专题 动量和能量的综合应用解答题专项练-2024届高考物理一轮基础知识复习

动量和能量的综合应用 一、解答题 1．如图所示，半径的粗糙圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，下端点C为轨道的最低点。C点右侧的粗糙水平面上，紧挨C点静止放置一质量的木板，木板上表面与C点等高，木板左端放置一个质量为的物块，另一质量相同的物块从A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，到达C点时对轨道的压力为46N，之后与发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，最终刚好未从木板M上滑下。已知AO的竖直高度，物块与木板M间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数为，两物块均可视为质点，，，取。求： （1）物块到达B点时的速度大小； （2）物块通过圆弧轨道克服摩擦力做的功； （3）木板的长度L。 2．如图所示，水平面上有A、B两个小物块（均视为质点），质量均为m，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（未与A、B连接）。距离物块A为L处有一半径为L的固定光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于C点，物块B的左边静置着一个三面均光滑的斜面体（底部与水平面平滑连接）。某一时刻将压缩的弹簧释放，物块A、B瞬间分离，A向右运动恰好能过半圆形轨道的最高点D（过D点后立即撤去物块A），B向左平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为L（L小于斜面体的高度）。已知A与右侧水平面的动摩擦因数μ＝0.5，B左侧水平面光滑，重力加速度为g，求： （1）物块A通过C点时对半圆形轨道的压力大小； （2）斜面体的质量； （3）物块B与斜面体分离时，物块B与斜面体各自的速度大小。 3．质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一条不可拉伸的长为l的细线，细线另一端系一个可以看作质点的球C，质量也为m。现将C球拉起使细线水平自然伸直，并由静止释放C球。求： （1）C球第一次摆到最低点时的速度大小； （2）从C球释放到第一次摆到最低点的过程中，B移动的距离； （3）C球向左摆动的最高点距O点的竖直高度。 4．如图，一上表面粗糙的木板AB静止于光滑的水平地面上，物体P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与木板上表面的动摩擦因数为μ。一根长度为L且不可伸长的细线，一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球Q。小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与O同一高度（细线处于水平拉直状态），然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞（碰撞时间极短）已知物体P的质量为2m，滑板的质量为3m，重力加速度为g，求： （1）小球Q与物体P碰撞前瞬间，细线对小球拉力的大小； （2）小球Q与物体P碰撞后瞬间，物体P速度的大小； （3）若最终物体P不滑离木板，求系统因克服摩擦力做功产生的内能。 5．如图所示，反“L”型滑板（平面部分足够长）质量为，距滑板的A壁为的B处放有一质量为m、电量为＋q的大小不计的小物体，滑板上表面光滑，下表面与地面之间的滑动摩擦因数为，整个装置处于匀强电场中，电场强度。初始时刻，滑板与小物体都静止，碰撞过程中小物体所带电荷不会损失或者转移，重力加速为。试求： （1）释放小物体，第一次与滑板A壁碰前小物体速度v1的大小； （2）若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的，碰撞时间极短，则碰撞后滑板对地速度大小； （3）根据（2）结果，小物体从开始运动到刚要发生第二次碰撞时，电场力所做功为多少。 6．如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间。A的质量为m，B、C的质量都为2m，三者都处于静止状态，现使B以某一速度向右运动，B与A发生弹性碰撞，之后A与C发生完全非弹性碰撞，求： （1）物体A、B、C最终速度大小各是多少： （2）整个碰撞过程损失的机械能。    7．有一个角度可变的轨道，当倾角为30度时，滑块A恰好匀速下滑，现将倾角调为60度，从高为h的地方从静止下滑，过一段时间无碰撞地进入光滑水平面，与系在轻绳下端的小球B发生弹性正碰，B被一根绳子悬挂，与水平面接触但不挤压，碰后B恰好能做完整的圆周运动，已知滑块A和小球B质量相等，求： ①A与轨道间的动摩擦因数； ②A与B刚碰完B的速度； ③绳子的长度L。 8．如图所示，水平桌面上放置一端有挡板的长平板A，平板上放置的物块B和C，B和C之间有一被压缩的劲度系数足够大的轻弹簧，B与挡板间的距离m，C位于桌面边缘，离地面高m。由静止释放压缩弹簧，B和C瞬间分离，C向右水平抛出后的落地点与抛出点的水平距离m，B向左运动与A的挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知平板A的质量kg，物块B的质量kg，物块C的质量kg，A与B、A与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度． （1）求释放前压缩弹簧的弹性势能； （2）求B与A碰撞后瞬间平板A的动能； （3）求平板A在桌面上滑行