北京市2009年高考專(zhuān)題強(qiáng)化訓(xùn)練(二)

動(dòng)量和機(jī)械能

一、選擇題:(每題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確)

1、汽車(chē)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到v0的過(guò)程中的平均速度為v1;若汽車(chē)由靜止開(kāi)始滿(mǎn)功率行駛,速度達(dá)到v0的過(guò)程中的平均速度為v2,且兩次歷時(shí)相同,則(  )

A.v1>v2               B.v1<v2

C.v1=v2               D.條件不足,無(wú)法判斷

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2、如圖所示,A、B兩物體質(zhì)量之比,mA∶mB=3∶2,原來(lái)靜止在平板小車(chē)C上,A、B間有一根被壓縮的彈簧,地面光滑,當(dāng)彈簧突然釋放后,則(    )

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A.若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

B.若A、B與平板車(chē)上表面間的動(dòng)摩迭因數(shù)相同,A、B、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

D.若A、B所受的摩擦力大小相等,AB、C組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒

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3、在距地面高為h,同時(shí)以相等初速V0分別平拋,豎直上拋,豎直下拋一質(zhì)量相等的物體m,當(dāng)它們從拋出到落地時(shí),比較它們的動(dòng)量的增量△P,有(      )

A.平拋過(guò)程較大    B.豎直上拋過(guò)程較大    C.豎直下拋過(guò)程較大   D.三者一樣大

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4、向空中發(fā)射一物體.不計(jì)空氣阻力,當(dāng)物體的速度恰好沿水平方向時(shí),物體炸裂為a,b兩塊.若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來(lái)的方向則 (      )

A.b的速度方向一定與原速度方向相反

B.從炸裂到落地這段時(shí)間里,a飛行的水平距離一定比b的大

C.a(chǎn),b一定同時(shí)到達(dá)地面

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D.炸裂的過(guò)程中,a、b中受到的爆炸力的沖量大小一定相等

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5、如圖所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上,槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊。今讓一小球自左側(cè)槽口A的正上方從靜止開(kāi)始落下,與圓弧槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi),則以下結(jié)論中正確的是:(     )

A.小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,只有重力對(duì)它做功

B.小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,小球與半圓槽在水平方

   向動(dòng)量守恒

C.小球自半圓槽的最低點(diǎn)B向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

D.小球離開(kāi)C點(diǎn)以后,將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。

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6、如圖所示,質(zhì)量均為M的鋁板A和鐵板B分別放在光滑水平地面上.質(zhì)量為mm<M)的同一木塊C,先后以相同的初速度v0從左端滑上AB,最終C相對(duì)于AB都保持相對(duì)靜止.在這兩種情況下(      )

A.C的最終速度相同                                                               

B.C相對(duì)于AB滑行的距離相同

C.AB相對(duì)地面滑動(dòng)的距離相同

D.兩種情況下產(chǎn)生的熱量相等

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7、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提高1m,這時(shí)物體的速度是2m/s,下列說(shuō)法中正確的是(g=10m/s2)(      )

A.手對(duì)物體做功12J           B.合外力對(duì)物體做功2J

C.物體機(jī)械能增加2J          D.物體克服重力做功10J

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8、一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后,在離開(kāi)月球的過(guò)程中,由靜止開(kāi)始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行,先加速運(yùn)動(dòng),再勻速運(yùn)動(dòng),探測(cè)器通過(guò)噴氣而獲得推動(dòng)力.以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是(       )

A.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),沿直線向后噴氣   B.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣            

C.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣     D.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),不需要噴氣

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9、如圖所示,水平傳送帶始終保持恒定速度v運(yùn)動(dòng),傳送帶AB長(zhǎng)為S,把質(zhì)量為m的小物塊輕放在A點(diǎn),物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)小物塊由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,摩擦力對(duì)小物塊做功可能為(      )

A.大于mv2/2   B.大于μmgS   C.小于μmgS   D.等于mv2/2

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10、古有“守株待兔”的寓言。設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力時(shí)即可致死,并設(shè)兔子與樹(shù)樁作用時(shí)間為0.2s,則被撞死的兔子其奔跑速度可能為(g=10m/s2) (     )                                                                  

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A.1m/s       B.1.5m/s     C.2m/s        D.2.5m/s

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11、如圖所示,質(zhì)量相同的兩物體處于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到達(dá)同一水平面,則              (      )

A.重力對(duì)兩物體做的功相同      B.重力的平均功率相同

C.到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率PA<P

D.到達(dá)底端時(shí)兩物的動(dòng)能相同,速度相等

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12、質(zhì)量相同的兩個(gè)物體,分別在地球表面(不計(jì)空氣阻力)和月球表面以相同的初速度豎直上拋.比較兩種情況,下列說(shuō)法中正確的有                (      )

A.物體在地球表面時(shí)的慣性比物體在月球表面時(shí)的慣性大

   B.在上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,它們受到的外力的沖量大小相等

   C.在上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,它們克服重力做的功相等

   D.落回拋出點(diǎn)時(shí),重力做功的瞬時(shí)功率相等

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13、一輕桿下端固定一質(zhì)量為m的小球,上端連在軸上,并可繞軸在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),不計(jì)軸及空氣的阻力.當(dāng)小球在最低點(diǎn)時(shí)受到水平?jīng)_量I0時(shí),剛好能到達(dá)最高點(diǎn).若小球在最低點(diǎn)受到水平?jīng)_量I0不斷增大,則 (      )

A.小球在最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力不斷增大   B.小球在最高點(diǎn)對(duì)桿的作用力先減小后增大

C.小球在最低點(diǎn)對(duì)桿的作用力不斷增大   D.小球在最低點(diǎn)對(duì)桿的作用力先減小后增大

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14、一個(gè)小物塊從斜面底端沖上足夠長(zhǎng)的斜面后,返回到斜面底端。已知小物塊的初動(dòng)能為E,它返回斜面底端的速度大小為V,克服摩擦阻力做功為E/2。若小物塊沖上斜面的初動(dòng)能變?yōu)?E,則有

A.返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為E;       B.返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為3E/2

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C.返回斜面底端時(shí)的速度大小為2V;  D.返回斜面底端時(shí)的速度大小為。

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15、如圖所示,在滑雪場(chǎng)有兩個(gè)坡度不同的滑道AB和AB′分別與水平滑道相連,AB和AB′都可看作斜面,它們與水平滑道之間均可視為平滑相連。甲、乙兩名滑雪者分別乘兩個(gè)完全相同的雪橇從A點(diǎn)由靜止出發(fā)沿AB和AB′滑下,最后都能停在水平滑道上。設(shè)雪橇和滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,滑雪者保持一定姿勢(shì)坐在雪橇上不動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是(  。

 A.甲在B點(diǎn)的速率等于乙在B′點(diǎn)的速率

B.甲在B點(diǎn)的速率大于乙在B′點(diǎn)的速率

C.甲全部滑行過(guò)程的水平位移一定比乙全部滑行過(guò)程的水平位移大

D.甲全部滑行過(guò)程的水平位移一定比乙全部滑行過(guò)程的水平位移小

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二、實(shí)驗(yàn)題:

1、在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某同學(xué)按照正確的操作選得 紙帶如右,其中O是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn). 該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm).

 ⑴這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_____ ,應(yīng)記作_______cm.

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    ⑵該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度,則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_____,而動(dòng)能的增加量為_(kāi)_____,(保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量m). 這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量______動(dòng)能的增加量,原因是            . 

      ⑶另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶,同一組數(shù)據(jù),也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒,不過(guò)他數(shù)了一下,從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起,圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn),因此他用vB=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度,得到動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______        _,這樣驗(yàn)證時(shí)的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_____          動(dòng)能的增加量,

原因是____                                                ______________.

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2、試根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)測(cè)量彈射器彈丸出射初速度的實(shí)驗(yàn)方法。提供實(shí)驗(yàn)器材:彈射器(含彈丸,見(jiàn)示意圖)、鐵架臺(tái)(帶有夾具)、米尺。

(1)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)示意圖。

(2)在安裝彈射器時(shí)應(yīng)注意:               。

(3)實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的量(在示意圖中用字母標(biāo)出):               。

 

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三、計(jì)算題:

1、質(zhì)量為M的小車(chē)靜止在光滑的水平面上,小車(chē)的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如圖所示,小車(chē)被擋板P擋住,質(zhì)量為m的物體從距地面高H處自由下落,然后沿光滑的曲面繼續(xù)下滑,物體落地點(diǎn)與小車(chē)右端距離s0,若撤去擋板P,物體仍從原處自由落下,求物體落地時(shí)落地點(diǎn)與小車(chē)右端距離是多少?

 

 

 

 

 

 

 

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2、如圖所示,質(zhì)量M=4kg的木滑板B靜止放在光滑水平面上,滑板右端固定著一根輕質(zhì)彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離l=0.5m,這段滑板與木塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)µ=0.2;而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑.可視為質(zhì)點(diǎn)小木塊質(zhì)量m=1kg,原來(lái)靜止于滑板的左端,當(dāng)滑板B受水平方向的恒力F=14N作用時(shí)間t后撤去,這時(shí)木塊A恰好到達(dá)彈簧的自由端C處,假設(shè)A、B間的最大靜摩擦力跟滑動(dòng)摩擦力相等,g取10m/s2,試求:

(1)水平恒力F的作用時(shí)間t.

(2)木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能.

 

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3、如圖所示,滑塊A的質(zhì)量m=0.01kg,與水平地面間的動(dòng)摩擦因素μ=0.2,用細(xì)線懸掛的小球質(zhì)量均為m=0.01kg,沿x軸排列,A與第1只小球及相鄰兩小球間距離均為s=2m,線長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2、L3……(圖中只畫(huà)出三只小球,且小球可視為質(zhì)點(diǎn)),開(kāi)始時(shí),滑塊以速度v0=10m/s沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),設(shè)滑塊與小球碰撞時(shí)不損失機(jī)械能,碰撞后小球均恰能在豎直平面內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度g=10m/s2。試求:

(1)滑塊能與幾個(gè)小球碰撞?

(2)碰撞中第n個(gè)小球懸線長(zhǎng)Ln的表達(dá)式?

 

 

 

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4、如圖所示,摩托車(chē)做騰躍特技表演,以速度v0=10m/s的初速度沖向頂部水平的高臺(tái),然后從高臺(tái)上水平飛出。若摩托車(chē)在沖上高臺(tái)的過(guò)程中以額定功率1.8kw行駛,所經(jīng)歷時(shí)間為0.5s,人和車(chē)的總質(zhì)量為180kg,當(dāng)高臺(tái)的高度為h時(shí),人和車(chē)飛離高臺(tái)時(shí)的速度?試分析:當(dāng)高臺(tái)高h(yuǎn)為多大時(shí),人和車(chē)飛出的水平距離s最遠(yuǎn),且最遠(yuǎn)距離是多少?(不計(jì)空氣阻力,摩擦力對(duì)摩托車(chē)做的功可以忽略不計(jì))

 

 

 

 

 

 

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5、如圖所示,水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌,相距為l,導(dǎo)軌所在平面距地面高度為h.導(dǎo)軌左端與電源相連,右端放有質(zhì)量為m的靜止的金屬棒,豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.當(dāng)電鍵S閉合后,金屬棒無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)地做平拋運(yùn)動(dòng),落地點(diǎn)的水平距離為s,則電路接通的瞬間,通過(guò)金屬棒的電量有多少?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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6、如圖所示,一擺球的質(zhì)量為m ,帶正電荷q,擺長(zhǎng)為L(zhǎng),固定在O點(diǎn),勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右,場(chǎng)強(qiáng)E=mg/q,擺球平衡位置在點(diǎn)C,與豎直方向的夾角為θ,開(kāi)始時(shí)讓擺球與點(diǎn)O處于同一水平位置的A點(diǎn),且擺繩拉直,然后無(wú)初速釋放擺球,求擺球在點(diǎn)C時(shí)的速度及此時(shí)擺繩對(duì)球拉力的大?(結(jié)果用m、g、L表示)

 

 

 

 

 

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7、如下圖所示,一輛質(zhì)量是m=2kg的平板車(chē)左端放有質(zhì)量M=3kg的小滑塊,滑塊與平板車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4,開(kāi)始時(shí)平板車(chē)和滑塊共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng),并與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時(shí)間極短且碰撞后平板車(chē)速度大小保持不變,但方向與原來(lái)相反.平板車(chē)足夠長(zhǎng),以至滑塊不會(huì)滑到平板車(chē)右端.(取g=10m/s2)求:

(1)平板車(chē)每一次與墻壁碰撞后向左運(yùn)動(dòng)的最大距離.

(2)平板車(chē)第二次與墻壁碰撞前瞬間的速度v

(3)為使滑塊始終不會(huì)滑到平板車(chē)右端,平板車(chē)至少多長(zhǎng)?

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專(zhuān)題二 答案

  

1

2

3

4

5

6

7

8

B

BCD

B

CD

C

AD

ABD

C

9

10

11

12

13

14

15

 

CD

C

AC

BC

BC

AD

B

 

 

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二、實(shí)驗(yàn)題:

   1、(1)15.7  15.70

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         (2)1.22m  1.20m   大于   有空氣阻力和摩擦

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         (3)m(gt)2/2    小于等于    在第一、第二兩點(diǎn)間重鍾下落時(shí)間小于等于2T(打過(guò)第一點(diǎn)過(guò)一小會(huì)重錘才開(kāi)始下落)。

  2、①略

②安裝時(shí)要注意彈射器應(yīng)固定,且彈射器發(fā)射方向保持水平

③實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量彈丸射出水平距離x和彈射器與水平地面高度差h

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④在彈射器高度不變情況下多次實(shí)驗(yàn),取x1x2…xn平均值作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

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⑤v彈丸=

 

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三、計(jì)算題

  1、解:擋住小車(chē)時(shí),求物體滑落時(shí)的速度v1,物體從最高點(diǎn)下落至滑離小車(chē)時(shí)機(jī)械能守恒,設(shè)車(chē)尾部(右端)離地面高為h,則有:

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          1

由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:s0=vt        2

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               3

設(shè)去掉擋板時(shí)物體離開(kāi)小車(chē)時(shí)速度為v2,小車(chē)速度為v2′,物體從最高點(diǎn)至離開(kāi)小車(chē)之時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有:

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      4

物體與小車(chē)相互作用過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒:

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.            5

此式不僅給出了v2與v2′大小的關(guān)系,同時(shí)也說(shuō)明了v2是向右的,物體離開(kāi)車(chē)后對(duì)地平拋:

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                  6  

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               7

車(chē)在t′時(shí)間內(nèi)向前的位移

s2′=v2′t′              8

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比較式7、3得t′=t

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解式1、4、5得,

此種情況下落地點(diǎn)距車(chē)右端的距離:

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2、解:(1)木塊A和滑板B均向左做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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m/s2

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 m/s2

從圖可知:sB-sA=l 即:

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得:t=1s.

(2)1s末木塊A和滑板B的速度分別為:

vA =aA t=2×1m/s=2m/s

vB =aBt =3×1m/s=3m/s

撤去外力F后,當(dāng)木塊A和滑板B的速度相同時(shí),彈簧壓縮量最大,具有最大彈性勢(shì)能.根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:

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,得v=2.8m/s.

由能量守恒定律,得:

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J

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=0.4J

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3、解:

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(1)設(shè)滑塊能與K個(gè)小球碰撞.整個(gè)過(guò)程中由動(dòng)能定理得:-Kμmgs=0-,

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K=12.5,即能與12個(gè)小球碰撞.

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(2)由動(dòng)能定理得:-nμmgs=①,

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滑塊與小球碰撞后速度互換v=vn=②,

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由①②得碰撞中第n個(gè)小球的懸線長(zhǎng)Ln=

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4、解:(1)由動(dòng)能定理得  P t-mgh=

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人和車(chē)飛離高臺(tái)時(shí)的速度 v=

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(2) 在空中做平拋運(yùn)動(dòng): t =,

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s = vt =,

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當(dāng) h =2.75m時(shí)水平距離最遠(yuǎn) s =5.5m

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5、解:合上開(kāi)關(guān)的瞬間,由動(dòng)量定理得

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Bl t =mv-0  ①,

棒離開(kāi)軌道后在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng):

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 t =, s = vt ②,

由①②得通過(guò)金屬棒的電量

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q=t =

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6、解:如圖所示,在平衡位置C時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ

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由tanθ==1得θ=450,

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在A點(diǎn)時(shí)合力F=mg=ma,a=g①,

小球由A向B做勻加速直線運(yùn)動(dòng),

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到達(dá)B點(diǎn)時(shí) v2=2as=2aL②,

在B點(diǎn)速度分解得沿切線方向的速度vB=vsin450③,

小球由B到C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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qEL sin450-mgL(1-cos450)=④,

 

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在C點(diǎn)由向心力得T-mg=m⑤,

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由①②③④⑤得T=3mg.

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7、 解:(1)設(shè)第一次碰墻壁后,平板車(chē)向左移動(dòng)s,速度為0.由于體系總動(dòng)量向右,平板車(chē)速度為零時(shí),滑塊還在向右滑行.

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由動(dòng)能定理    ①

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            ②

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代入數(shù)據(jù)得      ③

(2)假如平板車(chē)在第二次碰撞前還未和滑塊相對(duì)靜止,那么其速度的大小肯定還是2m/s,滑塊的速度則大于2m/s,方向均向右.這樣就違反動(dòng)量守恒.所以平板車(chē)在第二次碰撞前肯定已和滑塊具有共同速度v.此即平板車(chē)碰墻前瞬間的速度.

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     ④

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      ⑤

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代入數(shù)據(jù)得    ⑥

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(3)平板車(chē)與墻壁第一次碰撞后到滑塊與平板又達(dá)到共同速度v前的過(guò)程,可用圖(a)(b)(c)表示.(a)為平板車(chē)與墻壁撞后瞬間滑塊與平板車(chē)的位置,圖(b)為平板車(chē)到達(dá)最左端時(shí)兩者的位置,圖(c)為平板車(chē)與滑塊再次達(dá)到共同速度為兩者的位置.在此過(guò)程中滑塊動(dòng)能減少等于摩擦力對(duì)滑塊所做功,平板車(chē)動(dòng)能減少等于摩擦力對(duì)平板車(chē)所做功(平板車(chē)從BA再回到B的過(guò)程中摩擦力做功為零),其中、分別為滑塊和平板車(chē)的位移.滑塊和平板車(chē)動(dòng)能總減少為其中為滑塊相對(duì)平板車(chē)的位移.此后,平板車(chē)與墻壁發(fā)生多次碰撞,每次情況與此類(lèi)似,最后停在墻邊.設(shè)滑塊相對(duì)平板車(chē)總位移為l, 

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則有    ⑦

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        ⑧

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代入數(shù)據(jù)得      ⑨

l即為平板車(chē)的最短長(zhǎng)度.

 

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