小车速度为v2′,物体从最高点至离开小车之时系统机械能守恒,有:
4
物体与小车相互作用过程中水平方向动量守恒:
. 5
此式不仅给出了v2与v2′大小的关系,同时也说明了v2是向右的,物体离开车后对地平抛:
6
7
车在t′时间内向前的位移
s2′=v2′t′ 8
比较式7、3得t′=t,
解式1、4、5得,
此种情况下落地点距车右端的距离:
2、解:(1)木块A和滑板B均向左做初速为零的匀加速直线运动
m/s2
m/s2
从图可知:sB-sA=l 即:
得:t=1s.
(2)1s末木块A和滑板B的速度分别为:
vA =aA t=2×
vB =aBt =3×
撤去外力F后,当木块A和滑板B的速度相同时,弹簧压缩量最大,具有最大弹性势能.根据动量守恒定律,有:
,得v=
由能量守恒定律,得:
J
=0.4J
3、解:
(1)设滑块能与K个小球碰撞.整个过程中由动能定理得:-Kμmgs=0-,
K=12.5,即能与12个小球碰撞.
(2)由动能定理得:-nμmgs=-①,
滑块与小球碰撞后速度互换v=vn=②,
由①②得碰撞中第n个小球的悬线长Ln=
4、解:(1)由动能定理得 P t-mgh=-,
人和车飞离高台时的速度 v=.
(2) 在空中做平抛运动: t =,
s = vt =,
当 h =
5、解:合上开关的瞬间,由动量定理得
Bl t =mv-0 ①,
棒离开轨道后在空中运动时做平抛运动:
t =, s = vt ②,
由①②得通过金属棒的电量
q=t =.
6、解:如图所示,在平衡位置C时悬线与竖直方向的夹角为θ
由tanθ==1得θ=450,
在A点时合力F=mg=ma,a=g①,
小球由A向B做匀加速直线运动,
到达B点时 v2=2as=
在B点速度分解得沿切线方向的速度vB=vsin450③,
小球由B到C做匀速圆周运动
qEL sin450-mgL(1-cos450)=-④,
在C点由向心力得T-mg=m⑤,
由①②③④⑤得T=3mg.
7、 解:(1)设第一次碰墙壁后,平板车向左移动s,速度为0.由于体系总动量向右,平板车速度为零时,滑块还在向右滑行.
由动能定理 ①
②
代入数据得 ③
(2)假如平板车在第二次碰撞前还未和滑块相对静止,那么其速度的大小肯定还是
④
∴ ⑤
代入数据得 ⑥
(3)平板车与墙壁第一次碰撞后到滑块与平板又达到共同速度v前的过程,可用图(a)(b)(c)表示.(a)为平板车与墙壁撞后瞬间滑块与平板车的位置,图(b)为平板车到达最左端时两者的位置,图(c)为平板车与滑块再次达到共同速度为两者的位置.在此过程中滑块动能减少等于摩擦力对滑块所做功,平板车动能减少等于摩擦力对平板车所做功(平板车从B到A再回到B的过程中摩擦力做功为零),其中、分别为滑块和平板车的位移.滑块和平板车动能总减少为其中为滑块相对平板车的位移.此后,平板车与墙壁发生多次碰撞,每次情况与此类似,最后停在墙边.设滑块相对平板车总位移为l,
则有 ⑦
⑧
代入数据得 ⑨
l即为平板车的最短长度.