机械能与动量综合题.pdf

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1、江苏省扬州中学校本导学案（选修物理）选题人：邵伟红 1 机械能守恒定律和动量守恒定律强化练习 综合强化练习题 班级 _姓名 _ 1。一个物体沿着如图所示的固定斜面，自由地向下作匀减速直线运动，在经过A 点时 的动能为60J，到达B 点时恰好静止下来。已知该物体经过这一过程（AB ） ，其机械能 减少了 80J。要想使得该物体自B 点开始，沿着该斜面自由地向正上方，作匀减速运动， 到达 A 点时又恰好能够停下来，那么，该物体在B 点时的初动能应该是多大？ 2。如图所示，一木块沿倾角 =37o的固定足够长斜面从某初始位置以v0=6.0m/s 的初速 度向上运动。已知木块与斜面间的动摩擦因素 =0.

2、30。规定木块初始位置处的重力势能 为 零 。 试 求 木 块 动 能 等 于 重 力 势 能 处 相 对 其 初 始 位 置 的 高 度 。 ( 6 .037sin , 8 .037cos , g=10m/s2 , 结果保留两位小数) 3。如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的半圆形圆柱截面，用轻质不可伸长的细绳 连接的 A、B 两球，悬挂在圆柱面边缘两侧，A 质量是 B 质量的两倍。现将A 球从圆柱 边缘处由静止释放，已知 A 始终不离开球面，且细绳足够长， 圆柱固定， 不计一切摩擦。 求： （1）A 球沿圆柱截面滑至最低点时的速度大小？（2）A 球沿圆柱截面运动的最大位 移？ 江苏省扬州

3、中学校本导学案（选修物理）选题人：邵伟红 2 机械能守恒定律和动量守恒定律强化练习 班级 _姓名 _ 4。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，质量为 m 的物体在地球附近的万有引 力势能为 r mgR Ep 2 （以无穷远引力势能为零，r 表示物体到地心的距离），质量为 m 的飞船以速率v 在某一圆轨道上绕地球作匀速圆周运动。（1）求此飞船距地面的高度； （2）要使飞船到距地面的高度再增加h 的轨道上绕地球作匀速圆周运动，求飞船发动机 至少要做多少功？ 5。如图所示，质量为m1的物体 A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为 m2的物体 B 相 连，弹簧的劲度系数为k，A、B 都处于静止状态

4、。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一 端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A 上方的一段绳沿竖 直方向。现在挂钩上挂一质量为m3的物体 C 并从静止状态释放，已知它恰好能使B 离 开地面但不能继续上升。若将C 换成另一个质量为（m1+m3）的物体D，仍从上述初始 位置由静止状态释放，则这次 B 刚离开地面时D 的速度的大小是多少？已知重力加速度 为 g。 6。如图所示，在工厂的流水线上，水平传送带正在传送工件，若传送带的速度恒为 v=2m/s，运送的工件完全相同，质量均为m=0.5kg，工件都是从A 位置以 v0=1m/s 的初 速滑上传送带，每当前一个工件在传送带上停止相

5、对滑动时，后一个工件立即滑上传送 带。已知工件与传送带之间的动摩擦因数 =0.2，取 g=10m/s 2，求： （ 1）工件经多长时 间停止相对滑动； （2）摩擦力对每个工件做的功；（3）每个工件与传送带之间的摩擦产 生的内能。 江苏省扬州中学校本导学案（选修物理）选题人：邵伟红 3 机械能守恒定律和动量守恒定律强化练习 班级 _姓名 _ 7。如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，竖直部分光滑，两部分各套 有质量分别为mA=2kg 和 mB=1kg 的小球 A 和 B，A 球与水平杆间动摩擦因数 =0.2，A、 B 间用不可伸长的轻绳相连，图示位置处OA=1.5m ，OB=2m ，

6、g=10m/s 2。 （1）若用水平 力 F 沿杆向右拉A，使 A 由图示位置向右极缓慢地移动0.5m，则该过程中拉力F1做了 多少功？ （2）若用水平力F2沿杆向右拉A，使 B 以 1m/s 的速度匀速上升，则 B 经过图 示位置上升0.5m 的过程中，拉力F2做了多少功？ 8。如图所示是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯 杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆只 在生日快乐力作用下运动，落回深坑，且不反弹。然后两个滚轮再次压紧，将夯杆提到 坑口， 如此反复。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s， 每个滚轮对夯杆的正压力F

7、N=2 10 4N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数 =0.3，夯杆质量m=110 3kg，坑深 h=6.4m，假定 在打夯的过程中坑的深度变化不大可忽略，取g=10m/s 2，求： （1）夯杆被滚轮压紧，加 速上升至与滚轮速度相同时的高度；（ 2）每个打夯周期中，滚轮瘵杆提起的过程中，电 动机对夯杆做的功； （3）每个滚轮与夯杆间因摩擦产生的热能；（4）打夯周期。 9。如图所示，质量为3m，长度为 L 的木块置于光滑的水平面上，质量为m 的子弹以初 速度 v0水平向右射入木块，穿出木块时速度为 0 5 2 v，设木块对子弹的阻力恒定。如果将 木块固定在水平传送带上，使木块始终以某一恒定速度v（v0

8、一侧的每个沙袋质量为m1=14kg，X0 一侧的每个 沙袋质量为m2=10kg。 一质量为 M=48kg 的小车以某初速度从原点出发向正X 方向滑行， 不计轨道阻力。当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋以水平速度u 朝与车速相反的方 向沿车面扔到车上，u 的大小等于扔此沙袋以前的瞬间车速大小的2n 倍(n 是此人的序号 数)。求： （1）空车出发后，车上堆积了几个沙袋时，车就反向滑行？（2）车上最终有 大小沙袋多少个？ 33。如图所示，在一根跨过定滑轮的轻绳的两端，分别系有重物B 和质量为M=25kg 的 升降厢 A，厢中站有质量为m=50kg 的人，整个装置处于静止状态。如果此人在地面上 消耗

9、某一定能量E 竖直向上跳起，所能达一的最大高度h1=0.3m，如果此人在厢内水泵 相同的能量竖直向上跳起，忽略空气阻力滑轮的质量及轴处的摩擦，且假定绳与滑轮间 不打滑，则 （1）此人所能上升的最大（对地） 高度 H； （2）此人在厢内达到最大（对地） 高度时，距厢底板的高度h2。 江苏省扬州中学校本导学案（选修物理）选题人：邵伟红 14 机械能守恒定律和动量守恒定律强化练习 班级 _姓名 _ 34。质量为M 的平板小车上站着n 个质量均为m 的人，车原来静止在光滑的水平地面 上，人相对车静止。现车上的人依次都从车的一端跳下车，每人跳车时，相对小车的速 度均为 v，则当车上的人全部跳下车后，小车

10、运动的速度多大？ 35。图示为检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M 为半径为R=1m、固定于竖直平面 内的 1/4 光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，N 为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面 内的截面为半径69.0rm 的 1/4 圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M 轨道的 上端点， M 的下端相切处放置一竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量为m=0.01kg 的小钢珠。 假设某次发射的钢珠沿轨道经过M 的上端点时恰好对轨道无压力，水平飞出 后落到 N 的某一点上， g=10m/s 2。求： （1）发射该钢珠前， 弹簧的弹性势能 Ep多大？（2） 钢珠落到圆弧N 上时的速度vN的大小是多少？

11、（结果保留一位小数） 36。如图所示，一轻弹簧一端固定，一端与质量为m 的小物块A 相连，原来A 静止在 光滑的水平面上，弹簧没有形变。 质量也为m 的物块 B 在大小为F 的水平恒力作用下由 C 处从静止开始沿光滑水平面向右运动，在 O 点与物块A 相碰并一起向右运动（设碰撞 时间极短）。运动到D 点时，将外力F 撤去。已知CO=4s，OD=s，则撤去外力后，根据 力学规律和题中所给信息，你能求出哪些物理量的最大值（如弹簧的弹性势能等）？ 江苏省扬州中学校本导学案（选修物理）选题人：邵伟红 15 机械能守恒定律和动量守恒定律强化练习 班级 _姓名 _ 37。在光滑的水平面上有一质量为M=2k

12、g 的木板 A，其右端固定一根轻质弹簧，在靠近 木板左端的P 处有一大小忽略不计，质量 m=2kg 的滑块 B。木板上 Q 处的左侧粗糙， 右 侧光滑，且PQ 间的距离L=2m ，如图所示。若某时刻木板A 以 vA=1m/s 的速度向左滑 行，同时滑块B 以 vB=5m/s 的速度向右滑行，当滑块 B 与 P 处相距 3L/4 时，二者刚好 处于相对静止状态，若在二者共同运动方向的前方有一障碍物，木板A 与它碰后以原速 率反弹（碰后立即撤去该障碍物）。求 B 与 A 的粗糙面之间的动摩擦因数和滑块 B 最 终停在木板A 上的位置。（g=10m/s 2） 38。如图所示，光滑水平面上，质量为2m

13、 的小球 B 连接着轻质弹簧，处于静止状态， 质量为 m 的小球 A 以初速度 v0向右匀速运动，接着逐渐压缩弹簧并使B 运动，过一段 时间， A 与弹簧分离。设小球A、B 与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处 于弹性限度以内。 （1）求当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能E； （2）若开始时在 小球 B 的右侧某位置固定一块挡板（图中未画出），在小球A 与弹簧分离前使小球B 与 挡板发生正碰，并在碰后立刻撤去挡板。设小球B 与固定挡板的碰撞时间极短，碰后小 球 B 的速度大小不变、方向相反。设此后弹簧的弹性势能的最大值为Em，试求 Em可能 值的范围。 江苏省扬州中学校本导学案（选修

14、物理）选题人：邵伟红 16 机械能守恒定律和动量守恒定律强化练习 班级 _姓名 _ 39。如图所示，质量为M=0.9kg 的靶盒位于光滑水平轨道上，当靶盒的中心在O 点时， 不受水平力作用，每当它离开O 点时，便受到一个指向O 点的大小为F=40N 的水平力 作用。在 P 处有一个固定的发射器，它可根据需要瞄准靶盒，每次发射出一颗水平速度 v0=60m/s、质量 m=0.1kg 的球形子弹 （子弹在空中运动时可以看作不受任何力作用），当 子弹打入靶盒后便留在盒内。设开始时靶盒静止在O 点，且约定每当靶盒的中心停在或 到达 O 点时，都有一颗子弹进入盒内。求：（1）当第三颗子弹进入靶盒后，靶盒离

15、开O 点的速度为多大？（2）若发射器右端到靶盒左端的距离s=0.2m，则至少应发射多少颗 子弹后停止射击才能使靶盒来回运动而不碰撞发射器？（靶盒足够大） 40。如图所示，一轻质弹簧一端固定、另一端与质量为M 的小滑块连接，开始时滑块静 止在水平导轨上的O 点，弹簧处于原长状态。导轨的OA 段是粗糙的，其余部分都是光 滑的。有一质量为m 的子弹以大小为v 的速度水平向右射入滑块，并很快停留在滑块中。 之后，滑块先向右滑行并越过A 点，然后再向左滑行，最后恰好停在出发点O 处。 （1） 求滑块滑行过程中弹簧弹性势能的最大值；（2）滑块停在O 点后， 另一质量也为m 的子 弹以另一速度u 水平向右射入滑块并很快停留在滑块中，此后滑块滑行过程中先后有两 次经过 O 点，求第二颗子弹入射前的速度u 的大小在什么范围？