廣東省各強市一模物理試題匯編動量守恒與能量守恒高中物理

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3.（2010年1月肇慶一模21）質(zhì)量為M的小車中掛有一個單擺，擺球的質(zhì)量為M0，小車和單擺以恒定的速度V0沿水平地面運動，與位于正對面的質(zhì)量為M1的靜止木塊發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，在此過程中，下列哪些說法是可能發(fā)生的BCA．小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別為V1、V2和V3，且滿足：（M+M0）V0=MV1+M1V2+M0V3；B．擺球的速度不變，小車和木塊的速度為V1、V2，且滿足：MV0=MV1+M1V2；C．擺球的速度不變，小車和木塊的速度都為V，且滿足：MV0=（M+M1）V；D．小車和擺球的速度都變?yōu)閂1，木塊的速度變?yōu)閂2，且滿足：（M+M0）V0=（M+M0）V1+M1V2【解析】碰撞時間極短，單擺速度來不及改變，小車和木箱組成的系統(tǒng)動量守恒，碰撞前后的動能關(guān)系，可知BC正確4.（2010年1月廣州市調(diào)研題）如右圖所示，在光滑水平面上質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=4kg，速率分別為vA=5m/s、vB=2m/s的A、B兩小球沿同一直線相向運動CAB左vB右AB左vB右vAB．它們碰撞后的總動量是18kg·m/s，方向水平向左C．它們碰撞前的總動量是2kg·m/s，方向水平向右D．它們碰撞后的總動量是2kg·m/s，方向水平向左【解析】以向右右方為正向，由動量守恒可知總動量為2kg·m/s，方向水平向右，C正確ABCDEMm5．（2010年3月深圳一模）（18分）如圖所示，ABCDE是由三部分光滑軌道平滑連接在一起組成的，AB為水平軌道，是半徑為R的半圓弧軌道，是半徑為2R的圓弧軌道，BCD相切在軌道最高點D，R=0.6m．質(zhì)量為M=0.99kg的小物塊，靜止在AB軌道上，一顆質(zhì)量為m=0.01kg子彈水平射入物塊但未穿出，物塊與子彈一起運動，恰能貼著軌道內(nèi)側(cè)通過最高點從E點飛出．取重力加速度gABCDEMm（1）物塊與子彈一起剛滑上圓弧軌道B點的速度；（2）子彈擊中物塊前的速度；（3）系統(tǒng)損失的機械能．解析：（1）由物塊與子彈一起恰能通過軌道最高點D，得：（3分）又由物塊與子彈上滑過中根據(jù)機械能守恒得：（3分）代入數(shù)據(jù)解得：（2分）（2）由動量守恒（3分）（2分）（3）根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得（3分）代入數(shù)據(jù)得：（2分）5．（2010年廣州一模）（18分）如圖18所示的凹形場地，兩端是半徑為L的1/4圓弧面，中間是長尾4L的粗糙水平面。質(zhì)量為3m的滑塊乙開始停在水平面的中點O處，質(zhì)量為m的滑塊甲從光滑圓弧面頂端A處無初速度滑下，進入水平面內(nèi)并與乙發(fā)生碰撞，碰后以碰前一半的速度反彈。已知甲、乙與水平面的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，且μ1=2μ2，甲、乙的體積大小忽略不計。求：（1）甲與乙碰撞前的速度。（2）碰后瞬間乙的速度。（3）甲、乙在O處發(fā)生碰撞后，剛好不再發(fā)生碰撞，則甲、乙停在距B點多遠處。【解析】（1）設(shè)甲到達O處與乙碰撞前的速度為v甲，由動能定理：……2分得： ……2分（分步用機械能守恒和勻減速直線運動進行計算，結(jié)果正確的同樣給4分）（2）設(shè)碰撞后甲、乙的速度分別為v甲′、v乙′，由動量守恒： ……2分又： ……1分得： ……1分（3）由于μ1=2μ2，所以甲、乙在水平面上運動的加速度滿足：a甲=2a乙 ……1設(shè)甲在水平地面上通過的路程為s1、乙在水平地面上通過的路程為s2，則有： ……1分 ……1分即：① ……1分由于甲、乙剛好不再發(fā)生第二次碰撞，所以甲、乙在同一地點停下．有以下兩種情況：第一種情況：甲返回時未到達B時就已經(jīng)停下，此時有：s1＜2L……1而乙停在甲所在位置時，乙通過的路程為：s2=2L+2L+s1=4L+s因為s1與s2不能滿足①，因而這種情況不能發(fā)生．……1分第二種情況：甲、乙分別通過B、C沖上圓弧面后，返回水平面后相向運動停在同一地點，所以有：s1+s2=8L② ……1①②兩式得：或 ……1分 即小車停在距B為： ……1分（評分說明：第（3）問如果沒有進行分類討論，直接認為是第二種情況且結(jié)果正確的只給5分）7．（2010年汕頭一模）（18分）如圖所示，在傾角θ＝30o的斜面上放置一段凹槽B，B與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝，槽內(nèi)靠近右側(cè)壁處有一小球A，它到凹槽內(nèi)左壁側(cè)的距離d＝0.10m．A、B的質(zhì)量都為m=2.0kg，B與斜面間的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力，不計A、B之間的摩擦，斜面足夠長．現(xiàn)同時由靜止釋放A、B，經(jīng)過一段時間，A與B的側(cè)壁發(fā)生碰撞，碰撞過程不損失機械能，碰撞時間極短．取重力加速度g=10m/s2．求：（1）A與B的左側(cè)壁第一次發(fā)生碰撞后瞬間A、B的速度．（2）在A與B的左側(cè)壁發(fā)生第一次碰撞后到第二次碰撞前的這段時間內(nèi)，A與B的左側(cè)壁的距離最大可達到多少？【解析】（1）A在凹槽內(nèi)，B受到的滑動摩擦力=10N①（1分）B所受重力沿斜面的分力=10N因為，所以B受力平衡，釋放后B保持靜止②（1分）釋放A后，A做勻加速運動，由牛頓定律和運動學規(guī)律得③（1分）④（1分）解得A的加速度和碰撞前的速度分別為5m/s2，1.0m/s⑤（1分）A、B發(fā)生碰撞，動量守恒⑥（2分）碰撞過程不損失機械能，得⑦（1分）解得第一次發(fā)生碰撞后瞬間A、B的速度分別為0，1.0m/s（方向沿斜面向下）⑧（2分）（2）A、B第一次碰撞后，B做勻速運動⑨（1分）A做勻加速運動，加速度仍為a1⑩（1分）⑾（1分）經(jīng)過時間t1，A的速度與B相等，A與B的左側(cè)壁距離達到最大，即⑿（1分）⒀（1分）代入數(shù)據(jù)解得A與B左側(cè)壁的距離0.10m⒁（2分）因為，A恰好運動到B的右側(cè)壁，而且速度相等，所以A與B的右側(cè)壁恰好接觸但沒有發(fā)生碰撞。⒂（1分）因此A與B的左側(cè)壁的距離最大可達到0.10m。8．（2010年湛江一模）(20分)如圖所示，光滑水平面上有一長板車，車的上表面0A段是一長為己的水平粗糙軌道，A的右側(cè)光滑，水平軌道左側(cè)是一光滑斜面軌道，斜面軌道與水平軌道在O點平滑連接。車右端固定一個處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧，其彈性勢能為Ep，一質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點)緊靠彈簧，小物體與粗糙水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，整個裝置處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)將輕彈簧解除鎖定，小物體被彈出后滑上水平粗糙軌道。車的質(zhì)量為2m，斜面軌道的長度足夠長，忽略小物體運動經(jīng)過O點處產(chǎn)生的機械能損失，不計空氣阻力。求：(1)解除鎖定結(jié)束后小物體獲得的最大動能；(2)當∥滿足什么條件小物體能滑到斜面軌道上，滿足此條件時小物體能上升的最大高度為多少?【解析】(1)設(shè)解鎖彈開后小物體的最大速度餉大小為v1，小物體的最大動啦為Ek,此時長板車的速度大小為v2，研究解鎖彈開過程小物體和車組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒和機械能守恒，有①(2分)②(3分)③(1分)聯(lián)立①②③式解得④(2分)(2)小物體相對車靜止時，二者有共同的速度設(shè)為V共，長板車和小物體組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒⑤(2分)所以v共=0⑥(1分)要使小物體能滑上斜面軌道，：必須滿足；⑦(3分)即當時，小物體能滑上斜面軌道⑧(1分)設(shè)小物體上升的最大高度為h，此瞬間小物體相對車靜止，由⑤式知兩者有共同速度為零．⑨(1分)根據(jù)系統(tǒng)能量守恒有⑩(3分)解得：(1分)9．（2010年韶關(guān)一模）（18分）如圖所示，水平光滑地面上停放著一輛小車，左側(cè)靠在豎直墻壁上，小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的，在最低點B與水平軌道BC相切，BC的長度是圓弧半徑的10倍，整個軌道處于同一豎直平面內(nèi)．可視為質(zhì)點的物塊從A點正上方某處無初速下落，恰好落入小車圓弧軌道滑動，然后沿水平軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出．已知物塊到達圓弧軌道最低點B時對軌道的壓力是物塊重力的9倍，小車的質(zhì)量是物塊的3倍，不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時的能量損失．求：（1）物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的幾倍（2）物塊與水平軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ【解析】（1）設(shè)物塊的質(zhì)量為m，其開始下落處的位置距BC的豎直高度為h，到達B點時的速度為v，小車圓弧軌道半徑為R．由機械能守恒定律，有：mgh=mv24分根據(jù)牛頓第二定律，有：9mg－mg=m