2.2动量和能量的综合应用-2023年高考物理二轮复习四翼分层突破

专题二 能量与动量 2.2动量和能量的综合应用 1. （2022·湖北·高考真题）打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中实线位置）时，C到两定滑轮的距离均为L。重物A和B的质量均为m，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为60°。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为时，与正下方质量为2m的静止桩D正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动距离后静止（不考虑C、D再次相碰）。A、B、C、D均可视为质点。 （1）求C的质量； （2）若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力，求F的大小； （3）撤掉桩D，将C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求A、B、C的总动能最大时C的动能。 2. （2022·河北·高考真题）如图，光滑水平面上有两个等高的滑板A和B，质量分别为和，A右端和B左端分别放置物块C、D，物块质量均为，A和C以相同速度向右运动，B和D以相同速度向左运动，在某时刻发生碰撞，作用时间极短，碰撞后C与D粘在一起形成一个新滑块，A与B粘在一起形成一个新滑板，物块与滑板之间的动摩擦因数均为。重力加速度大小取。 （1）若，求碰撞后瞬间新物块和新滑板各自速度的大小和方向； （2）若，从碰撞后到新滑块与新滑板相对静止时，求两者相对位移的大小。 动量定理的应用 动量定理 (1)公式：Ft＝p′－p，除表明等号两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因． (2)意义：动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化的关系，反映了力对时间的累积效果，与物体的初、末动量无必然联系．动量变化的方向与合外力的冲量方向相同，而物体在某一时刻的动量方向跟合外力的冲量方向无必然联系． 例题1. （2022·吉林长春·一模）清洗汽车时经常会用到高压水枪，水枪喷出水柱的速度可以调节，且水速变化时水柱的横截面积不变。当水枪分别以，和的水平速度垂直于车门方向喷出水柱进行清洗时，车门所受的冲击力大小分别为和，不计空气阻力，水冲击车门后均沿车门流下，则和的比值为（　　） A． B． C． D． 练1. （2023·全国·模拟预测）如图所示，位于长江中游鄂州段的观音阁距今已有六百多年的历史，屡经江水冲击而不倒。若观音阁的外围有一块平直的墙壁，墙壁受到江水冲击的面积为S，江水以恒定速度垂直撞击墙壁，之后沿墙壁两侧流走。已知江水密度为，则墙壁受到江水的冲击力为（　　） A． B． C． D． 例题2. （2022·广东·模拟预测）物体的运动状态可以用位置x和动量p描述，称为相，对应p-x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p-x图像的一条直线或曲线来描述，称为相轨迹。如图所示，在光滑的水平面上，轻弹簧的左端固定，一个小物体（可视为质点）与弹簧右端相连，弹簧开始处于原长，现向左推动物体压缩弹簧，压缩长度为l后由静止释放。已知弹簧的形变量为x时，弹性势能为。以弹簧原长位置为坐标原点O，向右为正方向建立x轴，则物体经过O点后向右运动时的相轨迹可能是（　　） A． B． C． D． 练2. （2022·四川雅安·模拟预测）2022年北京冬奧会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队以2分37秒348的成绩夺冠。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（　　） A．两运动员的加速度大小相同 B．两运动员速度变化量大小相同 C．两运动员动量变化量大小相同 D．两运动员动能变化量大小相同 动量守恒定律的应用 动量守恒定律 (1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变． (2)表达式：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′或p＝p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′)，或Δp＝0(系统总动量的变化量为零)，或Δp1＝－Δp2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的变化量大小相等、方向相反)． (3)守恒条件 ①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的合力为零． ②系统所受外力的合力不为零，但在某一方向上系统受到的合力为零，则系统在该方向上动量守恒． ③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程． 例题3. （2022·浙江·温州市英才学校模拟预测）如图所示，质量为m的人立于平板车上，人与车的总质量为m0，人与车以速度v1在光滑水平面上向右匀速运动，当此人相对于车以速度v2竖直跳起时，车的速度变为（　　） A．，向右 B．，