大题04 动量能量的综合应用-【大题精做】冲刺2024年高考物理大题突破+限时集训（新高考专用）

大题04 动量能量的综合应用 动量观、与能量观的正确形成是检验学生物理核心素养形成的重要方面。因此能量与动量的知识在高考中每年必考，题型分布广泛小题、大题均有涉及可以单独命题也可以二者综合起来命题，呈现情境丰富考察角度宽而有创意所以在复习备考中一定要引起高度重视。 动能定理的综合应用 【例1】（2024高三·浙江杭州·期中）如图所示为安装在水平地面上的某游戏装置结构示意图，其左边部分是一个高度和水平位置均可以调节的平台，在平台上面放置一个弹射装置；游戏装置的右边部分由竖直固定的光滑圆弧轨道、粗糙水平直线轨道与竖直固定的光滑圆轨道组成（底端连接处D与略错开）。已知圆弧轨道的圆心为、半径，其C端与水平面相切，与的夹角；水平直线轨道长度，动摩擦因数；圆轨道的半径。将质量的滑块Q置于C点，再将质量同为的小球P经弹射装置从平台A点水平弹出，通过改变高度差h、水平距离和小球P在A点的初速度大小，总能让小球沿B点的切线方向进入圆弧轨道，然后与滑块Q发生弹性碰撞。空气阻力不计，小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取，求： （1）若，求小球P从A点弹出时的初速度大小； （2）若，求小球P到达C点与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力； （3）若P与Q碰撞后，Q能够通过圆轨道的最高点E，求h需要满足的条件。 应用动能定理解题的五点注意 （2024·安徽合肥·一模）如图甲所示，一小物块放置在水平台面上，在水平推力F的作用下，物块从坐标原点O由静止开始沿x轴运动，F与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在处从平台飞出，同时撤去F，物块恰好由P点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点M飞出。已知物块质量为0.5kg，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为，半径为0.5m，MN为竖直直径，，重力加速度g取：，，不计空气阻力。求： （1）物块飞出平台时的速度大小； （2）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 能量观点与动力学观点解决力学综合题 【例1】（2024高三下·重庆渝中·阶段练习）风洞是研究空气动力学的实验设备。中国打造的JF22超大型激波风洞，能够吹出30倍音速的风。如图所示，将刚性杆水平固定在某风洞内距水平地面高度处，杆上套一质量、可沿杆滑动的小球（视为质点）。将小球所受的风力大小调节为，方向水平向左。小球以速度向右离开刚性杆后，小球所受风力不变，取重力加速度大小。求小球： （1）在空中运动时的加速度大小a； （2）在空中运动的时间t； （3）运动到距刚性杆右端（小球在其右下方）的水平距离时的动能E。 （2024·江苏宿迁·一模）如图所示，足够长的竖直固定杆上套一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端悬挂质量为m的物块B，上端连接一轻质小球，物块B与杆间无摩擦，小球A与杆之间的最大摩擦力为1.2mg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，忽略空气阻力。求： （1）B静止时，弹簧伸长量x； （2）若将物块B拉至弹簧原长处由静止释放， ①物块的最大速度； ②整个过程中，因摩擦产生的内能Q。 能量动量的综合 （23-24高三上·湖北·阶段练习）如图所示，光滑水平面上轻弹簧左端与物块A相连，右端与物块B接触但不相连，在物块B的右方一定距离处为静止的木板C和物块D，刚开始，物块D在木板的最右端。A物块以一定初速度向右运动压缩弹簧，A与B速度相等时弹簧的弹性势能为。当弹簧再次原长时，物块B恰与木板C发生碰撞，并迅速结合为一体，物块D最终停在木板的中间位置。已知物块A、C和D的质量为，物块B质量为，木板C的长度为，物块均可视为质点，重力加速度。试求： （1）物块A的初速度大小； （2）物块B与木板C相碰损失的机械能； （3）物块B与木板C碰后至物块D与木板C刚达到速度相等过程中，物块D的位移大小。    碰撞拓展 (1)“保守型”碰撞拓展模型 图例(水平面光滑) 小球—弹簧模型 小球—曲面模型 达到共速 相当于完全非弹性碰撞，系统水平方向动量守恒，满足mv0＝(m＋M)v共，损失的动能最大，分别转化为弹性势能、重力势能或电势能 再次分离 相当于弹性碰撞，系统水平方向动量守恒，满足mv0＝mv1＋Mv2，能量满足mv＝mv＋Mv (2)“耗散型”碰撞拓展模型 图例(水平面、水平导轨都光滑) 达到共速 相当于完全非弹性碰撞，动量满足mv0＝(m＋M)v共，损失的动能最大，分别转化为内能或电能 （2024高三·浙江·阶段练习）如图所示，滑道由光滑的曲面滑梯和一条与其平滑连接的水平轨道构成，水平轨道右侧固定有一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于点。若质量为的滑块A从距离地面高处由静止开始下滑，下滑后与静止于点的滑块B发生碰撞。若碰撞后A、B粘在一起，两者以2m/s的速度向右移动0.5m停下。已知水平轨道长度，两滑块