内容正文:
“能量与动量”创新性考法习题讲评
微专题Ⅲ-1
|运用“习题讲评”·感悟多彩考法·创新题目“多见识”
01
02
目
录
创新途径(一) 命题宽度上——注重横向多元拓展
创新途径(二) 命题深度上——强化纵向高次延伸
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01
创新途径(一) 命题宽度上
——注重横向多元拓展
■关联点:动量守恒+核反应
1.(2022·湖南高考)1932年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度v0分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为v1和v2。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A.碰撞后氮核的动量比氢核的小
B.碰撞后氮核的动能比氢核的小
C.v2大于v1
D.v2大于v0
答案:B
解析:设中子的质量为m,氢核的质量为m,氮核的质量为14m,设中子和氢核碰撞后中子速度为v3,
答案:C
■关联点:平抛运动+动量守恒
3.(多选)如图所示,载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处,现将质量为m的物资以相对地面的速度v0水平投出,落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M,所受浮力不变。重力加速度为g,不计阻力。以下判断正确的是( )
答案:BC
■关联点:动量守恒+天体运动
4.(多选)用火箭发射人造地球卫星,假设最后一节火箭的燃料用完后,火箭壳体和卫星一起以7.0×103 m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500 kg,最后一节火箭壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫星分离,分离时火箭壳体相对卫星以3.0×103 m/s的速度沿轨道切线方向向后飞去。则( )
A.分离后卫星的速度为7.5×103 m/s
B.分离后卫星的速度为9.0×103 m/s
C.分离后火箭壳体的轨道半径会变大
D.分离后卫星的轨道半径会变大
答案:AD
解析:设卫星运动方向为正方向,则火箭壳体速度与卫星速度的关系为v2=v1-3.0×103 m/s,根据动量守恒定律得(m1+m2)v=m1v1+m2v2,解得v1=7.5×103 m/s,v2=4.5×103 m/s,A正确,B错误;
分离后卫星速度变大,做离心运动,轨道半径变大,火箭壳体速度变小,做近心运动,轨道半径减小,C错误,D正确。
02
创新途径(二) 命题深度上
——强化纵向高次延伸
■思维链:受力分析+运动分析⇨牛顿运动定律⇨做功+功率分析⇨机械能守恒
1.如图所示,有两个物块1、2,质量分别为m1、m2,
m2是m1的两倍,用轻绳将两个物块连接在滑轮组上,滑轮
的质量不计,轻绳与滑轮间的摩擦也不计,重力加速度为
g。现将两物块从静止释放,物块1上升一小段距离h,在
这一过程中,下列说法正确的是( )
答案:B
解析:对于物块1、2连同轻绳和滑轮组成的系统,由于只有重力做功,所以系统机械能守恒,物块2减少的重力势能全部转化为物块1增加的重力势能和两物块的动能,故物块1和2的重力势能之和减少,A错误;
轻绳对物块2做功的功率大小为P2=Fv2,轻绳对物块1做功的功率大小为P1=2F·v1,其中v2=2v1,故轻绳对物块2做功的功率与轻绳对物块1做功的功率大小相等,D错误。
■思维链:运动学+牛顿运动定律⇨动量+能量
2.(2023·广东茂名二模)超市为节省收纳空间,常常将手推购物车相互嵌套进行收纳。质量均为m=16 kg的两辆购物车相距L1=1 m静止在水平面上。第一辆车在工作人员猛推一下后,沿直线运动与第二辆车嵌套在一起,继续运动了L2=1.25 m后停了下来。人推车时间、两车相碰时间极短,可忽略,车运动时受到的阻力恒为车重的k=0.25倍,重力加速度取g=10 m/s2,求:
(1)两辆车从嵌套后运动到停下来所用时间;
(2)两辆车在嵌套过程中损失的机械能;
(3)工人对第一辆车所做的功。
答案:(1)1 s (2)100 J (3)240 J
■思维链:受力分析+运动分析⇨动力学分析⇨动能定理+能量守恒
3.(2023·浙江杭州二模)如图所示,某游戏装置由光滑平台、轨道AB、竖直圆管道BCDEC′(管道口径远小于管道半径)、水平轨道C′F、光滑直轨道FG平滑连接组成,B、C、C′为切点,A、F连接处小圆弧长度不计,A点上方挡片可使小滑块无能量损失地进入轨道AB。圆管道半径R=0.2 m,管道中,内侧粗糙,外侧光滑。小滑块与轨道AB、C′F的动摩擦因数均为μ=0.5,AB轨道长度l=0.4 m,倾角θ=37°,C′F长度L=2 m,FG高度差h=0.8 m,
平台左侧固定一轻质弹簧,第一次压缩弹簧后释放小滑块,恰好可以运动到与管道圆心等高的D点,第二次压缩弹簧使弹性势能为0.36 J时释放小滑块,小滑块运动到圆管道最高处E的速