文档介绍：2012年高考二轮复习物理经典例题专题剖析:动量和能量
解析:
例3.(天津高考题)如图所示,质量为mA=,木板与水平面间的动摩擦因数为μ=,木板最右端放着质量为mB=(视为质点),它们均处于静止状态,木板突然受到水平向右的12N•s的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块离开木板时,,(g=10m/s2)求:
解析:
点评:本题考查动量定理和动能定理相结合的知识点,对此题注重过程的分析,画出运动过程图,再做此题就一目了然。
,金属杆a从离地h高处由静止开始沿光滑平行的弧形轨道下滑,轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场B,水平轨道上原来放有一金属杆b,已知a杆的质量为ma,且与杆b的质量之比为ma∶mb=3∶4,水平轨道足够长,不计摩擦,求:
解析:
例5.(重庆理综)如图半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B质量分别为m、βm(β为待定系数)。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的B球相撞,碰撞后A、B球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失。重力加速度为g。试求:
解析:
(3)设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1、V2,取方向水平向右为正,则
解得V1=-,V2=0.(另一组解V1=-v1,V2=-v2不合题意,舍去)
由此可得:当n为奇数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;
当n为偶数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同。
答案:(1)3;(2),方向水平向左;,方向水平向右;,方向竖直向下;(3)见解析。
点评:小球A与B碰撞之前机械能守恒,在碰撞过程中动量守恒,碰撞完毕,两球又机械能守恒,所以此题关键在于对碰撞过程的分析,不同的碰撞次数,结果不一样,通过分析,找出规律,得出结论。
例6.(全国理综25题)柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中,通过压缩使混合物燃烧,产生高温高压气体,从而使桩向下运动,锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下:
柴油打桩机重锤的质量为m,锤在桩帽以上高度为h处(如图1)从静止开始沿竖直轨道自由落下,打在质量为M(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上。同时,柴油燃烧,产生猛烈推力,锤和桩分离,这一过程的时间极短。随后,桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时,锤与已停下的桩幅之间的距离也为h(如图2)。已知m=×103kg,M=×103kg,h=,l=,重力加速度g=10m/s2,混合物的质量不计。设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力,求此力的大小。
解析:
锤自由下落,碰桩前速度v1向下, ①
碰后,已知锤上升高度为(h-l),故刚碰后向上的速度为②
设碰后桩的速度为V,方向向下,由动量守恒, ③
桩下降的过程中,根据功能关系, ④
由①、②、③、④式得⑤
代入数值,得N
答案:N
点评:此题属于打击中的动量守恒,在离开桩后,锤的机械能守恒。分析题意,浓缩成物理模型,再利用动能定理和动量守恒定律相结合求解结果。
例7.(天津理综)如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,一端与质量为m2的档板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点,A与B碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:
(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小;
(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep(设弹簧处于原长时弹性势能为零)。
解析:
(1)由机械能守恒定律,有
解得v=
(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力,由动量守恒,有
碰后A、B一起压缩弹簧,)到弹簧最大压缩量为d时,A、B克服摩擦力所做的功
由能量守恒定律,有
解得:
答案:(1);(2)
点评:物块A下滑过程机械能守恒,与B碰撞过程中,A和B系统动量守恒,碰撞后A、B一起运动压缩弹簧,在以后过程中,系统做减速运动,机械能向内能和弹性势能转化。第一阶段利用机械能守恒定律,第二阶段利用动量守恒定律,第三阶段利用动能定理即可。分析清楚过程,此题就简单多了。
例8.(江苏高考题)如图所示,质量均为m的A、B两个弹性小球,用长为2l的不可伸长的轻绳连接。现把A、B两球置于距地面高H处(H足够大),间距为L。当A球自由下