考点29 动量和能量的综合应用（核心考点精讲+分层精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点29 动量和能量的综合应用 1. 3年真题考点分布 题型 选择题、解答题（居多） 高考考点 1、应用动量、能量观点解决“子弹打木块问题”； 2、应用动量、能量观点解决“弹簧碰撞”模型； 3、应用动量、能量观点解决“板块”模型； 新高考 2023 海南卷18题、全国甲卷25题、浙江卷21题、 2022 福建卷14题、河北卷13题、全国乙卷25题、 2021 海南卷17题、湖北卷15题、天津卷11题、湖南卷8题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计10次，主要考查： 1. 应用动量、能量观点解决“子弹打木块问题”； 2. 应用动量、能量观点解决“弹簧碰撞”模型； 3. 应用动量、能量观点解决“板块”模型； 【备考策略】理解动能定理和动量定理的差别，掌握动能定理和动量定理解决复杂的物理模型；掌握机械能守恒和能量守恒对全过程和分过程建立方程；熟练掌握动力学和运动学两种不同的解题思路处理物体题型，并掌握它们的差异； 【命题预测】本节内容综合性较强，难度较大，在各省高考题中，常以压轴题的形式出现，板块模型考察居多。此类题型对运动状态要求较高，可以从运动学或动力学角度解决此类题型。想获得高分的2024年考生，务必熟练掌握本节内容。 考法1 应用动量、能量观点解决“子弹打木块”模型 s2 d s1 v0 子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射向原来静止的木块，并留在木块中跟木块共同运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程。 设质量为的子弹以初速度射向静止在光滑水平面上的质量为的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。 要点诠释：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：……① 从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为，设子弹、木块的位移大小分别为、，如图所示，显然有 对子弹用动能定理： ……② 对木块用动能定理： ……③ ②相减得： ……④ 对子弹用动量定理： ……⑤ 对木块用动量定理： ……⑥ 【典例1】（多选）（2023春·天津和平·高一天津市第二十一中学校考期中）如图所示，质量为M木块静止在光滑的水平面上，一颗质量为m的子弹以速度v0水平射入木块并留在木块中，木块获得的速度为v1，子弹受到的平均阻力为f，射入深度为d，此过程中木块位移为s，下列说法正确的是（　　） A．子弹损失的动能等于fd B．子弹损失的动能等于 C．子弹损失的动能为 D．子弹、木块组成的系统损失的动能等于fd 1．（2018秋·安徽合肥·高二合肥一六八中学周测）如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为 B．木块摆至最高点时，速度大小为 C．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力等于（M+m+m0）g D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒 2．（2022·浙江宁波·统考模拟预测）如图所示，质量为m的子弹，以初速度射入静止在光滑水平面上的木块，并留在其中。木块质量为M，长度为L，子弹射入木块的深度为d，在子弹射入木块的过程中木块移动距离为s。假设木块对子弹的阻力始终保持不变，下列说法正确的是（　　） A．d可能大于s，也可能小于s B．s可能大于L，也可能小于L C．s一定小于d，s一定小于L D．若子弹质量减小，d和s不一定同时变小 考法二 应用动量、能量观点解决“弹簧碰撞”模型 A A B A B A B v1 v v1/ v2/ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 两个物体在极短时间内发生相互作用，这种情况称为碰撞。由于作用时间极短，一般都满足内力远大于外力，所以可以认为系统的动量守恒。碰撞又分弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞三种。 仔细分析一下碰撞的全过程：设光滑水平面上，质量为的物体A以速度向质量为的静止物体B运动，B的左端连有轻弹簧。在Ⅰ位置A、B刚好接触，弹簧开始被压缩，A开始减速，B开始加速；到Ⅱ位置A、B速度刚好相等（设为v），弹簧被压缩到最短；再往后A、B开始远离，弹簧开始恢复原长，到Ⅲ位置弹簧