专题04 动量与机械能-三观一统2020年高考物理十年真题精解（全国Ⅰ卷）

三观一统十年高考真题精解 04 动量与机械能 十年树木，百年树人，十年磨一剑。本专辑按照最新2020年考纲，对近十年高考真题精挑细选，去伪存真，挑选符合最新考纲要求的真题，按照考点/考向同类归纳，难度分层精析，对全国卷Ⅰ具有重要的应试性和导向性。 三观指的观三题（观母题、观平行题、观扇形题），一统指的是统一考点/考向，并对十年真题进行标灰（调整不考或低频考点标灰色）。 （一）2020考纲 主题 内容 要求 说明 机械能 功和功率 Ⅱ 动能和动能定理 Ⅱ 重力做功与重力势能 Ⅱ 功能关系、机械能守恒定律及其应用 Ⅱ 碰撞与动量守恒 动量、动量定理、动量守恒定律及其应用 Ⅱ 只限于一维 弹性碰撞和非弹性碰撞 Ⅰ （二）本节考向题型研究汇总 题型导向 考点/考向 机械能守恒定律的应用 （1）只有重力做功时的机械能守恒 （2）重力和弹力做功时的机械能守恒 动能定理 （1）动能定理在平抛、圆周运动中的运用 （2）动能定理在运动学多过程中的应用 碰撞与动量守恒 （1）质点的弹性碰撞问题 （2）质点的非弹性碰撞问题（包含完全非弹性碰撞） 一、考向题型研究一：机械能守恒定律的应用 （2017年新课标Ⅰ卷T24）一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.50×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。（结果保留2位有效数字） （1）分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能； （2）求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。 （2016年新课标Ⅰ卷T25）如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g。（取） （1）求P第一次运动到B点时速度的大小。 （2）求P运动到Ｅ点时弹簧的弹性势能。 （3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。 （2011年新课标Ⅰ卷T16）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小 B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D. 蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 （2015年新课标Ⅰ卷T21）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×109kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2。则次探测器 A．在着陆前瞬间，速度大小约为8.9m/s B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒 D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 机械能守恒定律 1．内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能会发生相互转化，但机械能的总量保持不变． 2．机械能守恒的条件 只有重力或弹力做功． 3．对守恒条件的理解 (1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒． (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或系统内的弹力做功． (3)弹力做功伴随着弹性势能的变化，并且弹力做的功等于弹性势能的减少量． 4．机械能守恒的三种表达式 (1)E1＝E2(E1、E2分别表示系统初、末状态时的总机械能)． (2)ΔEk＝－ΔEp或ΔEk增＝ΔEp减(表示系统动能的增加量等于系统势能的减少量)． (3)ΔEA＝－ΔEB或ΔEA增＝ΔEB减(表示系统只有A、B两部分时，A增加的机械能等于B减少的机械能). 机械能守恒的判断