第7章 第3课时 动量和能量的综合应用-【直击双1流】2022版高考物理真题分类全刷

第 3 课时 　 动量和能量的综合应用 1 碰撞类问题 1. (2021 全国卷乙,14,6 分,★★) 如图,光滑水平地面上有一 小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相 连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦. 用力向右推动车厢使 弹簧压缩,撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动. 在地 面参考系(可视为惯性系) 中,从撤去推力开始,小车、弹簧 和滑块组成的系统 (　 　 ) A. 动量守恒,机械能守恒 B. 动量守恒,机械能不守恒 C. 动量不守恒,机械能守恒 D. 动量不守恒,机械能不守恒 2. (2020课标Ⅲ,15,6分,★★) 甲、乙两个物块在光滑水平桌 面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前 后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示. 已知甲的质 量为 1 kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为 (　 　 ) A. 3 J B. 4 J C. 5 J D. 6 J 3. (2020 北京卷,13,3 分,★★) 在同一竖直平面内,3 个完全 相同的小钢球(1 号、2 号、3 号) 悬挂于同一高度,静止时小 球恰能接触且悬线平行,如图所示. 在下列实验中,悬线始 终保持绷紧状态,碰撞均为对心正碰. 以下分析正确的是 (　 　 ) A. 将 1号移至高度 h释放,碰撞后,观察到 2 号静止、3 号摆至高度 h. 若 2 号换成 质量不同的小钢球, 重复上述实验,3 号仍能摆至高度 h B. 将 1、2 号一起移至高度 h释放,碰撞后, 观察到 1 号静止,2、3 号一起摆至高度 h,释放后整个过程机械能和动量都守恒 C. 将右侧涂胶的 1 号移至高度 h 释放,1、2 号碰撞后粘在一 起,根据机械能守恒,3 号仍能摆至高度 h D. 将 1 号和右侧涂胶的 2 号一起移至高度 h 释放,碰撞后, 2、3 号粘在一起向右运动,未能摆至高度 h,释放后整个 过程机械能和动量都不守恒 4. [2010 福建卷,29(2),6 分,★] 如图所示,一个木箱原来静 止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块. 木箱和小木块都具有一定的质量. 现使木箱获得一个向右 的初速度 v0 ,则 (　 　 ) A. 小木块和木箱最终都将静止 B. 小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动 C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向 右运动 D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者 将一起向左运动 5. [2009 全国卷Ⅰ,21,6分,★★](多选) 质量为 M 的物块以 速度 v 运动,与质量为 m 的静止物块发生正撞,碰撞后两者 的动量正好相等,两者质量之比M m 可能为 (　 　 ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 6. (2020天津卷,11,16分,★★★) 长为 l的轻绳上端固定,下 端系着质量为 m1 的小球 A,处于静止状态. A 受到一个水平 瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动,恰好能通过圆周轨 迹的最高点. 当 A回到最低点时,质量为m2 的小球 B与之迎 面正碰,碰后 A、B 粘在一起,仍做圆周运动,并能通过圆周 轨迹的最高点. 不计空气阻力,重力加速度为 g,求: (1) A 受到的水平瞬时冲量 I 的大小; (2) 碰撞前瞬间 B 的动能 Ek 至少多大. 7. (2020山东卷,18,16分,★★★★★) 如图所示,一倾角为 θ 的固定斜面的底端安装一弹性挡板,P、Q 两物块的质量分 别为m和 4m,Q静止于斜面上 A处. 某时刻,P以沿斜面向上 的速度 v0 与Q发生弹性碰撞. Q与斜面间的动摩擦因数等于 tan θ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力. P与斜面间无摩擦, 与挡板之间的碰撞无动能损失. 两物块均可以看作质点,斜 面足够长,Q 的速度减为零之前 P 不会与之发生碰撞. 重力 加速度大小为 g. (1) 求 P 与 Q 第一次碰撞后 瞬间各自的速度大小 vP 1 、vQ 1 ; (2) 求第 n 次碰撞使物块 Q 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 111 上升的高度 hn; (3) 求物块 Q 从 A 点上升的总高度 H; (4) 为保证