2023版新教材高考物理微小练习41动量和能量的综合应用

专题41动量和能量的综合应用

1.[2022•九师联盟质量检测]如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的

上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度V。水平地滑至车的上表面，若车足够长，则木

块的最终速度大小和系统因摩擦产生的热量分别为（）

“iii+M2（m+M）B'm+Mm+M

22

r-m--vo----m-M-v-°---n-m--vo--ni-M-v-0

'm+M2（m+M）'m+Mm+M

2.（多选）如图所示，两物体A、B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对A、

B两物体施加等大反向的水平恒力R、Fz,使A、B同时由静止开始运动.在以后的运动过程

中，关于A、B两物体与弹簧组成的系统，下列说法正确的是（整个过程中弹簧不超过其弹性

限度）（）

A.虽然A、B两物体会有加速运动，但它们的总动量保持不变

B.在以后的运动过程中E、F2一直做正功，系统的机械能一直在增大

C.当弹簧弹力的大小与宿、Fz的大小相等时，A、B两物体总动能最大

D.当弹簧弹力的大小与&、邑的大小相等时，弹簧弹性势能最大

3.[2022•山东省德州市期中]如图所示，光滑水平面上静止着一长为L的平板车，一

人站在车尾将一质量为m的物体水平抛出，物体恰好落在车的前端.物体可看做质点，抛出

位置位于车尾正上方，距车上表面的竖直高度为h,不计空气阻力，已知人和车的总质量

为M,重力加速度为g,物体水平抛出时获得的冲量大小为（）

肾B,ML

2h

mJL/"g-MmL

c-而y记〃帝7忝

4.[2022•八省八校第一次联考]（多选）内部长度为L、质量为M的木箱静止在光滑的

水平面上，木箱内部正中间放置一可视为质点的质量为m的木块，木块与木箱之间的动摩擦

因数为口.初始时木箱向右的速度为v。，木块无初速度.木箱运动的v-t图像如图所示，所

有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度为g,则在0〜to时间内，下列说法正确

的是（）

A.M=2m

2

及M与m间的相对路程为广宁

4Ug

VA3

M对地的位移为U+oL

8Hg2

3V23

D.m对地的位移为U—募L

8Hg2

5.

[2022•江苏盐城期末]如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度

0.5m/s向右做匀速直线运动.已知甲、乙两球质量分别为0.1怂和0.2kg.某时刻炸药突

然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s,两球之间的距离为x=

2.7加，则下列说法正确的是（）

A.刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同

B.刚分离时，甲球的速度大小为0.6Ws

C.刚分离时，乙球的速度大小为0.3Ws

〃.爆炸过程中释放的能量为0.027J

6.[2022•湖南省五市十校联考]如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，

小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是水平粗糙轨道，两段轨道相切于B

点.一质量为m的滑块（可视为质点）从小车上的A点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC

轨道，最后恰好停在C点.已知M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为N,重力加速度

为g.则下列说法正确的是（）

A.滑块从A滑到C的过程中，滑块和小车组成的系统动量守恒

B.滑块滑到B点时的速度大小为［标

C.滑块从A滑到C的过程中，小车的位移大小为J(R+L)

D.水平轨道的长度L=§

7.［2022•湖北十堰高三阶段练习］如图所示，足够长的光滑水平直轨道AB与光滑圆弧

轨道BC平滑连接，B为圆弧轨道的最低点.一质量为1例的小球a从直轨道上的A点以大

小为4勿/s的初速度向右运动，一段时间后小球a与静止在B点的小球b发生弹性正碰，碰

撞后小球b沿圆弧轨道上升的最大高度为0.20(未脱离轨道).取重力加速度大小g=10mH,

两球均视为质点，不计空气阻力.下列说法正确的是()

AB

A.碰撞后瞬间，小球b的速度大小为1m/s

B.碰撞后瞬间，小球a的速度大小为3Ws

乙小球b的质量为3kg

D.两球会发生第二次碰撞

8.如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M=20e从水枪中喷出的水柱的横

截面积为S=104，速度为v=100/s,水的密度为P=1.0X103例/疗.若水枪喷出的水从

车后沿水平方向冲击小车的前壁，且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中.试求：

水柱m水枪

车

前

壁

(D当有质量为m=5版的水进入小车时，小车的速度大小；

(2)若将小车固定在水平面上，且水冲击到小车前壁后速度立即变为零，求水对小车的

冲击力大小.

专题41动量和能量的综合应用

1.C木块在小车上表面滑动的过程中动量守恒，有吨=（M+而％系统因摩擦产生的

2

热量T叫一）（"+加汽两式联立解得木块的最终速度V=SL，摩擦产生的热量o=

乙'乙illIIll

RIMVQ

2（,什加'C正确.

2.AC由题意，水平恒力F、、E等大反向,则系统受合外力为零，总动量守恒，故A

正确；拉力与物体的运动方向相同，则£、K一直做正功，系统的机械能一直在增大，当物

体减速为零后此时弹簧的弹力大于拉力，物体会反向运动，此时拉力与运动方向相反，都做

负功则机械能减少，B错误；当弹簧弹力的大小与£、月的大小相等后，弹力大于拉力，则

物体减速运动，故弹力的大小与£、£的大小相等时，4、8两物体速度最大，总动能最大，

C正确；当弹簧弹力的大小与£、用的大小相等后，物体减速运动，但仍然会使弹簧继续伸

长，弹性势能继续增大，D错误.

ML

3.D系统水平方向动量守恒，niv\=Mv2,有mx\=Mx2,且为+照=£,解得矛尸^^工，

型=4-.由平抛运动的规律得力=；〃，小―，由动量定理得I=mvx,解得人含乂/枭

M+m2M+m2h

4.BCD由P-方图像可知木块与木箱最终共速，则zm=（八勿）］，得〃7=..仇则A错；

222

iVa%

由能量守恒可得：=-{M+ni）—+〃侬&得到两物体的相对路程为兀1，B正确；由

2o幺44

VQ

%一万

图知共碰撞三次，都是弹性碰撞，到共速为止所花总时间为则木箱运动

“g2ng

22

的位移为1£+5兀,，木块相对地面的位移为六一|乙C、D正确.

5.D设甲、乙两球的质量分别为如、股,刚分离时两球速度分别为口、⑶以向右为

X

正方向，则由动量守恒得（如+加的=仍%+%2P2,根据题意有r2—H=-,代入数据可解得功

=0.8m/s,^=-0.1m/s,说明刚分离时两球速度方向相反，故A、B、C错误；爆炸过程

222

中释放的能量匕+$6匕一m+例））,将吻=0.8m/s,h=-0.1m/s,代入计

算可得△£=（）.027J,故D正确.

6.D滑块从/滑到。的过程中水平方向动量守恒，竖直方向上合力不为零，系统动量

不守恒，故A错误；滑块刚滑到8点时速度最大，取水平向右为正方向，由水平方向动量守

恒定律和机械能守恒定律得。=而%一航^侬叫牝，解得％=v,i=

滑块滑到6点时的速度为、用，故B错误；设全程小车相对地面的位移大小为s,根据

题意可知全程滑块水平方向相对小车的位移为R+L,则滑块水平方向相对地面的位移为X'

=R+L-s,滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，在水平方

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向，由动量守恒定律得力("+£—s)—堆=0.已知#=3勿，解得s=-(7?+A),x1=[(/?+£),

故C错误；系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，对整个过程，由动量守恒定律得0

=(/〃+助/,解得J=0,由能量守恒定律得〃®?=