2019版高考物理一轮复习热考题型专攻(三)动量和能量的综合练习.docx.pdf
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1、热考题型专攻(三)动量和能量的综合 (45分钟 100分) 1. (25分)(2018 ?鹰潭模拟)如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图,弧形轨道末端与一个半径为 R 的光滑半圆轨道平滑连接,两辆质量均为m 的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起, 两 车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入半圆最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧 将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿半圆轨道运动恰能越过半圆轨道最高点,求: 解得 : h二8R 前车被弹出时的速度。 (2) 前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能。 (3) 两车从静止下滑到最低点的高度ho 【解析】 (1)设前车
2、在最高点速度为V2,依题意 n mg=m 八 设前车在最低位置与后车分离后速度为VU 根据机械能守恒得:2山 +mg ? 2R=2n 解得wJ5gR 设两车分离前速度为Vo,由动量守恒定律得 : 2mvo=mvi 解得:妒2 1 1 2 设分离前弹簧弹性势能为E” 根据系统机械能守恒得 : Ep 二 2/12? (3)两车从 h 高处运动到最低处机械能守恒,则: R g m 5 _ = 2 o V 1 2mgh二 2 ? 5 5 答案: SgR ( 2) 4mgR(3) 8R 2. (25 分) 如图, 质量为 6m、长为 L 的薄木板 AB 放在光滑的平台上,木板B 端与台面右边缘齐平。 B
3、 端上放 1 有质量为 3m且可视为质点的滑块C,C与木板之 I可的动摩擦因数为U= 3o质量为 m 的小球用长为 L 的细绳 悬挂在平台右边缘正上方的0 点,细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释 放,小球运动到最低点时细绳恰好断裂, 小球与 C碰撞后反弹速率为碰前的一半。 处 * 9 Cpp “77777777777777771 A 乍 7777777 (1) 求细绳能够承受的最大拉力。 (2) 若要使小球落在释放点的正下方P点, 平台高度应为多大? (3) 通过计算判断 C能否从木板上掉下来。 【解析】 ( 1)设小球运动到最低点的速率为v0,小球向下摆动过程机械
4、能守恒,由机械能守恒定律 1 得:mgL=2ni V 0 解得2gL 小球在圆周运动最低点,由牛顿第二定律得: L 由牛顿第三定律可知,小球对细绳的拉力: FJ二 FT 解得: FJ =3mg (2)小球碰撞后做平抛运动,则: 1 在竖直方向上 : h=2gt2 珂 水平方向 : IF 2 t 解得: h二 L (3)小球与滑块 C 碰撞过程中小球和C 系统满足动量守恒,设C碰后速率为 vb 以小球的初速度方向为止方向,由动皐守恒定律得: mvo=m 假设木板足够长,在C与木板相对滑动直到相对静止过程,设两者最终共同速率为V2,以 C的初速度方向为 正方向,由动量守恒定律得: 3mvi= (3
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