专题03 机械能守恒 动量守恒(3年汇编)(江西专用)2024-2026年高考物理真题分类汇编
|
3份
|
60页
|
44人阅读
|
0人下载
内容正文:
专题06 机械能守恒 动量守恒
3年真题1年模拟
考点分类
江西考情
命题规律
考点1 功与功率
2026江西(1题)、2024江西(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:功率的定义(式)。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点2 功能关系 能量守恒定律
2025江西(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:验证机械能守恒定律。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点3 动量和动量定理
2026江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:用动量定理解释缓冲现象。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点4 动量守恒定律及其应用
2025江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:弹性碰撞:动碰静。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 功与功率
1.(2026·江西·高考真题)某地需设计一额定功率为的水平轴风力发电机。在风速为、空气的密度为、发电机叶片的旋转平面与风向垂直,以及叶片转动形成圆面内的风能有转化为电能的条件下,发电机以额定功率工作。若叶片转速为,则该圆面的直径和叶片尖端的速度分别约为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】D
【详解】取t时间内垂直吹过叶片旋转圆面的空气为研究对象,这部分空气的体积为其中S是叶片旋转圆面积,v为风速,对应空气质量这部分空气的总动能为结合20%的风能转化为电能,额定功率P满足圆面积公式代入数据解得圆面的直径叶片转速叶片尖端做圆周运动的线速度满足代入数据可得故选D。
2.(2024·江西·高考真题)庐山瀑布“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”瀑布高150m,水流量10m3/s,假设利用瀑布来发电,能量转化效率为70%,则发电功率为( )
A. 109W
B. 107W
C. 105W
D. 103W
【答案】B
【详解】由题知,Δt时间内流出的水量为m = ρQΔt = 1.0×104Δt发电过程中水的重力势能转化为电能,则有故选B。
考点2 功能关系 能量守恒定律
1.(2025·江西·高考真题)某小组利用气垫导轨、两个光电门、滑块、遮光片等,组成具有一定倾角的导轨装置,研究机械能守恒定律。重力加速度g取。
(1)实验前,应合理安装实验器材。图(a)中光电门 的位置安装不合理,应如何调整 :
(2)实验时,导轨倾斜角的正弦值,光电门1、2相距L。将宽度的遮光片固定于滑块上,从导轨最左端静止释放滑块,分别记录遮光片通过光电门1、2的时间和。移动光电门2的位置改变L,重复实验,所测数据见下表。
…
滑块经过光电门1、2的速度分别为和。当时, ,滑块通过两光电门下降的高度 。(结果保留2位小数)
(3)处理上表数据,并绘制关系曲线(其中),如图(b)所示。根据图(b)中的信息,分析滑块在下滑过程中机械能是否守恒: ,并给出理由: 。
【答案】(1)① 1 ② 适当向右移动光电门1 (2)① 1.01 ② 3.98 (3)① 守恒 ② 图像的斜率为,即可证明滑块在下滑过程中机械能守恒。
【讲解】(1) [1]光电门1安装不合理;[2]由图可知,光电门1靠近释放点,滑块到光电门1的距离较短,速度较小,导致滑块通过光电门1的速度测量误差较大。
(2) [1]当时,由表格可知通过光电门2的时间为故通过光电门2的速度[2]根据几何关系可得滑块通过两光电门下降的高度
(3) [1]守恒;[2]根据图(b)可知其斜率约为故在误差范围内成立,说明下滑过程中滑块的动能增加量等于重力势能的减少量,即机械能守恒。
考点3 动量和动量定理
1.(2026·江西·高考真题)在篮球运动中,运动员跳起投篮后竖直落地。设地面对运动员的平均冲击力大小为,冲击力作用的时间为。运动员在触地时往往会主动屈膝下蹲,关于这一动作对和产生的影响,下列选项正确的是( )
A. 增加,减小
B. 增加,增加
C. 减小,减小
D. 减小,增加
【答案】A
【详解】运动员竖直落地过程,接触地面瞬间的速度大小为,末速度为0,整个过程动量变化量大小为为定值。取向上为正方向,根据动量定理整理得平均冲击力运动员屈膝下蹲时,会延长速度从减为0的作用时间。由上式可知,增大时,减小,因此平均冲击力减小。故选A。
考点4 动量守恒定律及其应用
1.(2025·江西·高考真题)如图所示,在竖直平面内一轻质弹力绳的一端固定于P点,另一端经光滑孔钉Q连接质量为m的小球A,该球穿过与水平直杆(足够长)成角的直杆,两杆平滑连接。点P、Q和O在同一竖直线上,间距为弹力绳原长。将小球A拉至与Q等高的位置由静止释放。当小球A首次运动到斜杆底端O点后,在水平方向与穿在直杆且静止于O点、质量为的小球B发生弹性碰撞。小球A、B与杆间的动摩擦因数均为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹力绳始终在弹性限度内且满足胡克定律,劲度系数为k,其弹性势能与伸长量x的关系为。已知重力加速度为g,间距为。
(1)求小球A下滑过程中滑动摩擦力的大小;
(2)若从碰撞后开始计时,小球A第一次上滑过程中离O点的距离x与时间t关系为(为常数),求小球A第一次速度为零时,小球B与O点的距离。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 如图所示 以点为坐标原点,沿倾斜直杆ON向上为x轴正方向建立坐标系。任意选取小球A下滑过程中的某一位置,设此时弹力绳的伸长量为,小球A受到的滑动摩擦力为,小球A对倾斜直杆的压力为,小球A所受弹力绳的拉力为F,弹力绳与倾斜直杆的夹角为,孔钉Q到倾斜直杆的距离为。设对小球A进行受力分析,可知,,由几何关系可得联立解得
(2) 设小球A下滑到斜杆底端点时的速度为,小球由静止释放运动到点的过程中,由动能定理可得可得由小球A、B发生弹性碰撞后瞬间的速度分别为、,由动量守恒定律和能量守恒定律有,解得,由,可知小球A上滑过程做简谐运动,小球A第一次速度为零时,距离达到最大值,则有解得小球B碰撞后开始在直杆OM上做匀减速运动,加速度为,设小球B速度减为0所经历的时间为,则因,则小球A在碰撞后第一次速度为零时,小球B与点的距离为,则有联立解得
模拟题精选
1.(2026·江西宜春·模拟考试)(多选)新能源汽车的能量回收过程,简单来说,就是将车辆减速或滑行时的“动能”,转化为电能存回电池的过程。当新能源车辆处在某下坡路段时松开油门,仪表盘PWR(功率输出)会显示为负值,即能源回收过程,发现速度依然在增大,此下坡过程以下说法正确的是( )
A. 过程中汽车的机械能依然守恒
B. 过程中汽车重力势能减少量一定大于克服摩擦力做的功
C. 过程中合外力对汽车做功一定等于汽车动能的变化量
D. 若中途关闭能源回收系统,汽车下滑的全过程中加速度一直不变
【答案】BC
【详解】A.存在动能回收即机械能转化为电能,且存在克服摩擦力做功,故机械能不守恒,故A错误;B.依然还在加速,故下滑分力大于摩擦阻力,故重力势能减少量一定大于克服摩擦力做的功,故B正确;C.虽然存在动能回收,但仍然满足动能定理,即合外力对汽车做功一定等于汽车动能的变化量,故C正确;D.若关闭能源回收系统,下滑相同距离动能增量更大,即速度增量更大,则加速度必然更大,故D错误。故选BC。
2.(2026·江西上饶·二模)U23亚洲杯比赛中,某次足球在重力和空气阻力作用下的运动轨迹如图所示,质量为的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3,在空中达到最高点2离水平地面的高度为。重力加速度为g,则足球( )
A. 从1到2机械能减少
B. 从1到2动能减少
C. 从2到3机械能增加
D. 从2到3动能增加
【答案】A
【详解】AC.因为存在空气阻力,且足球在空中运动过程中空气阻力一直做负功,故足球在空中运动过程中机械能一直减小,故A正确,C错误;B.从1到2有空气阻力做功,重力势能增加量小于动能减少量,即动能减少量大于,故B错误;D.从2到3有空气阻力做功,重力势能减小量大于动能增加量,即动能增加量小于,故D错误。故选A。
3.(2026·吉安市第一中学·二模)如图所示,半径为R、粗细均匀的光滑圆环固定在竖直面内,一个质量为m的小球套在圆环上可自由滑动。橡皮筋一端与小球连接,另一端固定在O2点,O2在圆环圆心O1正上方。将小球拉至A点,此时橡皮筋处于伸长状态,且刚好与圆环相切,O1A与竖直方向夹角为θ=60°,C为圆环最高点,B为AC段圆环的中点。将小球由A点静止释放,小球运动到B点时橡皮筋处于原长,小球恰好能到达C点,重力加速度为g,橡皮筋在弹性限度内,则下列判断正确的是( )
A. 小球运动到C点时对圆环的作用力恰好为零
B. 小球运动到B点时速度最大
C. 小球运动到B点时的加速度大小为
D. 小球开始运动时橡皮筋具有的弹性势能为
【答案】D
【详解】A.小球运动到B点时橡皮筋处于原长,则BC段橡皮筋处于松弛状态,小球运动到C点时速度为零,小球只受重力和圆环的弹力,有可得FN=-mg负号表示圆环对小球的作用力方向竖直向上,方向竖直向下,故A错误;B.小球从A到B过程,橡皮筋弹力与重力的合力先做正功,后做负功,速度先增大后减小,故B错误;C.小球运动到B点时,沿切线方向加速度大小为小球沿半径方向加速度不为零,因此合加速度大于,故C错误;D.由题可知B点时橡皮筋处于原长,AB段橡皮筋伸长,BC段橡皮筋松弛无弹力,根据机械能守恒,小球开始运动时橡皮筋具有的弹性势能为故D正确。故选D。
4.(2026·江西丰城中学·一模)(多选)如图所示,图(a)中长木板Q静止于粗糙水平地面上,其形状为“L”形,小滑块P以的初速度滑上木板,时与长木板Q相撞并粘在一起。已知小滑块的质量为且两者运动的图像如图(b)所示。重力加速度大小g取,则( )
A. Q的质量为
B. 地面与木板之间的动摩擦因数为
C. 由于碰撞系统损失的机械能为
D. 时木板速度恰好为零
【答案】AC
【详解】A.设P的质量为,Q的质量为M,碰撞中系统动量守恒定律根据图像可知,,,解得,A正确;B.设P与Q之间的动摩擦因数为,Q与地面之间的动摩擦因数为,根据图像可知,0-2s内P与Q的加速度分别为,对P、Q分别受力分析,根据牛顿第二定律,解得,B错误;C.由于碰撞系统损失的机械能为代入数据解得,C正确;D.对碰撞后整体受力分析,由动量定理得解得因此木板速度恰好为零的时刻为,D错误。故选AC。
5.(2026·江西新余·一模)如图,水平传送带以恒定速度顺时针转动,传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将质量为的小物块轻放在传送带左端,与传送带之间的动摩擦因数为,在接触弹簧前速度已达到与弹簧接触后继续运动,弹簧的最大形变量为,设P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则从接触弹簧到第一次运动到最右端过程中(已知重力加速度为g)( )
A. 传送带多消耗的电能小于
B. 摩擦力对先做正功再做负功
C. 的速度不断减小
D. 的加速度逐渐增大
【答案】A
【详解】A.对传送带进行分析,令P从接触弹簧到第一次运动到最右端过程经历时间为,则传送带的位移为由于物块先向右做匀速直线运动,后向右做加速度增大的减速直线运动,则有即有结合上述可知,小物块刚接触弹簧时,弹簧的弹力小于最大静摩擦力,物块仍然向右做匀速直线运动,速度不变,当弹簧弹力等于最大静摩擦力之后,小物块才开始做减速运动,则传送带所受摩擦力的平均值根据功能关系,传送带多消耗的电能为A正确;B.P从接触弹簧到第一次运动到最右端过程中,物块先向右做匀速直线运动,后向右做减速直线运动,传送带对物块的摩擦力方向一直向右,即摩擦力对P一直做正功,B错误;C.小物块刚接触弹簧时,弹簧的弹力小于最大静摩擦力,物块仍然向右做匀速直线运动,速度不变,当弹簧弹力等于最大静摩擦力之后,小物块才开始做减速运动,C错误;D.小物块刚接触弹簧时,弹簧的弹力小于最大静摩擦力,物块仍然向右做匀速直线运动,速度不变,加速度为零,当弹簧弹力等于最大静摩擦力之后,小物块才开始做加速度增大的减速运动,D错误。故选A。
6.(2026·江西九江·一模)A、B两物体的质量之比,它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其图像如图所示。此过程中,A、B两物体受到的摩擦力做的功之比与A、B两物体受到的摩擦力之比分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】A
【详解】由分析可知,A、B两物体所受的合外力都是摩擦力,则分别对A、B两物体列动能定理方程有,联立解得A、B两物体受到的摩擦力做的功之比为图像斜率的绝对值表示加速度的大小,则由可得根据牛顿第二定律有,联立解得A、B两物体受到的摩擦力之比为故选A。
7.(2026·江西萍乡·二模)萍乡市上栗县是“中国烟花爆竹之乡”,现有上栗县生产的某烟花筒,结构如图1所示。其工作原理为:点燃引线,引燃发射药燃烧发生爆炸,礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线,当礼花弹到最高点时,延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分,速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。不计空气阻力,则( )
A. 炸开后a、b处于最高点时,a、b两部分的动能之比为1∶3
B. 炸开后a、b处于最高点时,a、b两部分的动量大小之比为1∶3
C. 从炸开到两部分落地的过程中,a、b两部分所受重力的冲量之比为3∶2
D. a、b两部分落地时的重力功率之比为1∶2
【答案】A
【详解】AB.a、b两部分水平方向做匀速运动,水平位移之比,竖直高度相等根据可得运动时间相等根据可得水平速度大小之比等于水平位移大小之比,即a、b两部分在最高点炸裂时,由动量守恒可得根据动量与动能关系可得,故A正确,B错误;C.根据可得a、b两部分所受重力的冲量之比,故C错误;D.根据功率公式二者的竖直速度大小相等,可得a、b落地时的重力功率之比等于质量之比,即,故D错误。故选A。
8.(2026·江西南昌·二模)(多选)南昌“超万吨级智能回转塔机”在完成高空强风环境测试后,开展额定功率标定实验。实验中,该塔机以额定功率竖直向上提升质量为的重型构件,空气阻力大小恒为且始终不变。当构件速度达到最大值时,塔机牵引力恰好等于阻力与重力的合力;若塔机先由静止开始以恒定加速度做匀加速提升,匀加速至时刻达到该额定功率,重力加速度为,不计其他阻力。下列说法正确的有( )
A. 该额定功率
B. 时间内,构件的重力做功为
C. 塔机匀加速提升的最大速度为
D. 从开始到时刻,牵引力做的功为
【答案】CD
【详解】A.当构件速度最大时,牵引力塔机的额定功率满足,故A错误;B.时间内,构件做匀加速运动,上升的位移构件重力做功为,故B错误;C.构件匀加速阶段,由牛顿第二定律可知,牵引力的大小满足解得匀加速至时刻达到该额定功率,此时构件的速度塔机的额定功率又联立解得塔机匀加速提升的最大速度,故C正确;D.从开始到时刻,由动能定理可知牵引力做的功满足解得,故D正确。故选CD。
9.(2026·江西·临门一练)(多选)如图所示,一劲度系数k=20N/m的轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑固定斜面底端,弹簧上端连接物块Q。一轻绳跨过轻小定滑轮O,一端与物块Q连接,另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接,定滑轮到竖直杆的距离d=0.3m。已知物块P的质量m1=0.4kg,物块Q的质量m2=0.5kg,两物块均可视为质点。初始时物块P在A点静止不动,OQ段轻绳与斜面平行,轻绳张力大小FT=5N。不计滑轮大小及摩擦作用,弹簧的弹性势能,其中x为弹簧的形变量,弹簧始终在弹性限度内,取重力加速度大小g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。现将物块P移到与定滑轮O在同一水平线上的B点后由静止释放,下列说法正确的是( )
A. A、B两点间的距离h为0.6m
B. 物块P位于A点时,弹簧的伸长量为0.05m
C. 物块P从B点释放后到达A点时的速度大小为
D. 物块P从B点运动到A点的过程中,克服轻绳拉力所做的功为
【答案】BD
【详解】A.对物块P受力分析,设初始时滑轮左侧的轻绳与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件可得可得由几何关系可知,故A错误;B.物块P位于A点时,对物块Q进行受力分析,有解得弹簧的伸长量,故B正确;C.物块P在B点时,弹簧的压缩量物块P从B点运动到A点的过程中,由能量守恒定律有,解得,故C错误;D.对物块P,根据动能定理有解得,故D正确。故选BD。
10.(2026·江西师范大学附中·学情自测)某研究机构利用力传感器研究蹦床过程。传感器采集了某运动员在一次蹦床过程中对蹦床的压力随时间变化的关系,利用计算机绘制出图像如图所示。运动员视为质点,不考虑空气阻力,重力加速度。则时间内图线与横轴围成的阴影面积约为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据图像判断,运动员的重力运动员在时间段内做竖直上抛运动,离开蹦床时速度在时间内根据动量定理有解得故选C。
11.(2026·江西·联考)假设导弹在高空巡航阶段,短时间内的运行轨道可近似为仅受地球引力作用的匀速圆周运动。由于高空存在稀薄空气阻力,需通过持续喷气对导弹施加一个与速度方向相同的推力,以维持其匀速圆周运动状态。现已知导弹圆周轨道离地高度为,地球半径为,地球表面重力加速度为,轨道处空气平均密度为,导弹垂直于速度方向的横截面积为;空气分子与导弹碰撞后会与导弹共速(碰撞前空气分子速度可视为0)。则该推力的功率为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】万有引力提供向心力:,结合地球表面重力加速度关系解得取时间内与导弹碰撞的空气为研究对象,导弹对空气的作用力为,该部分空气质量,碰撞后空气速度与导弹共速为,由动量定理有解得导弹对空气的作用力根据牛顿第三定律,空气对导弹的阻力根据匀速圆周运动,则推力,功率代入的表达式得,故B正确。故选B。
12.(2026·江西宜春·模拟考试)如图,一质量为的滑块静置在水平面上,滑块的曲面是半径为的四分之一圆弧,圆弧最低点切线沿水平方向。一质量为小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块开始计时,假设经过小球从圆弧最高点冲出滑块,不计一切摩擦,重力加速度为g取。则小球从最低点冲上滑块到刚落回滑块的过程中,滑块的位移是( )
A. 1.63 m
B. 1.73 m
C. 1.83 m
D. 1.93 m
【答案】B
【详解】根据小球和小滑块水平方向动量守恒可得可得在t时间内求和可得可得且可得。当小球运动到最高点时可得,得,,则最终小滑块的位移是故选B。
13.(2026·江西九江·一模)如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹以不同的初速度水平射向木块,设子弹在木块内运动过程中受到的阻力f不变。当木块获得的速度最大时,下列说法正确的是( )
A. 子弹的初速度大小为
B. 子弹在木块中运动的时间为
C. 木块获得的最大动能为
D. 木块在加速过程中运动的距离为
【答案】B
【详解】A.要使木块获得的速度最大,子弹与木块相对运动的时间要最长,此时子弹刚好要击穿木块,设二者共同速度为v,由动量守恒有由能量守恒定律得联立解得,故A错误;B.子弹和木块相互作用过程中合力都为,木块的加速度为由运动学公式可得,故B正确;C.由能量守恒可得木块获得的最大动能,故C错误;D.木块加速过程运动的距离为,故D错误。故选B。
14.(2026·江西师范大学附中·学情自测)(多选)如图(a),劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂薄板A,A静止。带孔薄板B套于弹簧且与弹簧间无摩擦,A、B质量相同,B从A上方h高度处由静止释放,A、B碰撞时间极短,碰后粘在一起下落后速度减为零。以A、B碰撞位置为坐标原点O,竖直向下为正方向建立x轴,A、B整体的重力势能随下落距离x变化图像如图(b)中Ⅰ所示,弹簧的弹性势能随下落距离x变化图像如图(b)中Ⅱ所示,重力加速度为g,则( )
A. 薄板A的质量为
B. 薄板B下落的高度h为3l
C. 碰撞后两薄板的最大速度为
D. 碰撞后两薄板上升的最大高度在O上方l处
【答案】BD
【详解】A.设A、B的质量为,当下落距离为时,系统的重力势能表达式为由图可知,图线I所示斜率的绝对值为解得,故A错误;B.设B与A碰撞前的速度为,根据自由落体运动规律可知解得由于A、B碰撞过程动量守恒,则有解得碰后A、B的动能对两薄板从碰后到最低点,由能量守恒可得结合图像可知,,,解得又因为联立解得,故B正确;C.碰后的最大速度处加速度为0,即可得碰后最大速度对应的弹簧伸长量为所以最大速度在A、B碰撞后下落处,从A、B碰后到最大速度时由动能定理可得解得,故C错误;D.由C可知,简谐运动的平衡位置在处,系统的最低点在处,因此该简谐运动的振幅为根据简谐运动的对称性,系统向回反弹所能达到的最高点应位于平衡位置上方一个振幅处,即位置坐标为在上方处,故D正确。故选BD.
15.(2026·江西师范大学附中·学情自测)(多选)中国铁路运营总里程突破16.2万公里,其中高铁运营里程达4.8万公里。在动车技术方面也有重大突破,复兴号动车已率先实现自动驾驶速度突破530 km/h。已知动车由静止开始沿水平直线轨道以恒定的加速度启动,经时间t达到额定功率P时,动车的速度为v,然后动车保持额定功率不变,再经过0.6 t,可近似认为达到最大速度。已知,假设全程阻力大小恒定,则下列说法正确的是( )
A. 内动车的平均速度为
B. 动车的质量为
C. 内动车克服阻力做功为
D. 牵引力在内的冲量为
【答案】BD
【详解】A.最大速度时牵引力等于阻力,故 动车做匀加速运动到速度 时,牵引力为,由牛顿第二定律得 又 ,解得 。内牵引力做功为内牵引力做功为对 全过程,由动能定理得解得克服阻力做功 。又 ,故 平均速度 ,故A错误;B.由A项分析可知,动车的质量为 ,故B正确;C.由A项分析可知,内动车克服阻力做功为,不是 ,故C错误;D.设 内牵引力的冲量为,由动量定理得 代入 、、,解得 ,故D正确。故选BD。
16.(2026·江西新余·二模)(多选)如图所示为研究斜槽末端小球碰撞时动量是否守恒的实验装置。主要实验步骤如下:
a、将斜槽PQR固定在铁架台上,使槽的末端QR水平;
b、使质量较大的A球从斜槽上某一位置静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹;
c、再把半径相同、质量较小的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从刚才的位置由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹;
d、记录纸上的O点为水平槽末端R在记录纸上的垂直投影,D、E、F为三个落点的平均位置。用刻度尺测量出OD、OE、OF的距离,记为、、,测量A球的质量为,B球的质量为,且。实验中,通过测量小球做平抛运动的水平位移来代替小球的速度。
(1)本实验必须满足的条件是________。
A. 水平槽QR尽量光滑以减小误差
B. 斜槽轨道末端的切线必须水平
C. A球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
(2)图中的落点痕迹D代表________。
A. A球第一次抛出的落地点
B. A球与B球碰撞后,A球的落地点
C. A球与B球碰撞后,B球的落地点
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 。
(4)怎么判断A球与B球的碰撞是不是弹性碰撞? 。
【答案】(1)BC (2)B (3) (4)
【讲解】(1) A.只要A球每次从同一位置滚下,即使水平槽有摩擦,也能保证碰撞前A球速度相同,不需要水平槽一定光滑,故A错误;B.斜槽末端切线水平才能保证小球抛出后做平抛运动,是实验必须条件,故B正确;C.A球每次从同一位置静止滚下,才能保证碰撞前A球速度不变,是必须条件,故C正确。故选BC。
(2) A球碰撞B球后,A球速度减小,平抛水平位移更小;B球被碰撞后速度最大,水平位移最大;未碰撞时A球的水平位移居中。因此距离O点最近的落点D是碰撞后A球的落地点。故选B。
(3) 小球做平抛运动,下落高度相同,运动时间相同,因此速度可用水平位移代替。动量守恒关系得代入,消去得代入化简得
(4) 弹性碰撞满足动能守恒,即整理消去公共项后得代入化简得 ,满足该式则为弹性碰撞。
17.(2026·江西·质量检测)某实验小组利用图甲所示装置测量当地重力加速度。用轻绳一端系住直径为的小球,另一端固定在铁架台上点,已知点到小球球心的距离为,在点正下方固定一个光电门,小球运动至最低点时光电门能够记录下小球的遮光时间。实验时,将小球拉起至轻绳和竖直方向夹角为处,由静止释放小球,小球摆至最低点时光电门光线正好射向小球球心,小球的遮光宽度可近似为,光电门记录小球的遮光时间为,试回答以下问题。
(1)用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示,则小球的直径 。
(2)小球从释放位置运动至最低点时的速度为 (用题中相关物理量的字母表示)。
(3)多次改变(始终小于)的数值,重复以上实验过程并测量对应的得到随变化的关系图线如图丙所示,该图线斜率的绝对值为,可计算得重力加速度 (用、和表示)。
【答案】(1)12.25 (2) (3)
【讲解】(1) 由图乙可知,小球的直径为
(2) 小球从释放位置运动至最低点时的速度为
(3) 小球下落过程,根据动能定理其中联立,可得由题意可知解得
18.(2026·江西·全真模拟)某小组采用如图甲所示装置探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,部分实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平,导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度为 cm。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,测得释放时遮光条到光电门的距离为x,释放后遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,计算出滑块通过光电门的速度。
(3)从同一位置由静止释放滑块,改变钩码的质量,重复上述步骤。应用图像法处理数据时,为使F随横坐标变化的图像为直线,应选取 (选填“”、“”、“”)为横坐标,该图像的斜率 (用题目中给出的字母来表示)。
【答案】① 0.640 ② ③
【详解】
(1)[1]该游标卡尺为20分度,分度值为0.05mm,则遮光条的宽度为
(3)[2]由图可知滑块受到的合力为F,由功能关系可知滑块通过光电门时的速度大小为联立可得化简可得则应取为横坐标,使F随横坐标变化的图像为直线。[3]根据图像可知,该图像的斜率为
19.(2026·江西丰城中学·一模)如图所示,半径m的圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量kg,上表面与C点等高。质量kg可视为质点的物块在A点以v0=3m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道且沿着轨道下滑,最后在C点以12m/s的速度滑上木板的左端。已知物块与木板间的动摩擦因数,木板与地面之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,m/s2求:
(1)物块在B点时的速度大小和物块刚到达C点时所受支持力大小F;
(2)物块从轨道的B点运动至C点的过程中克服摩擦力所做的功;
(3)若木板足够长,从物块滑上木板开始至木板停下的整个过程中,板块之间产生的摩擦热Q1和木板与地面之间由于摩擦所产生的热量Q2。
【答案】(1)6m/s,19.4N (2)10.5J (3)32J;4J
【讲解】(1) 物块从A到B做平抛运动,在B点分解速度可有解得物块在B点的速度在C点,根据解得F=19.4N
(2) 物块从B点运动到C点过程中,由动能定理有解得物块克服摩擦力做功
(3) 物块滑上木板后做匀减速直线运动,加速度大小为,由牛顿第二定律有木板做匀加速直线运动,加速度大小为a2,由牛顿第二定律有由运动学规律,设经ts物块与木板达到共同速度为,由运动学公式有 解得,物块匀减速直线运动的位移 木板匀加速直线运动的位移 板块之间的相对位移为板块之间产生的摩擦热为当二者达到共速后,假设物块和木板一起运动,对整体由牛顿第二定律有解得物块和木板一起运动加速度大小对物块由牛顿第二定律有则假设成立,即二者达共速后一起做匀减速直线运动至停下,之后板块相对静止一起减速,其共同减速的加速度为则木板(整体)匀减速直线运动的位移为木板和地面之间全程由于摩擦所产生的热量
20.(2026·江西宜春·模拟考试)磁带、随身听是八九十年代中国人挥之不去的记忆。究其原理其实就是磁带上的磁性颗粒在录音时按音乐特点进行排列,当磁头上的线圈掠过磁带上排列不同的磁性颗粒时会产生变化的感应电流,输出美妙的音乐。某小组同学利用此项原理设计探究外力做功与物体动能变化量的关系。
(1)按图甲所示组装电路,将完全相同的两个磁头分别固定在A、B两点,将已录好音的磁带拼接在一段空白磁带上,顶端与磁头A对齐,跨过滑轮连在小车末端,下端用轻质夹子(质量可忽略)悬挂一质量为m的重物。打开传感器开关,调节斜面倾角,轻轻扰动小车直至两传感器显示电流特性均为图线,播放时长为,则此时小车的运动为 。
(2)关闭B连接的传感器,取下重物,将小车由之前同一位置静止释放,得到如图b图像,播放时长为,测得小车质量为M,录音部分磁带长度L,当地重力加速度为,若小车所受合外力做功与其动能变化相等,应满足 。(用题目所给的物理量写出表达式)
(3)此实验中小车所受摩擦力 (填“会”、“不会”)对实验结果存在影响。请简述你的理由 。
【答案】(1)匀速直线运动 (2) (3)① 不会 ② 根据之前匀速直线运动时系统受力平衡,去掉m后小车所受合外力应为物块重力mg,与摩擦力无关
【讲解】(1) 若两磁头显示出的电流曲线一致,即速度未发生变化,即匀速直线运动。
(2) 撤掉m后,小车合外力做功为mgL,末速度可用求出,则有
(3) 根据之前匀速直线运动时系统受力平衡,去掉m后小车所受合外力应为物块重力mg,与摩擦力无关,故此实验中小车所受摩擦力不会对实验结果存在影响。
21.(2026·江西九江·二模)某科创小组利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置,用以探究机械能守恒定律,以及加速度与力、质量的关系。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平,在导轨左侧处固定一光电门,将轻绳一端固定在点,另一端与滑块相连,滑块上安装遮光条,并且可以增加砝码以改变其质量,在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵,将滑块从导轨右侧处由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间以及和之间的距离。已知重物的质量为m,遮光条的宽度为d,重力加速度为g,滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示,遮光条通过光电门的时间用t表示,和之间的距离用L表示。
(1)若某次实验中遮光条挡光时间为,此时滑块的速度为 。
(2)该小组探究系统机械能守恒定律时,使滑块总质量保持为不变,改变L进行若干次实验,根据实验数据画出的图线是图乙中的 (选填“A”或“B”),图线斜率 (用所给的字母表示)。
(3)该小组探究加速度与力、质量的关系时,保持L不变,改变滑块M进行了若干次实验,根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的直线,其纵轴为滑块M的加速度a,经测量其斜率恰为重力加速度g,则该图线的横轴为 (用所给的字母表示),若气垫导轨未调整水平,滑块M加速度的测量值 。
【答案】(1) (2)① A ② (3)① ② 若气垫导轨左低右高,滑块M加速度的测量值偏大;若气垫导轨左高右低,滑块M加速度的测量值偏小。
【讲解】(1) 此时滑块的速度为
(2) [1]由系统机械能守恒有变形得画出的图线是图乙中的A[2] 图线斜率
(3) [1] 设绳的张力为F,由牛顿第二定律对重物对滑块联立解得则该图线的横轴为[2]略。
22.(2026·江西萍乡·二模)如图所示,在倾角的斜面上固定一个足够长的圆管,一质量为m的薄圆柱体静止在管口处。一质量为m直径略小于圆管内径的光滑小球以初速度,进入圆管并与圆柱体发生弹性碰撞。圆柱体受到撞击后向下滑动,下滑过程中受到圆管对它的滑动摩擦力大小等于圆柱体重力的0.6倍,圆柱体始终垂直管壁。不计其他阻力,重力加速度,,。求:
(1)第一次碰撞后瞬间,小球和圆柱体的速度大小;
(2)小球从进入管内到第三次与圆柱体发生碰撞过程中的位移大小。
【答案】(1)0, (2)25m
【讲解】(1) 圆柱体与光滑小球发生弹性碰撞时系统动量守恒,有过程中机械能也守恒,有可解得第一次碰撞后瞬间,小球的速度为圆柱体的速度为
(2) 根据第1小问计算,圆柱体与小球发生弹性碰撞后,二者速度交换。碰后光滑小球在管中做匀变速直线运动,具有沿斜面向下的加速度,对圆柱体沿斜面方向上受力分析,有说明每次碰撞后圆柱体都做匀速直线运动;设第一次碰撞后到第二次碰撞前所用的时间为,圆柱体运动的位移为,有可解得,第二次碰撞前小球的速度为小球与圆柱体第二次发生弹性碰撞后,再次速度交换,小球的速度为圆柱体的速度为再经过时间二者第三次碰撞,有解得这个过程圆柱体运动的位移为故小球从进入管内到第三次与圆柱体发生碰撞所位移为
23.(2026·江西新余·二模)新余彩色村某游乐设施的竖直截面如图所示。光滑水平地面上放置一质量为的长木板A,其中心恰位于O点正下方,质量为的物体B穿在一水平光滑轨道上,并固定于O点。在物体B上系一长为l、不可伸长的轻绳。一质量为的游客站在平台边缘,抓紧绳子另一端,由静止开始向下运动,到最低点时释放轻绳滑上长木板,且恰好未滑出长木板。已知游客和物体B均可视为质点,O点到长木板上表面的高度为l。已知:,,,,游客与长木板间的动摩擦因数,开始时轻绳与水平方向夹角,。
(1)求在最低点时,轻绳对游客的拉力F大小;
(2)求长木板A的长度d;
(3)若固定长木板A,解除物体B固定装置,使其可沿光滑轨道自由滑动,保持其它条件不变,游客仍到最低点时释放轻绳滑上长木板,求游客最终停在离木板右端的距离s。
【答案】(1) (2)12m (3)4.08m
【讲解】(1) 由可得又根据得根据牛顿第三定律可知游客对轻绳的拉力大小为。
(2) 由得又根据得
(3) 对游客和物体组成的系统满足水平方向上动量守恒及机械能守恒,即水平方向始终满足得又根据得又由,得游客在长木板上满足得游客最终离长木板右端距离满足得即游客最终离长木板右端4.08m。
24.(2026·江西·联考)如图所示,质量为2 m的细棒a垂直置于光滑水平轨道上,轻绳一端系于细棒中点A,一端连着质量为m的木块b(可看成质点),轻绳拉紧且水平,长度为L,整个系统处于静止状态,重力加速度大小为g,不计空气阻力,现将木块b自由释放。
(1)若细棒固定,求木块b运动至细棒a正下方时的速度大小v0;
(2)若细棒不固定,求木块b运动至细棒a正下方时对轻绳的拉力大小F;
(3)若在A点正下方竖直立着一块挡板,细棒不固定,当轻绳与水平方向成θ=37°角时,轻绳突然断裂,木块b此时处于细棒a的右下方,sin37°=0.6,求木块b在挡板上的撞击点离水平轨道的距离d。
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 由机械能守恒定律得解得
(2) 设木块运动至细棒正下方时速度大小为,细棒速度大小为,由动量守恒定律得根据牛顿第二定律有又解得
(3) 木块向下运动过程中,细棒与木块在水平方向动量守恒,有即又设轻绳断裂瞬间,木块的速度为,木块在竖直方向的分速度为,由机械能守恒定律得其中又轻绳断裂后,木块做斜抛运动,水平方向有竖直方向有又解得
25.(2026·江西师范大学附中·学情自测)如图所示,一倾斜光滑斜面上固定一轻质弹簧,将一质量为的小球A放在弹簧上,外力作用在小球上,将其沿斜面缓慢下压至某一位置静止释放,此时弹性势能为,且释放点离右侧平台的竖直高度为L,小球从斜面飞出后,恰好可以沿水平方向滑上右侧光滑平台上,并与平台右端B球发生弹性碰撞。B球系在长为L的轻绳的一端,轻绳另一端固定在平台末端正下方处的O点,AB发生弹性碰撞后,B球运动至与O点等高的位置时,轻绳恰好处于伸直绷紧状态。之后,小球B运动到O点正下方时,由于轻绳突然断裂,小球脱离轻绳飞出。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略,A,B飞离平台后不接触,求:
(1)小球A滑上平台的速度的大小;
(2)弹性碰撞后小球B飞出时的速度的大小以及小球B的质量;
(3)小球B上轻绳断裂时的拉力T的大小。
【答案】(1) (2), (3)
【讲解】(1) 从静止释放到飞上平台,由机械能守恒得解得
(2) B球碰后做平抛运动,水平方向有竖直方向有解得,A、B弹性碰撞,根据动量守恒得根据机械能守恒得解得
(3) 小球运动到时,水平分速度由于绳子突然绷紧,突变为0,竖直分速度解得小球运动到O点正下方时速度,由机械能守恒得解得此时绳子拉力为T,根据受力分析得拉力与重力的合力充当向心力,即解得
26.(2026·江西·物理测试)如图所示,半径的四分之一光滑圆弧体B放在水平平台上,底端与平台相切并与其左端平齐,质量的小物块A(可视为质点)处于圆弧顶端P点正上方1 m处,质量的小车C停在光滑水平面上,小车C紧靠平台左端,车的上表面与平台平齐。A与C、A与平台之间的动摩擦因数均为,B与平台间无摩擦.重力加速度取。开始时B锁定,将A由静止释放,最终A刚好没滑离小车,求:
(1)A滑到B底端时对B底端的压力大小;
(2)小车C的长度;
(3)若B不锁定,A刚好不能滑上小车,求B的质量。
【答案】(1)50N (2)3m (3)0.25kg
【讲解】(1) A由静止释放到滑到最底端,由动能定理有解得由圆周运动向心力公式有解得F=50 N据牛顿第三定律可知,A对B底端压力大小为50 N。
(2) 地面光滑,A与小车C构成的系统动量守恒,最终共速,有解得由能量守恒定律有解得
(3) 若B不锁定,设B的质量为,A由静止释放到滑到B底端这个过程,A与B构成的系统机械能守恒和在水平方向上动量守恒,有,则有而A离开B底端后向左匀减速,运动到平台左端速度恰好为0。由动能定理有联立解得
27.(2026·江西·联考)如图,一表面粗糙的水平传送带顺时针匀速转动,它的右端与地面平滑相接于点。水平地面上点与点的距离为。点处放有一质量为物块,在其右侧间隔处放有一个与质量相等的物块。现将一质量为的物块轻放在传送带左端点处,经过一段时间后从点滑离传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为,从点滑到点的过程中动能减小了,在点处与发生正碰后又在地面上滑行后停止运动。所有物块均可视为质点,、与地面间的动摩擦因数相同,与地面的动摩擦因数为与地面的动摩擦因数的一半,且物块间的碰撞均为弹性碰撞,重力加速度大小取。求:
(1)物块与地面间的动摩擦因数;
(2)传送带上、两点间最小距离;
(3)物块最终停在距离点多远处。
【答案】(1)0.2 (2)8m (3)
【讲解】(1) 由于P物块从O滑到A点的过程中根据动能定理则有解得
(2) 由于物块P的质量m小于物块的质量M,且物块间发生弹性碰撞,所以P与碰撞后速度反向。设P运动到A点时速度为v,碰撞后P的速度大小为v1,的速度为v2。由于碰撞后P在地面上滑行s=1m后停止运动,根据动能定理则有 解得以碰撞前物块P运动的方向为正,由于P与间碰撞为弹性碰撞,则有根据动量守恒定律可得 根据能量守恒定律可得联立解得,设物块P滑至O点时速度为v0,则有解得当物块P在传送带上一直加速运动到O点速度恰好为v0时,B、O两点间距离最小。根据动能定理则有解得
(3) 碰后以滑行由运动学规律可得解得与质量相同,发生弹性碰撞后速度交换,故碰后的速度为,设滑行的距离为,则有故末位置与点的距离为
28.(2026·江西·临门一练)如图所示,长度的水平传送带以的速度顺时针运转,传送带的左端与水平粗糙轨道平滑连接,在水平轨道上固定有半径的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端与水平轨道相切,P点为圆弧轨道上的一点,P点与圆心O的连线与竖直方向的夹角。传送带右端与圆弧轨道的左端间的距离,小物块与传送带和水平轨道间动摩擦因数均为,现将质量的小物块轻放于传送带左端,,不计空气阻力。求:
(1)物块A离开传送带时的速度;
(2)物块第1次到P点时对轨道压力;
(3)物块由放上传送带到最终静止在传送带上通过的总路程。
【答案】(1),方向向右 (2),方向斜向右下方与竖直方向成角 (3)
【讲解】(1) 对物块根据牛顿第二定律得解得 假设物块一直匀加速至传送带右端,根据运动规律 解得所以物块在传送带上先加速后匀速,故物块以离开传送带,速度方向向右;
(2) 物块运动到P点,由动能定理得 由牛顿第二定律得 联立解得由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为,方向斜向右下方与竖直方向成角;
(3) 设物块在水平轨道粗糙段的总路程为,根据动能定理则有 解得故物块此后又滑上传送带3次,最后停在水平轨道中点处,根据动能定理及运动学公式有 , , ,则物块在传送带上通过的总路程为
29.(2026·江西新余·一模)如图,快乐冲关游戏可简化为如下物理过程,倾角 的固定斜面AB和光滑水平面BC在B点平滑连接,长为的轻绳一端固定在O点,另一端与小球乙(视为质点)相连,小球乙与水平面BC接触但不挤压,水平传送带CD两端的距离为,左端与水平面平滑连接。质量的物块甲(视为质点)从A点由静止滑下,在水平面BC上与小球乙发生正碰(时间极短)。已知A点距水平面BC的高度,物块甲与斜面AB间的动摩擦因数为、与传送带间的动摩擦因数为 ,重力加速度g大小取, ,求
(1)物块甲运动到B点时,速度的大小;
(2)若物块甲与小球乙发生正碰后瞬间,物块甲的速度大小为1m/s、方向水平向右,且小球乙恰好运动到O点的等高处,则小球乙的质量为多少?
(3)若物块甲以1m/s的速度滑上传送带,传送带以大小为的速度顺时针匀速转动,则物块甲在传送带上运动过程中,请写出传送带多消耗的电能与的关系式。
【答案】(1)4m/s (2)18kg (3)当时;当时
【讲解】(1) 设物块甲在斜面 上运动加速度为,根据牛顿第二定律由运动公式解得
(2) 物块甲与小球乙发生正碰,由动量守恒,物块甲与小球乙发生正碰后,小球乙恰好运动到 点的等高处,根据能量守恒可知,解得
(3) 物块甲在传送带上相对滑动时,根据牛顿第二定律,当物块甲一直在传送带上加速时解得以传送带为研究对象,多消耗的电能等于传送带克服摩擦力做的功;当时,物块甲在传送带上一直加速其中解得当时,物块甲在传送带上先加速后匀速由解得
30.(2026·江西九江·一模)如图,a、b、c三个小球质量分别为3m、2m、m,杆长均为L,地面光滑。甲图中a、c两个小球与轻杆固定连接,乙图中a、b两球与轻杆的一端固定,轻杆另一端通过铰链与c球固定,现c受到扰动。已知重力加速度为g。
(1)甲图中,当c球着地时,求a、c两球的位移大小和速度大小;
(2)乙图中,a、b分别向左右两侧移动,当c球着地时,求a、b、c三球的位移大小和速度大小。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1) 由杆长约束和水平方向动量守恒,有解得,a球位移大小c球位移大小由机械能守恒水平方向动量守恒由约束关系解得(2) 由杆长约束和水平方向动量守恒,有,解得,,a球位移大小b球位移大小c球位移大小由机械能守恒水平方向动量守恒由约束关系解得
31.(2026·吉安市第一中学·二模)如图所示,竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为L的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接。水平轨道右下方存在竖直向下的匀强电场,电场强度。质量为m、电荷量为+q的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为µ=0.5。以水平轨道末端O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向下。弧形轨道PQ的P点坐标为(L,L),Q点在y轴上,重力加速度为g。
(1)若A从倾斜轨道上距x轴高度为L的位置由静止开始下滑,A经过O点时的速度大小;
(2)若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑,经过O点落在弧形轨道PQ上的动能均相同,求PQ的曲线方程;
(3)将质量为9m的不带电小物块B置于O点,A沿倾斜轨道由静止开始下滑,与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。要使A和B均能落在弧形轨道PQ上,且A落在B落点的右侧,求A下滑的初始位置距x轴高度的取值范围。(结果用分数表示)
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 物块A下滑过程,根据动能定理可得解得
(2) A进入电场区域后,受重力mg和电场力qE作用,加速度大小为设平抛初速度为v,下落时间为t,则水平位移为竖直位移为联立可得根据动能定理可得由于P点坐标为(L,L),代入可得
(3) 设A碰撞前速度为v1,AB发生弹性碰撞,则,联立解得,A碰撞后反弹,速度大小为0.8v1,设A再次滑回O点时速度大小v4,则解得设AB落在同一点,对A,有,对B,有,联立解得由于A落在B落点的右侧,则物块A下滑过程,根据动能定理可得解得联立解得A的落点必须在弧形轨道PQ上,则有联立解得则即A下滑的初始位置距x轴高度的取值范围为
32.(2026·江西·阶段性训练)如图所示,四分之一光滑圆弧轨道与水平传送带左端平滑连接,圆弧半径,传送带长为,逆时针匀速转动,传送带到光滑水平地面的高度。一质量为的正方形木板在光滑水平地面上以水平初速度匀速运动,速度方向垂直于圆弧轨道与传送带所在的竖直面。现将一质量为的小物块从圆弧最上端A点无初速度释放,物块落下后恰好打在木板上表面的中心。已知物块与传送带及木板之间的动摩擦因数分别为,,物块始终未落在地面上,重力加速度g取,不计空气阻力及木板的厚度。
(1)求物块刚离开传送带时的速度大小;
(2)若物块与木板每次碰撞时间极短(重力的冲量可忽略),每次碰撞前后物块的竖直方向速度大小减半,方向反向。求:
①物块与木板最终的速度大小;
②物块与木板第1次碰后瞬间,物块沿水平向右方向上的分速度大小。
【答案】(1) (2)①;②
【讲解】(1) 设物块滑上传送带时的初速度为,离开传送带时的速度为,根据动能定理有解得由牛顿第二定律可知,物块在传送带上的加速度大小为由解得
(2) ①物块每次与木板相碰,竖直方向速度减半,水平方向最终趋于共速,令水平向右为x正方向,水平且垂直x方向指向纸面内侧为y轴正方向,由动量守恒定律,方向满足方向满足解得② 以木板为参考系,物块刚落到木板上时,水平面内相对速度碰撞瞬间摩擦力方向与x轴成斜向纸面内侧,竖直方向物块速度满足解得因此碰后瞬间竖直方向速度由动量定理可知物块与木板第一次碰撞过程,z方向满足水平面内x方向满足解得
33.(2026·江西·质量检测)某仓库货物的运转如图所示,一倾角为的固定斜面底端与一传送带的左端在点平滑连接,传送带的右端与半径的四分之一圆弧光滑小车在点平滑连接,斜面和小车均不影响传送带的转动,质量为的工件从斜面的顶端由静止释放,经过点后,滑上沿顺时针方向以的速度匀速转动的传送带,工件运动到点后滑上高质量为的小车。已知工件与斜面之间的动摩擦因数,斜面的长度为,工件与传送带之间及地面间的动摩擦因数分别为和,传送带的水平长度为,工件经过点和点时,忽略其能量的损耗,工件可看成质点,小车与地面之间摩擦力不计,重力加速度,,,求:
(1)工件到达点时的速度大小。
(2)工件与传送带之间因摩擦产生的热量。
(3)若工件上升到最高点时,圆弧轨道突然被锁定,工件落地后不再弹起,可认为工件与地面间的弹力远大于工件重力,工件与地面作用时间极短,则工件落地后前进的距离是多少?
【答案】(1)2m/s (2)10J (3)2.42m
【讲解】(1) 工件从斜面的顶端由静止释放到点过程,根据动能定理可得解得
(2) 由于,可知工件滑上传送带后做加速运动,加速度大小为设工件在传送带上一直做加速运动,根据运动学公式可得解得工件到达端的速度为假设成立。工件从端到端所用时间为工件与传送带发生的相对位移大小为工件与传送带之间因摩擦产生的热量为
(3) 设工件滑上小车后,不能向上滑离小车,工件在小车上能上升的最大高度为,根据系统水平方向动量守恒可得解得根据系统机械能守恒可得解得由于所以工件能向上滑离小车上升到最高点时,已经脱离圆弧轨道,轨道突然被锁定,工件做平抛运动,直至落地,有解得工件落地时竖直方向的速度为竖直方向根据动量定理得水平方向根据动量定理得解得工件落地后继续向前滑动,由解得
34.(2026·江西上饶·二模)某次货物装载的碰撞模拟实验如图所示,光滑水平地面上固定一圆弧斜槽,斜槽由半径为的四分之一光滑圆弧和长度为的粗糙水平面组成,斜槽左侧紧挨着一辆小车,小车质量为,其右端和斜槽末端平滑对接但不粘连,小车左侧足够远处有固定于地面的平台P。平台与车的上表面等高,劲度系数N/m的轻质弹簧左端固定在平台上,右端连接一个轻质粘性板Q(下端光滑),弹簧开始处于压缩状态,压缩量。由轻绳拴接固定。现将一质量为的物块(可视为质点)从斜槽顶端点由静止释放,物块经过点后滑上小车,小车与平台的碰撞时间极短,每次碰撞后小车被反弹,速度大小减为碰撞前的一半,整个过程中物块始终未滑离小车。已知物块与段的动摩擦因数,物块与小车上表面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求:
(1)物块运动到点时的速度大小;
(2)小车与平台第2次碰撞前瞬间,物块与小车右端的距离;
(3)当物块和小车均停下时,物块恰在小车最左端。此时将小车锁住不动,同时剪断轻绳,物块被粘性板Q粘住,经阻尼振动后最终再次停下。弹簧始终处于弹性限度内,求物块阻尼振动的路程以及本次模拟实验全程物块与小车之间产生的摩擦热。
【答案】(1) (2) (3)40m,
【讲解】(1) 物块从点运动到点的过程中,根据动能定理有解得
(2) 物块滑上小车后,设向左为正方向,由于小车左侧足够远,两者在碰平台前达到共同速度,由动量守恒定律得解得此过程中物块相对小车向左滑动的距离为,由能量守恒定律得解得小车与平台第1次碰撞后,速度大小减半并反向,变为,方向向右,此时物块速度仍为,方向向左,此后两者再次达到共同速度,由动量守恒定律得解得方向向左,此阶段物块相对小车继续向左滑动的距离为,由能量守恒定律得解得所以小车与平台第2次碰撞前瞬间,物块与小车右端的距离为
(3) 分析可知,小车与平台第次碰撞前的共同速度为小车在第次碰平台时,系统动能损失量为在小车与平台无数次碰撞过程中,损失在平台上的总机械能为由能量守恒定律可知,在小车与平台多次碰撞直至最终停止的整个阶段,物块与小车之间产生的摩擦热为剪断轻绳后,物块随粘性板在小车上发生阻尼振动,初态弹簧压缩量,初始弹性势能物块与小车间的滑动摩擦力阻尼振动每次经过半个周期,振幅减小量为因初始振幅恰好是的整数倍,故物块最终恰好停在弹簧原长处(),最终弹性势能为零,设阻尼振动的总路程为,由能量守恒定律得解得此振动过程中物块与小车间产生的摩擦热为故本次模拟实验全程,物块与小车之间产生的总摩擦热为
35.(2026·江西·模拟预测)如图所示,固定绝缘斜面的倾角,底端与长度的水平绝缘传送带的左端通过一小段圆弧平滑连接,传送带的右端与足够长的光滑水平轨道平滑连接,质量表面水平的钢槽B静置在水平轨道上,B左、右内壁的间距,质量的滑块C靠在B的右侧内壁上且不粘合。传送带所在区域有电场强度大小,方向水平向右的匀强电场。传送带以大小的速度顺时针匀速运行。质量电荷量的带正电滑块A从斜面上距水平轨道高处由静止释放。A与斜面、A与传送带间的动摩擦因数均为,C与B间的动摩擦因数。取重力加速度大小,,。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短。A、C均视为质点,求:
(1)A在斜面上运动的加速度大小,以及A通过传送带左端时的速度大小;
(2)A在传送带上滑行的过程中,因摩擦产生的热量Q;
(3)B与C最后一次碰撞后瞬间B的速度大小v。
【答案】(1),; (2); (3);
【讲解】(1) 根据牛顿第二定律则有解得根据匀变速直线运动规律有解得
(2) A在传送带上滑行的过程中,受到静电力,摩擦力,根据牛顿第二定律可得解得A在传送带上做匀加速直线运动则有传送带的位移为则滑块A与传送带的相对位移为A在传送带上滑行的过程中,因摩擦产生的热量联立解得
(3) A与B碰撞前,则有解得A与B碰撞,因为质量相等弹性碰撞,所以A静止,B获得速度BC最后共速时,根据动量守恒定律则有根据能量守恒定律,则有摩擦力做功所产生的热量解得所以碰撞12次以后,C往左运动时速度为,B往右运动时速度为,C在相对于B往左运动后共速,根据动量守恒定律则有根据能量守恒定律则有解得
36.(2026·江西·联考)如图所示,绝缘水平地面上O点左侧光滑,放有可视为质点的A、B两个物体,A和B的质量都为1kg,A物体带负电,带电量为C;B绝缘不带电。在B的左侧,有一表面光滑,质量为2kg,半径为1 m的四分之一圆弧轨道C静止放于地面上,轨道末端与地面相切。O点右侧粗糙,动摩擦因数,以O为原点建立向右为正方向的一维坐标系。现给A一水平向左、大小为 m/s的初速度,随后A、B发生弹性正碰,碰撞过程中A的电荷量不变。重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)B物体滑上C轨道时离地的最大高度;
(2)若B刚滑上C到运动至最高点过程历时s,求这一过程中C的对地位移大小;
(3)经过B与A第二次弹性正碰,A开始向右运动,当物体A运动到O点位置瞬间,开始计时。同时在O点右侧空间加上一范围足够大的电场,电场强度大小E=x (V/m)(x为相对原点O的位置坐标),电场的正方向与x轴正方向相同。经过时间t0,A物体速度第一次减为0,求此时A的坐标和2t0时刻A的坐标?
【答案】(1) (2) (3),
【讲解】(1) A、B弹性正碰,满足动量守恒和动能守恒,且,发生速度交换,碰后,方向向左,B、C组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒,当滑到最高点时,B、C水平方向共速,系统水平方向动量守恒 代入数据得方向向左。BC作用过程机械能守恒得
(2) 由第一问知,B滑上圆弧最高点时,可得到B、C水平方向的相对位移 由动量守恒得 又 联立方程得
(3) ① 当B滑离C时,B、C的速度为、,动量守恒机械能守恒解得B滑离C的速度 方向向右,随后B与A发生弹性正碰,质量相等,发生速度交换,碰后A的速度物体A滑到O处后,受到电场力和摩擦力。设滑到D点速度第一次减到0,位移为。由动能定理 其中,得,所以A物体第一次速度减为0时的坐标为 ②A物体由O向右运动到最远点D的这一过程,可看作简谐运动的一部分,平衡位置满足得即平衡位置坐标为该简谐运动的振幅为 则在时间内,A物体由O点(振幅)到D点(简谐运动的最大位移处),当A物体由D点向左返回时,可看成另一个简谐运动,平衡位置满足得,即平衡位置坐标为所以简谐运动的振幅由于两次简谐运动的比例系数相同,周期不变,根据对称性:内物体要从D点(简谐运动的最大位移处)到振幅处, 所以时,物体的位置为故时,A物体的坐标为
37.(2026·江西南昌·一模)如图所示,倾角为的斜面足够长,斜面上静止着2025个完全相同的物块,物块质量均为,相邻物块间的距离均为,在物块上方处有一个光滑小球,小球质量,将其从左到右依次编号,光滑小球与斜面间的摩擦忽略不计,物块与斜面间的动摩擦因数为。现将小球由静止释放,题中所有物体之间的碰撞均可视为弹性正碰(已知重力加速度为,不计空气阻力,碰撞时间忽略不计,小球及物块大小忽略不计)。求:
(1)1号小球与2号物块第一次碰撞后,两者的速度大小;
(2)1号小球与2号物块在第一次碰撞中对2号物块所做的功及小球以后每次与2号物块碰撞前瞬间的速度表达式大小;
(3)若1号小球与2号物块最后一次碰撞后,小球与2号物块距离最远时,对小球施加一方向平行斜面向上,大小的恒力,求最终小球和2026号物块间的距离及与第号物块间的距离表达式。
【答案】(1), (2), (3),
【讲解】(1) 1号小球与斜面间光滑,小球在斜面上运动时所受合外力为,根据动能定理有可得1号小球与2号物块碰撞前速度碰撞后根据动量守恒及能量守恒可得整理得小球1的速度为物块2的速度为
(2) 在此过程中,小球1对物块2做功小球1对物块2冲量因物块即第一次碰撞后物块2所受合外力为0,做匀速直线运动沿斜面下滑,碰撞物块3,又因物块质量均相等,故发生速度交换,物块2停止,物块3以碰撞物块4,再次速度交换,以此类推,直至物块2025与2026碰撞,物块2026以匀速直线运动离开;第一次碰撞后小球1沿斜面下滑距离,根据动能定理有可得再次与物块2发生碰撞,由此可知,每次碰撞后,小球1均下滑距离,速度由恢复至再次与物块2发生碰撞,并周期性重复;小球1对物块2做功小球以后每次与2号物块碰撞前瞬间的速度表达式始终为
(3) 至最后一次碰撞后,物块2开始以匀速直线向前运动,小球在下滑力作用下由开始匀加速直线运动,至两物体距离最远时(即两物体速度相等,均为时),对小球施加一方向平行斜面向上,大小的恒力,则此后小球所受合外力也为0,小球亦开始匀速运动,至此,所有物体共速,物体间距离不再变化。系统从首碰后(开始计时)至共速,小球1运动的位移为,小球1运动的时间为,根据动能定理有可得根据动量定理有可得设物块2速度交换传递至物块2026的时间(即从开始计时至2026开始匀速运动的时间)为,则有小球1与物块2026之间的初始距离为小球1与物块2026之间的最终距离为小球1与物块2碰后,运动距离并再次相碰的时间间隔为,则有可得从开始计时至2025开始匀速运动的时间为从开始计时至2024开始匀速运动的时间为……即每个物块相较后一个物块晚时间开始匀速运动,此时后一个物块已匀速运动的距离为,即间距为故小球1和物块2025间距故小球1和物块2024间距……故小球1和物块间距
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$函学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
专题06机械能守恒动量守恒
@
考点1功与功率
1.【答案】D
2.【答案】B
考点2功能关系能量守恒定律
1.【答案】(1)①1
②适当向右移动光电门1
(2)①1.01
③
3.98
(3)①守恒
②4V-H,图像的斜率为k=2g即可证明滑块在下滑过程中机械
能守恒。
考点3动量和动量定理
1.【答案】A
@
考点4动量守恒定律及其应用
1.【答案】(1)f=2mg
(2)
一
年模拟练测园
模拟题精选
1/4
可学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
1.【答案】BC
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】AC
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】A
8.【答案】CD
9.【答案】BD
10.【答案】C
11.【答案】B
12.【答案】B
13.【答案】B
14.【答案】BD
15.【答案】BD
16.【答案】(1)BC
(2)B
(3)3X2=3X1+x
(43X=3x+x号
2/4
可学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
17.【答案】(1)12.25
(2)
d
kd2
△t
(3)
21
18.【答案】①0.640
②
1
③Md
2x
19.【答案】(1)6m/s,19.4N
(2)10.5J
(3)32J:4J
20.【答案】(1)匀速直线运动
(2)mgL=I
2L
12
(3)①不会
②
2t2
根据之前匀速直线运动时系统受力平衡,去掉m后小车所受合外力应为物块重力g,与摩擦力无关
21.【答案】(1)d
(2)①A
②4mg
(3)①2m
t
4Mod2+md2
m+4M
②若气垫导轨左低右高,滑块M加速度的测量值偏大:若气垫导轨左高右低,滑块M加速度的测
量值偏小。
22.【答案】(1)0,5m/s
(2)25m
23.【答案】(1)900N
(2)12m
(3)4.08m
24.【答案】(1)v。=V▣
4379L
(2)F=4mg
(3)d=
1080
2点【容案】,9
叵
(2)VB=
me=m
(3)T=
13mg
3
26.【答案】(1)50N
(2)3m
(3)0.25kg
27.【答案】(1)0.2
(2)8m
(3)13.25m
28.【答案】(1)vo=3m/s,方向向右
②)F叹N,方向斜向右下方与竖直方向成
3/4
可学科网
www.zxxk.com
让教与学更高效
37口°角
(3)x=8.8m
29.【答案】(1)4m/s
(2)18kg
(3)当V1≥9m/s时△E电=240V1:当
1m1s<y,<9m/s时AE电=30vy1-1
30.【答案】(1)
子子:0,如
(2)
5L 7L
L:0,0,
6’6
▣
31.【答案】(1)V▣
(2)x2+4y-5Ly=0
91sh毁
(3)
32.【答案】(1)v,=m口
(2)0v=1m1s:y1=0.550
33.【答案】(1)2m/s
(2)10J
(3)2.42m
34.【答案】(1)12m/s
(2)9.6m
(3)40m,512J
35.【答案】(1)2m/s2,4m/s:
(2)16J:
(3)5.6m/s:
36.【答案】(1)0.4m
2)
30m
(3)1m,
37.【答案】(1)V▣,▣
(2)mgL,v=▣
(3)2025.125L,
dnl-名
4/4
专题06 机械能守恒 动量守恒
3年真题1年模拟
考点分类
江西考情
命题规律
考点1 功与功率
2026江西(1题)、2024江西(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:功率的定义(式)。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点2 功能关系 能量守恒定律
2025江西(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:验证机械能守恒定律。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点3 动量和动量定理
2026江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:用动量定理解释缓冲现象。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点4 动量守恒定律及其应用
2025江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:弹性碰撞:动碰静。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 功与功率
1.(2026·江西·高考真题)某地需设计一额定功率为的水平轴风力发电机。在风速为、空气的密度为、发电机叶片的旋转平面与风向垂直,以及叶片转动形成圆面内的风能有转化为电能的条件下,发电机以额定功率工作。若叶片转速为,则该圆面的直径和叶片尖端的速度分别约为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
2.(2024·江西·高考真题)庐山瀑布“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”瀑布高150m,水流量10m3/s,假设利用瀑布来发电,能量转化效率为70%,则发电功率为( )
A. 109W
B. 107W
C. 105W
D. 103W
考点2 功能关系 能量守恒定律
1.(2025·江西·高考真题)某小组利用气垫导轨、两个光电门、滑块、遮光片等,组成具有一定倾角的导轨装置,研究机械能守恒定律。重力加速度g取。
(1)实验前,应合理安装实验器材。图(a)中光电门 的位置安装不合理,应如何调整 :
(2)实验时,导轨倾斜角的正弦值,光电门1、2相距L。将宽度的遮光片固定于滑块上,从导轨最左端静止释放滑块,分别记录遮光片通过光电门1、2的时间和。移动光电门2的位置改变L,重复实验,所测数据见下表。
…
滑块经过光电门1、2的速度分别为和。当时, ,滑块通过两光电门下降的高度 。(结果保留2位小数)
(3)处理上表数据,并绘制关系曲线(其中),如图(b)所示。根据图(b)中的信息,分析滑块在下滑过程中机械能是否守恒: ,并给出理由: 。
考点3 动量和动量定理
1.(2026·江西·高考真题)在篮球运动中,运动员跳起投篮后竖直落地。设地面对运动员的平均冲击力大小为,冲击力作用的时间为。运动员在触地时往往会主动屈膝下蹲,关于这一动作对和产生的影响,下列选项正确的是( )
A. 增加,减小
B. 增加,增加
C. 减小,减小
D. 减小,增加
考点4 动量守恒定律及其应用
1.(2025·江西·高考真题)如图所示,在竖直平面内一轻质弹力绳的一端固定于P点,另一端经光滑孔钉Q连接质量为m的小球A,该球穿过与水平直杆(足够长)成角的直杆,两杆平滑连接。点P、Q和O在同一竖直线上,间距为弹力绳原长。将小球A拉至与Q等高的位置由静止释放。当小球A首次运动到斜杆底端O点后,在水平方向与穿在直杆且静止于O点、质量为的小球B发生弹性碰撞。小球A、B与杆间的动摩擦因数均为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹力绳始终在弹性限度内且满足胡克定律,劲度系数为k,其弹性势能与伸长量x的关系为。已知重力加速度为g,间距为。
(1)求小球A下滑过程中滑动摩擦力的大小;
(2)若从碰撞后开始计时,小球A第一次上滑过程中离O点的距离x与时间t关系为(为常数),求小球A第一次速度为零时,小球B与O点的距离。
模拟题精选
1.(2026·江西宜春·模拟考试)(多选)新能源汽车的能量回收过程,简单来说,就是将车辆减速或滑行时的“动能”,转化为电能存回电池的过程。当新能源车辆处在某下坡路段时松开油门,仪表盘PWR(功率输出)会显示为负值,即能源回收过程,发现速度依然在增大,此下坡过程以下说法正确的是( )
A. 过程中汽车的机械能依然守恒
B. 过程中汽车重力势能减少量一定大于克服摩擦力做的功
C. 过程中合外力对汽车做功一定等于汽车动能的变化量
D. 若中途关闭能源回收系统,汽车下滑的全过程中加速度一直不变
2.(2026·江西上饶·二模)U23亚洲杯比赛中,某次足球在重力和空气阻力作用下的运动轨迹如图所示,质量为的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3,在空中达到最高点2离水平地面的高度为。重力加速度为g,则足球( )
A. 从1到2机械能减少
B. 从1到2动能减少
C. 从2到3机械能增加
D. 从2到3动能增加
3.(2026·吉安市第一中学·二模)如图所示,半径为R、粗细均匀的光滑圆环固定在竖直面内,一个质量为m的小球套在圆环上可自由滑动。橡皮筋一端与小球连接,另一端固定在O2点,O2在圆环圆心O1正上方。将小球拉至A点,此时橡皮筋处于伸长状态,且刚好与圆环相切,O1A与竖直方向夹角为θ=60°,C为圆环最高点,B为AC段圆环的中点。将小球由A点静止释放,小球运动到B点时橡皮筋处于原长,小球恰好能到达C点,重力加速度为g,橡皮筋在弹性限度内,则下列判断正确的是( )
A. 小球运动到C点时对圆环的作用力恰好为零
B. 小球运动到B点时速度最大
C. 小球运动到B点时的加速度大小为
D. 小球开始运动时橡皮筋具有的弹性势能为
4.(2026·江西丰城中学·一模)(多选)如图所示,图(a)中长木板Q静止于粗糙水平地面上,其形状为“L”形,小滑块P以的初速度滑上木板,时与长木板Q相撞并粘在一起。已知小滑块的质量为且两者运动的图像如图(b)所示。重力加速度大小g取,则( )
A. Q的质量为
B. 地面与木板之间的动摩擦因数为
C. 由于碰撞系统损失的机械能为
D. 时木板速度恰好为零
5.(2026·江西新余·一模)如图,水平传送带以恒定速度顺时针转动,传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将质量为的小物块轻放在传送带左端,与传送带之间的动摩擦因数为,在接触弹簧前速度已达到与弹簧接触后继续运动,弹簧的最大形变量为,设P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则从接触弹簧到第一次运动到最右端过程中(已知重力加速度为g)( )
A. 传送带多消耗的电能小于
B. 摩擦力对先做正功再做负功
C. 的速度不断减小
D. 的加速度逐渐增大
6.(2026·江西九江·一模)A、B两物体的质量之比,它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其图像如图所示。此过程中,A、B两物体受到的摩擦力做的功之比与A、B两物体受到的摩擦力之比分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
7.(2026·江西萍乡·二模)萍乡市上栗县是“中国烟花爆竹之乡”,现有上栗县生产的某烟花筒,结构如图1所示。其工作原理为:点燃引线,引燃发射药燃烧发生爆炸,礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线,当礼花弹到最高点时,延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分,速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。不计空气阻力,则( )
A. 炸开后a、b处于最高点时,a、b两部分的动能之比为1∶3
B. 炸开后a、b处于最高点时,a、b两部分的动量大小之比为1∶3
C. 从炸开到两部分落地的过程中,a、b两部分所受重力的冲量之比为3∶2
D. a、b两部分落地时的重力功率之比为1∶2
8.(2026·江西南昌·二模)(多选)南昌“超万吨级智能回转塔机”在完成高空强风环境测试后,开展额定功率标定实验。实验中,该塔机以额定功率竖直向上提升质量为的重型构件,空气阻力大小恒为且始终不变。当构件速度达到最大值时,塔机牵引力恰好等于阻力与重力的合力;若塔机先由静止开始以恒定加速度做匀加速提升,匀加速至时刻达到该额定功率,重力加速度为,不计其他阻力。下列说法正确的有( )
A. 该额定功率
B. 时间内,构件的重力做功为
C. 塔机匀加速提升的最大速度为
D. 从开始到时刻,牵引力做的功为
9.(2026·江西·临门一练)(多选)如图所示,一劲度系数k=20N/m的轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑固定斜面底端,弹簧上端连接物块Q。一轻绳跨过轻小定滑轮O,一端与物块Q连接,另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接,定滑轮到竖直杆的距离d=0.3m。已知物块P的质量m1=0.4kg,物块Q的质量m2=0.5kg,两物块均可视为质点。初始时物块P在A点静止不动,OQ段轻绳与斜面平行,轻绳张力大小FT=5N。不计滑轮大小及摩擦作用,弹簧的弹性势能,其中x为弹簧的形变量,弹簧始终在弹性限度内,取重力加速度大小g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。现将物块P移到与定滑轮O在同一水平线上的B点后由静止释放,下列说法正确的是( )
A. A、B两点间的距离h为0.6m
B. 物块P位于A点时,弹簧的伸长量为0.05m
C. 物块P从B点释放后到达A点时的速度大小为
D. 物块P从B点运动到A点的过程中,克服轻绳拉力所做的功为
10.(2026·江西师范大学附中·学情自测)某研究机构利用力传感器研究蹦床过程。传感器采集了某运动员在一次蹦床过程中对蹦床的压力随时间变化的关系,利用计算机绘制出图像如图所示。运动员视为质点,不考虑空气阻力,重力加速度。则时间内图线与横轴围成的阴影面积约为( )
A.
B.
C.
D.
11.(2026·江西·联考)假设导弹在高空巡航阶段,短时间内的运行轨道可近似为仅受地球引力作用的匀速圆周运动。由于高空存在稀薄空气阻力,需通过持续喷气对导弹施加一个与速度方向相同的推力,以维持其匀速圆周运动状态。现已知导弹圆周轨道离地高度为,地球半径为,地球表面重力加速度为,轨道处空气平均密度为,导弹垂直于速度方向的横截面积为;空气分子与导弹碰撞后会与导弹共速(碰撞前空气分子速度可视为0)。则该推力的功率为( )
A.
B.
C.
D.
12.(2026·江西宜春·模拟考试)如图,一质量为的滑块静置在水平面上,滑块的曲面是半径为的四分之一圆弧,圆弧最低点切线沿水平方向。一质量为小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块开始计时,假设经过小球从圆弧最高点冲出滑块,不计一切摩擦,重力加速度为g取。则小球从最低点冲上滑块到刚落回滑块的过程中,滑块的位移是( )
A. 1.63 m
B. 1.73 m
C. 1.83 m
D. 1.93 m
13.(2026·江西九江·一模)如图所示,在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块,质量为m的子弹以不同的初速度水平射向木块,设子弹在木块内运动过程中受到的阻力f不变。当木块获得的速度最大时,下列说法正确的是( )
A. 子弹的初速度大小为
B. 子弹在木块中运动的时间为
C. 木块获得的最大动能为
D. 木块在加速过程中运动的距离为
14.(2026·江西师范大学附中·学情自测)(多选)如图(a),劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂薄板A,A静止。带孔薄板B套于弹簧且与弹簧间无摩擦,A、B质量相同,B从A上方h高度处由静止释放,A、B碰撞时间极短,碰后粘在一起下落后速度减为零。以A、B碰撞位置为坐标原点O,竖直向下为正方向建立x轴,A、B整体的重力势能随下落距离x变化图像如图(b)中Ⅰ所示,弹簧的弹性势能随下落距离x变化图像如图(b)中Ⅱ所示,重力加速度为g,则( )
A. 薄板A的质量为
B. 薄板B下落的高度h为3l
C. 碰撞后两薄板的最大速度为
D. 碰撞后两薄板上升的最大高度在O上方l处
15.(2026·江西师范大学附中·学情自测)(多选)中国铁路运营总里程突破16.2万公里,其中高铁运营里程达4.8万公里。在动车技术方面也有重大突破,复兴号动车已率先实现自动驾驶速度突破530 km/h。已知动车由静止开始沿水平直线轨道以恒定的加速度启动,经时间t达到额定功率P时,动车的速度为v,然后动车保持额定功率不变,再经过0.6 t,可近似认为达到最大速度。已知,假设全程阻力大小恒定,则下列说法正确的是( )
A. 内动车的平均速度为
B. 动车的质量为
C. 内动车克服阻力做功为
D. 牵引力在内的冲量为
16.(2026·江西新余·二模)(多选)如图所示为研究斜槽末端小球碰撞时动量是否守恒的实验装置。主要实验步骤如下:
a、将斜槽PQR固定在铁架台上,使槽的末端QR水平;
b、使质量较大的A球从斜槽上某一位置静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹;
c、再把半径相同、质量较小的B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从刚才的位置由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹;
d、记录纸上的O点为水平槽末端R在记录纸上的垂直投影,D、E、F为三个落点的平均位置。用刻度尺测量出OD、OE、OF的距离,记为、、,测量A球的质量为,B球的质量为,且。实验中,通过测量小球做平抛运动的水平位移来代替小球的速度。
(1)本实验必须满足的条件是________。
A. 水平槽QR尽量光滑以减小误差
B. 斜槽轨道末端的切线必须水平
C. A球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
(2)图中的落点痕迹D代表________。
A. A球第一次抛出的落地点
B. A球与B球碰撞后,A球的落地点
C. A球与B球碰撞后,B球的落地点
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 。
(4)怎么判断A球与B球的碰撞是不是弹性碰撞? 。
17.(2026·江西·质量检测)某实验小组利用图甲所示装置测量当地重力加速度。用轻绳一端系住直径为的小球,另一端固定在铁架台上点,已知点到小球球心的距离为,在点正下方固定一个光电门,小球运动至最低点时光电门能够记录下小球的遮光时间。实验时,将小球拉起至轻绳和竖直方向夹角为处,由静止释放小球,小球摆至最低点时光电门光线正好射向小球球心,小球的遮光宽度可近似为,光电门记录小球的遮光时间为,试回答以下问题。
(1)用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示,则小球的直径 。
(2)小球从释放位置运动至最低点时的速度为 (用题中相关物理量的字母表示)。
(3)多次改变(始终小于)的数值,重复以上实验过程并测量对应的得到随变化的关系图线如图丙所示,该图线斜率的绝对值为,可计算得重力加速度 (用、和表示)。
18.(2026·江西·全真模拟)某小组采用如图甲所示装置探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,部分实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平,导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度为 cm。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,测得释放时遮光条到光电门的距离为x,释放后遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,计算出滑块通过光电门的速度。
(3)从同一位置由静止释放滑块,改变钩码的质量,重复上述步骤。应用图像法处理数据时,为使F随横坐标变化的图像为直线,应选取 (选填“”、“”、“”)为横坐标,该图像的斜率 (用题目中给出的字母来表示)。
19.(2026·江西丰城中学·一模)如图所示,半径m的圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量kg,上表面与C点等高。质量kg可视为质点的物块在A点以v0=3m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道且沿着轨道下滑,最后在C点以12m/s的速度滑上木板的左端。已知物块与木板间的动摩擦因数,木板与地面之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,m/s2求:
(1)物块在B点时的速度大小和物块刚到达C点时所受支持力大小F;
(2)物块从轨道的B点运动至C点的过程中克服摩擦力所做的功;
(3)若木板足够长,从物块滑上木板开始至木板停下的整个过程中,板块之间产生的摩擦热Q1和木板与地面之间由于摩擦所产生的热量Q2。
20.(2026·江西宜春·模拟考试)磁带、随身听是八九十年代中国人挥之不去的记忆。究其原理其实就是磁带上的磁性颗粒在录音时按音乐特点进行排列,当磁头上的线圈掠过磁带上排列不同的磁性颗粒时会产生变化的感应电流,输出美妙的音乐。某小组同学利用此项原理设计探究外力做功与物体动能变化量的关系。
(1)按图甲所示组装电路,将完全相同的两个磁头分别固定在A、B两点,将已录好音的磁带拼接在一段空白磁带上,顶端与磁头A对齐,跨过滑轮连在小车末端,下端用轻质夹子(质量可忽略)悬挂一质量为m的重物。打开传感器开关,调节斜面倾角,轻轻扰动小车直至两传感器显示电流特性均为图线,播放时长为,则此时小车的运动为 。
(2)关闭B连接的传感器,取下重物,将小车由之前同一位置静止释放,得到如图b图像,播放时长为,测得小车质量为M,录音部分磁带长度L,当地重力加速度为,若小车所受合外力做功与其动能变化相等,应满足 。(用题目所给的物理量写出表达式)
(3)此实验中小车所受摩擦力 (填“会”、“不会”)对实验结果存在影响。请简述你的理由 。
21.(2026·江西九江·二模)某科创小组利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置,用以探究机械能守恒定律,以及加速度与力、质量的关系。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平,在导轨左侧处固定一光电门,将轻绳一端固定在点,另一端与滑块相连,滑块上安装遮光条,并且可以增加砝码以改变其质量,在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵,将滑块从导轨右侧处由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间以及和之间的距离。已知重物的质量为m,遮光条的宽度为d,重力加速度为g,滑块、遮光条以及砝码的总质量用M表示,遮光条通过光电门的时间用t表示,和之间的距离用L表示。
(1)若某次实验中遮光条挡光时间为,此时滑块的速度为 。
(2)该小组探究系统机械能守恒定律时,使滑块总质量保持为不变,改变L进行若干次实验,根据实验数据画出的图线是图乙中的 (选填“A”或“B”),图线斜率 (用所给的字母表示)。
(3)该小组探究加速度与力、质量的关系时,保持L不变,改变滑块M进行了若干次实验,根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的直线,其纵轴为滑块M的加速度a,经测量其斜率恰为重力加速度g,则该图线的横轴为 (用所给的字母表示),若气垫导轨未调整水平,滑块M加速度的测量值 。
22.(2026·江西萍乡·二模)如图所示,在倾角的斜面上固定一个足够长的圆管,一质量为m的薄圆柱体静止在管口处。一质量为m直径略小于圆管内径的光滑小球以初速度,进入圆管并与圆柱体发生弹性碰撞。圆柱体受到撞击后向下滑动,下滑过程中受到圆管对它的滑动摩擦力大小等于圆柱体重力的0.6倍,圆柱体始终垂直管壁。不计其他阻力,重力加速度,,。求:
(1)第一次碰撞后瞬间,小球和圆柱体的速度大小;
(2)小球从进入管内到第三次与圆柱体发生碰撞过程中的位移大小。
23.(2026·江西新余·二模)新余彩色村某游乐设施的竖直截面如图所示。光滑水平地面上放置一质量为的长木板A,其中心恰位于O点正下方,质量为的物体B穿在一水平光滑轨道上,并固定于O点。在物体B上系一长为l、不可伸长的轻绳。一质量为的游客站在平台边缘,抓紧绳子另一端,由静止开始向下运动,到最低点时释放轻绳滑上长木板,且恰好未滑出长木板。已知游客和物体B均可视为质点,O点到长木板上表面的高度为l。已知:,,,,游客与长木板间的动摩擦因数,开始时轻绳与水平方向夹角,。
(1)求在最低点时,轻绳对游客的拉力F大小;
(2)求长木板A的长度d;
(3)若固定长木板A,解除物体B固定装置,使其可沿光滑轨道自由滑动,保持其它条件不变,游客仍到最低点时释放轻绳滑上长木板,求游客最终停在离木板右端的距离s。
24.(2026·江西·联考)如图所示,质量为2 m的细棒a垂直置于光滑水平轨道上,轻绳一端系于细棒中点A,一端连着质量为m的木块b(可看成质点),轻绳拉紧且水平,长度为L,整个系统处于静止状态,重力加速度大小为g,不计空气阻力,现将木块b自由释放。
(1)若细棒固定,求木块b运动至细棒a正下方时的速度大小v0;
(2)若细棒不固定,求木块b运动至细棒a正下方时对轻绳的拉力大小F;
(3)若在A点正下方竖直立着一块挡板,细棒不固定,当轻绳与水平方向成θ=37°角时,轻绳突然断裂,木块b此时处于细棒a的右下方,sin37°=0.6,求木块b在挡板上的撞击点离水平轨道的距离d。
25.(2026·江西师范大学附中·学情自测)如图所示,一倾斜光滑斜面上固定一轻质弹簧,将一质量为的小球A放在弹簧上,外力作用在小球上,将其沿斜面缓慢下压至某一位置静止释放,此时弹性势能为,且释放点离右侧平台的竖直高度为L,小球从斜面飞出后,恰好可以沿水平方向滑上右侧光滑平台上,并与平台右端B球发生弹性碰撞。B球系在长为L的轻绳的一端,轻绳另一端固定在平台末端正下方处的O点,AB发生弹性碰撞后,B球运动至与O点等高的位置时,轻绳恰好处于伸直绷紧状态。之后,小球B运动到O点正下方时,由于轻绳突然断裂,小球脱离轻绳飞出。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略,A,B飞离平台后不接触,求:
(1)小球A滑上平台的速度的大小;
(2)弹性碰撞后小球B飞出时的速度的大小以及小球B的质量;
(3)小球B上轻绳断裂时的拉力T的大小。
26.(2026·江西·物理测试)如图所示,半径的四分之一光滑圆弧体B放在水平平台上,底端与平台相切并与其左端平齐,质量的小物块A(可视为质点)处于圆弧顶端P点正上方1 m处,质量的小车C停在光滑水平面上,小车C紧靠平台左端,车的上表面与平台平齐。A与C、A与平台之间的动摩擦因数均为,B与平台间无摩擦.重力加速度取。开始时B锁定,将A由静止释放,最终A刚好没滑离小车,求:
(1)A滑到B底端时对B底端的压力大小;
(2)小车C的长度;
(3)若B不锁定,A刚好不能滑上小车,求B的质量。
27.(2026·江西·联考)如图,一表面粗糙的水平传送带顺时针匀速转动,它的右端与地面平滑相接于点。水平地面上点与点的距离为。点处放有一质量为物块,在其右侧间隔处放有一个与质量相等的物块。现将一质量为的物块轻放在传送带左端点处,经过一段时间后从点滑离传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数为,从点滑到点的过程中动能减小了,在点处与发生正碰后又在地面上滑行后停止运动。所有物块均可视为质点,、与地面间的动摩擦因数相同,与地面的动摩擦因数为与地面的动摩擦因数的一半,且物块间的碰撞均为弹性碰撞,重力加速度大小取。求:
(1)物块与地面间的动摩擦因数;
(2)传送带上、两点间最小距离;
(3)物块最终停在距离点多远处。
28.(2026·江西·临门一练)如图所示,长度的水平传送带以的速度顺时针运转,传送带的左端与水平粗糙轨道平滑连接,在水平轨道上固定有半径的光滑圆弧轨道,圆弧轨道底端与水平轨道相切,P点为圆弧轨道上的一点,P点与圆心O的连线与竖直方向的夹角。传送带右端与圆弧轨道的左端间的距离,小物块与传送带和水平轨道间动摩擦因数均为,现将质量的小物块轻放于传送带左端,,不计空气阻力。求:
(1)物块A离开传送带时的速度;
(2)物块第1次到P点时对轨道压力;
(3)物块由放上传送带到最终静止在传送带上通过的总路程。
29.(2026·江西新余·一模)如图,快乐冲关游戏可简化为如下物理过程,倾角 的固定斜面AB和光滑水平面BC在B点平滑连接,长为的轻绳一端固定在O点,另一端与小球乙(视为质点)相连,小球乙与水平面BC接触但不挤压,水平传送带CD两端的距离为,左端与水平面平滑连接。质量的物块甲(视为质点)从A点由静止滑下,在水平面BC上与小球乙发生正碰(时间极短)。已知A点距水平面BC的高度,物块甲与斜面AB间的动摩擦因数为、与传送带间的动摩擦因数为 ,重力加速度g大小取, ,求
(1)物块甲运动到B点时,速度的大小;
(2)若物块甲与小球乙发生正碰后瞬间,物块甲的速度大小为1m/s、方向水平向右,且小球乙恰好运动到O点的等高处,则小球乙的质量为多少?
(3)若物块甲以1m/s的速度滑上传送带,传送带以大小为的速度顺时针匀速转动,则物块甲在传送带上运动过程中,请写出传送带多消耗的电能与的关系式。
30.(2026·江西九江·一模)如图,a、b、c三个小球质量分别为3m、2m、m,杆长均为L,地面光滑。甲图中a、c两个小球与轻杆固定连接,乙图中a、b两球与轻杆的一端固定,轻杆另一端通过铰链与c球固定,现c受到扰动。已知重力加速度为g。
(1)甲图中,当c球着地时,求a、c两球的位移大小和速度大小;
(2)乙图中,a、b分别向左右两侧移动,当c球着地时,求a、b、c三球的位移大小和速度大小。
31.(2026·吉安市第一中学·二模)如图所示,竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为L的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接。水平轨道右下方存在竖直向下的匀强电场,电场强度。质量为m、电荷量为+q的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为µ=0.5。以水平轨道末端O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向下。弧形轨道PQ的P点坐标为(L,L),Q点在y轴上,重力加速度为g。
(1)若A从倾斜轨道上距x轴高度为L的位置由静止开始下滑,A经过O点时的速度大小;
(2)若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑,经过O点落在弧形轨道PQ上的动能均相同,求PQ的曲线方程;
(3)将质量为9m的不带电小物块B置于O点,A沿倾斜轨道由静止开始下滑,与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。要使A和B均能落在弧形轨道PQ上,且A落在B落点的右侧,求A下滑的初始位置距x轴高度的取值范围。(结果用分数表示)
32.(2026·江西·阶段性训练)如图所示,四分之一光滑圆弧轨道与水平传送带左端平滑连接,圆弧半径,传送带长为,逆时针匀速转动,传送带到光滑水平地面的高度。一质量为的正方形木板在光滑水平地面上以水平初速度匀速运动,速度方向垂直于圆弧轨道与传送带所在的竖直面。现将一质量为的小物块从圆弧最上端A点无初速度释放,物块落下后恰好打在木板上表面的中心。已知物块与传送带及木板之间的动摩擦因数分别为,,物块始终未落在地面上,重力加速度g取,不计空气阻力及木板的厚度。
(1)求物块刚离开传送带时的速度大小;
(2)若物块与木板每次碰撞时间极短(重力的冲量可忽略),每次碰撞前后物块的竖直方向速度大小减半,方向反向。求:
①物块与木板最终的速度大小;
②物块与木板第1次碰后瞬间,物块沿水平向右方向上的分速度大小。
33.(2026·江西·质量检测)某仓库货物的运转如图所示,一倾角为的固定斜面底端与一传送带的左端在点平滑连接,传送带的右端与半径的四分之一圆弧光滑小车在点平滑连接,斜面和小车均不影响传送带的转动,质量为的工件从斜面的顶端由静止释放,经过点后,滑上沿顺时针方向以的速度匀速转动的传送带,工件运动到点后滑上高质量为的小车。已知工件与斜面之间的动摩擦因数,斜面的长度为,工件与传送带之间及地面间的动摩擦因数分别为和,传送带的水平长度为,工件经过点和点时,忽略其能量的损耗,工件可看成质点,小车与地面之间摩擦力不计,重力加速度,,,求:
(1)工件到达点时的速度大小。
(2)工件与传送带之间因摩擦产生的热量。
(3)若工件上升到最高点时,圆弧轨道突然被锁定,工件落地后不再弹起,可认为工件与地面间的弹力远大于工件重力,工件与地面作用时间极短,则工件落地后前进的距离是多少?
34.(2026·江西上饶·二模)某次货物装载的碰撞模拟实验如图所示,光滑水平地面上固定一圆弧斜槽,斜槽由半径为的四分之一光滑圆弧和长度为的粗糙水平面组成,斜槽左侧紧挨着一辆小车,小车质量为,其右端和斜槽末端平滑对接但不粘连,小车左侧足够远处有固定于地面的平台P。平台与车的上表面等高,劲度系数N/m的轻质弹簧左端固定在平台上,右端连接一个轻质粘性板Q(下端光滑),弹簧开始处于压缩状态,压缩量。由轻绳拴接固定。现将一质量为的物块(可视为质点)从斜槽顶端点由静止释放,物块经过点后滑上小车,小车与平台的碰撞时间极短,每次碰撞后小车被反弹,速度大小减为碰撞前的一半,整个过程中物块始终未滑离小车。已知物块与段的动摩擦因数,物块与小车上表面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求:
(1)物块运动到点时的速度大小;
(2)小车与平台第2次碰撞前瞬间,物块与小车右端的距离;
(3)当物块和小车均停下时,物块恰在小车最左端。此时将小车锁住不动,同时剪断轻绳,物块被粘性板Q粘住,经阻尼振动后最终再次停下。弹簧始终处于弹性限度内,求物块阻尼振动的路程以及本次模拟实验全程物块与小车之间产生的摩擦热。
35.(2026·江西·模拟预测)如图所示,固定绝缘斜面的倾角,底端与长度的水平绝缘传送带的左端通过一小段圆弧平滑连接,传送带的右端与足够长的光滑水平轨道平滑连接,质量表面水平的钢槽B静置在水平轨道上,B左、右内壁的间距,质量的滑块C靠在B的右侧内壁上且不粘合。传送带所在区域有电场强度大小,方向水平向右的匀强电场。传送带以大小的速度顺时针匀速运行。质量电荷量的带正电滑块A从斜面上距水平轨道高处由静止释放。A与斜面、A与传送带间的动摩擦因数均为,C与B间的动摩擦因数。取重力加速度大小,,。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短。A、C均视为质点,求:
(1)A在斜面上运动的加速度大小,以及A通过传送带左端时的速度大小;
(2)A在传送带上滑行的过程中,因摩擦产生的热量Q;
(3)B与C最后一次碰撞后瞬间B的速度大小v。
36.(2026·江西·联考)如图所示,绝缘水平地面上O点左侧光滑,放有可视为质点的A、B两个物体,A和B的质量都为1kg,A物体带负电,带电量为C;B绝缘不带电。在B的左侧,有一表面光滑,质量为2kg,半径为1 m的四分之一圆弧轨道C静止放于地面上,轨道末端与地面相切。O点右侧粗糙,动摩擦因数,以O为原点建立向右为正方向的一维坐标系。现给A一水平向左、大小为 m/s的初速度,随后A、B发生弹性正碰,碰撞过程中A的电荷量不变。重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)B物体滑上C轨道时离地的最大高度;
(2)若B刚滑上C到运动至最高点过程历时s,求这一过程中C的对地位移大小;
(3)经过B与A第二次弹性正碰,A开始向右运动,当物体A运动到O点位置瞬间,开始计时。同时在O点右侧空间加上一范围足够大的电场,电场强度大小E=x (V/m)(x为相对原点O的位置坐标),电场的正方向与x轴正方向相同。经过时间t0,A物体速度第一次减为0,求此时A的坐标和2t0时刻A的坐标?
37.(2026·江西南昌·一模)如图所示,倾角为的斜面足够长,斜面上静止着2025个完全相同的物块,物块质量均为,相邻物块间的距离均为,在物块上方处有一个光滑小球,小球质量,将其从左到右依次编号,光滑小球与斜面间的摩擦忽略不计,物块与斜面间的动摩擦因数为。现将小球由静止释放,题中所有物体之间的碰撞均可视为弹性正碰(已知重力加速度为,不计空气阻力,碰撞时间忽略不计,小球及物块大小忽略不计)。求:
(1)1号小球与2号物块第一次碰撞后,两者的速度大小;
(2)1号小球与2号物块在第一次碰撞中对2号物块所做的功及小球以后每次与2号物块碰撞前瞬间的速度表达式大小;
(3)若1号小球与2号物块最后一次碰撞后,小球与2号物块距离最远时,对小球施加一方向平行斜面向上,大小的恒力,求最终小球和2026号物块间的距离及与第号物块间的距离表达式。
试卷第1页,共3页
/
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$