20．（北京卷）如图，若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令ｘ轴和ｙ轴分别表示其他的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是

Ａ．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系

Ｂ．若ｘ轴表示频率，ｙ轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系

Ｃ．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系

Ｄ．若ｘ轴表示时间，ｙ轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系

答案：C

解析：根据动量定理说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C正确。结合得，说明动能和时间的图像是抛物线，A错误。根据光电效应方程，说明最大初动能和时间是线性关系，但纵截距为负值，B错误。当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路内的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值，不随时间变化，D错误。

34.（新课标卷）[物理——选修3-5]

　　 (2)(10分)如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍，重物与木板间的动摩擦因数为.使木板与重物以共同的速度向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为g.

　　 解析：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙。

　　 木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒，有：

　　 ，解得：

　　 木板在第一个过程中，用动量定理，有：

　　 用动能定理，有：

　 　木板在第二个过程中，匀速直线运动，有：

木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t₁+t₂=+=。

16.（新课标卷）如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断

　　 A、在时间内，外力做正功

　　 B、在时间内，外力的功率逐渐增大

　　 C、在时刻，外力的功率最大

　　 D、在时间内，外力做的总功为零

答案：AD

解析：选项B错误，根据P=Fv和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先减小后增大。选项C错误，此时外力的功率为零。

25.（全国卷2）（18分）小球A和B的质量分别为m_A 和 m_B 　且m_A＞＞m_B 在某高度处将A和B先后从静止释放。小球A与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放出距离为H的地方恰好与正在下落的小球B发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球A、B碰撞后B上升的最大高度。

答案：

解析：

小球A与地面的碰撞是弹性的，而且AB都是从同一高度释放的，所以AB碰撞前的速度大小相等于设为，根据机械能守恒有

化简得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

设A、B碰撞后的速度分别为和，以竖直向上为速度的正方向，根据A、B组成的系统动量守恒和动能守恒得

　　　　　　　　　　　　　　 ②　

　　　　 　　　　　　③

联立②③化简得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

设小球B 能够上升的最大高度为h，由运动学公式得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

联立①④⑤化简得

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　⑥

24.（全国卷2）(15)如图，MNP 为整直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h，NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ，求物块停止的地方与N点距离的可能值。

[答案]物块停止的位置距N的距离可能为或

[解析]根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少与物块克服摩擦力所做功的数值相等。

　　　 　　　　　　　　　①

　 设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s′，则

　　　 　　　　　　　　②

　　　 　　　　　　　　③

　 连立①②③化简得

　　　 　　　　　　　　　　④

　　 第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为

　　 　　　　　⑤

　　 第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距N的距离为

　　 　　　　　⑥

所以物块停止的位置距N的距离可能为或。

25、（2009年重庆卷）24．探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见题24图a）；②由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为h₁时，与静止的内芯碰撞（见题24图b）；③碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h₂处（见题24图c）。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小；

（2）从外壳离开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；

（3）从外壳下端离开桌面到上升至h₂处，笔损失的机械能。

解析：设外壳上升高度h₁时速度为V₁，外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V₂，

(1)对外壳和内芯，从撞后达到共同速度到上升至h₂处，应用动能定理有

(4mg＋m)( h₂－h₁)＝(4m＋m)V₂²，解得V₂＝；

（2）外壳和内芯，碰撞过程瞬间动量守恒，有4mV₁＝(4mg＋m)V₂，

解得V₁＝，

设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W，在此过程中，对外壳应用动能定理有

W－4mgh₁＝(4m)V₁²，

解得W＝mg；

（3）由于外壳和内芯达到共同速度后上升高度h₂的过程，机械能守恒，只是在外壳和内芯碰撞过程有能量损失，损失的能量为＝(4m)V₁²－(4m＋m)V₂²，

联立解得＝mg(h₂－h₁)。

2010年高考物理试题分类汇编——动量和能量

24、（2009年重庆卷）23．2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如题23图，运动员将静止于O点的冰壶（视为质点）沿直线推到A点放手，此后冰壶沿滑行，最后停于C点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，AC＝L，＝r,重力加速度为g ，

（1）求冰壶在A 点的速率；

（2）求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小；

（3）若将段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为，原只能滑到C点的冰壶能停于点，求A点与B点之间的距离。

答案：（1）（2）m（3）L－4r

[解析]（1）对冰壶，从A点放手到停止于C点，设在A点时的速度为V₁，

应用动能定理有－μmgL＝mV₁²，解得V₁＝；

（2）对冰壶，从O到A，设冰壶受到的冲量为I，

应用动量定理有I＝mV₁－0，解得I＝m；

（3）设AB之间距离为S，对冰壶，从A到O′的过程，

应用动能定理，－μmgS－0.8μmg(L＋r－S)＝0－mV₁²，

解得S＝L－4r。

23、（2009年浙江卷）24．某校物理兴趣小组决定举行遥控塞车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，出B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟。已知赛车质量m＝0.1kg，通电后以额定功率ρ＝1.5W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻值为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L＝10.00m，R=0.32m，h＝1.25m,S＝1.50m。问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（取g＝10 m/s²）

答案2.53s

[解析]本题考查平抛、圆周运动和功能关系。

设赛车越过壕沟需要的最小速度为v₁，由平抛运动的规律

解得　　　　　　　　　

设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道最高点的速度为v₂，最低点的速度为v₃，由牛顿第二定律及机械能守恒定律

解得　　　　　　　　　　 m/s

通过分析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最小应该是

　　　　　　　　　　　　　 m/s

设电动机工作时间至少为t，根据功能原理

由此可得　　　　　　　　　 t=2.53s

22、（2009年天津卷）10．如图所示，质量m₁=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15 m,现有质量m₂=0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v₀=2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s²_，求

（1）物块在车面上滑行的时间t;

（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v′₀不超过多少。

答案：（1）0.24s　 (2)5m/s

[解析]（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有

　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　①

设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有

　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　②

其中　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　③

解得　　　　　　　　　

代入数据得　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　④

（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′，则

　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　⑤

由功能关系有

　　　　　　　　　　　　 　　　　　　⑥

代入数据解得　　　　　　　 =5m/s

故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v₀′不能超过5m/s。

21、（2009年四川卷）23．图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×10³ kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s²，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v_m=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s²,不计额外功。求：

(1)　　 起重机允许输出的最大功率。

(2)　　 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

解析： (1)设起重机允许输出的最大功率为P₀，重物达到最大速度时，拉力F₀等于重力。

P₀＝F₀v_m ①

P₀＝mg②

代入数据，有：P₀＝5.1×10⁴W　　　　　　　　　　　　　　 ③

(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v₁，匀加速运动经历时间为t₁,有：

P₀＝F₀v₁ ④

F－mg＝ma ⑤

v₁＝at₁ ⑥

由③④⑤⑥，代入数据，得：t₁＝5 s　　　　　　　　　　　 ⑦

T＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v₂，输出功率为P，则

v₂＝at　　 ⑧

P＝Fv­₂⑨

由⑤⑧⑨，代入数据，得:P＝2.04×10⁴W。