内容正文:
2023高考二轮复习二十五专题
专题六、动量与能量
第一部分 织网点睛,纲举目张
1.冲量 动量 动量定理
2.动量守恒定律
3.碰撞
4. “滑块—弹簧”模型
模型图示
模型特点
(1)两个或两个以上的物体与弹簧相互作用的过程中,若系统所受外力的矢量和为0,则系统动量守恒;
(2)在能量方面,由于弹簧形变会使弹性势能发生变化,系统的总动能将发生变化;若系统所受的外力和除弹簧弹力以外的内力不做功,系统机械能守恒;
(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相同,弹性势能最大,系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型)
(4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(完全弹性碰撞拓展模型,相当于碰撞结束时)
5. “子弹打木块”(“滑块—木板”)模型
模型图示
模型特点
(1)若子弹未射穿木块或滑块未从木板上滑下,当两者速度相等时木块或木板的速度最大,两者的相对位移(子弹射入木块的深度)取得极值(完全非弹性碰撞拓展模型)
(2)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能
(3)根据能量守恒定律,系统损失的动能 ,可以看出,子弹(或滑块)的质量越小,木块(或木板)的质量越大,动能损失越多
(4)该类问题既可以从动量、能量角度求解,相当于非弹性碰撞拓展模型,也可以从力和运动的角度借助图示求解
第二部分 实战训练,高考真题演练
1. (2022山东物理)我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示,发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出,火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中( )
A. 火箭的加速度为零时,动能最大
B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能
C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量
D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量
2. (2022·全国理综乙卷·20)质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动,F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取。则( )
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
3. (2022高考湖北物理)一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内,合外力对质点做功分别为W1和W2,合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
4.(2022新高考海南卷)在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是,乙对甲的作用力是,则这两个力( )
A.大小相等,方向相反
B.大小相等,方向相同
C.的冲量大于的冲量
D.的冲量小于的冲量
4.(2022重庆高考)在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中,某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。从碰撞开始到碰撞结束过程中,若假人头部只受到安全气囊的作用,则由曲线可知,假人头部( )
A.速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积
B.动量大小先增大后减小
C.动能变化正比于曲线与横轴围成的面积
D.加速度大小先增大后减小
5.(11分)(2022·高考广东物理)某同学受自动雨伞开伞过程的启发,设计了如图12所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块,初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度为向上滑动时,受到滑杆的摩擦力f为,滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞,带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。己知滑块的质量,滑杆的质量,A、B间的距离,重力加速度g取,不计空气阻力。求:
(1)滑块在静止时和向上滑动的过程中,桌面对滑杆支持力的大小和;
(2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v;
(3)滑杆向上运动的最大高度h。
6. (2022年1月浙江选考)第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示,长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接,斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发,推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s,紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图2所示),到C点共用时5.0s。若雪车(包括运动员)可视为质点,始终在冰面上运动,其总质量为110kg,sin15°=0.26,求雪车(包括运动员)
(1)在直道AB上的加速度大小;
(2)过C点的速度大小;
(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
7.(9分)
(2022高考北京卷)体育课上,甲同学在距离地面高处将排球击出,球的初速度沿水平方向,大小为;乙同学在离地处将排球垫