1、2023年高考二轮复习物理经典例题专题剖析：动量和能量例1上海高考题一物体沿光滑斜面下滑，在此过程中 A斜面对物体的弹力做功为零B斜面对物体的弹力的冲量为零C物体的动能增量等于物体重力所做的功D物体的动量增量等于物体重力的冲量解析：物体沿光滑斜面下滑运动方向沿斜面向下，而斜面对物体的弹力，即支持力方向垂直斜面，故弹力不做功，选A正确。根据动量定理可知，物体的动量变化量等于合外力对物体的冲量，物体在下滑过程中，受到弹力和重力两个力的作用，这两个力的冲量均不为零，这两力的冲量的矢量和等于物体的动量的增量，选B和D是错误的。根据动能定理可知，由于弹力对物体不做功，只有重力做功，物体的动能增加量等于重
2、力所做的功，应选C正确。答案：A、C点评：此题考查动量定理和动能定理两个规律，在这两个定理中包含了功和冲量两个概念，所以同时对这两个概念也必须理解，并加以区分，冲量是力在时间上的积累，而功是力在位移上的积累，力在时间上的积累引起物体动量的变化，力在位移上的积累引起物体动能的变化。例2天津高考题质量m=1.5kg的物块可视为质点在水平恒力的作用下，从水平面上由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=0.2s停在B点，A、B两点间距s=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数=0.20，求恒力F多大？g=10m/s2解析：设撤去力F前物块的位移为s1，撤去力时物块F1=mg对撤去力F后物块
3、滑动过程应用动量定理可得：-F1t=0-mv由运动学公式：s-s1=vt/2对物块运动的全过程应用动能定理：Fs1-F1s=0由以上公式得：F=2mgs/(2s-gt2)，代入数据得F=15N答案：F=15N点评：此题考查动量定理和动能定理在动力学中的应用，在利用动量定理和动能定理解题时，选择初末状态时关键，同时也要熟悉物体的运动过程及受力状况。例3天津高考题如以下图，质量为mA=4.0kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数为=0.24，木板最右端放着质量为mB=1.0kg的小物块视为质点，它们均处于静止状态，木板突然受到水平向右的12Ns的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块离开
4、木板时，木板的动能为8.0J，小物块的动能为0.5Jg=10m/s2求：1瞬时冲量作用结束时木板的速度为多少？2木板的长度时多少？解析：1以A由静止到获得初速度为研究过程，由动量定理可知I= mv0 带入数据得到：v0=3m/s 2对A获得速度到B从A的左端掉下来为研究过程，其运动过程如以下图，设A运动的时间为t，运动的位移为Sa，B运动的位移为Sb，B对A，C对A，A对B的摩擦力分别为fBA，fCA，fAB，由动量定理可得：对A：-fBA+fCAt=mAvA-mAv0 对B： fABt=mBvB 由动能定理可知对A：-fBA+fCASa=mAv A 2/2-mAv02/2 对B： fABSb
5、=mBvB2/2 由牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力和B对A的摩擦力大小相等fAB= fBA fCA=mA+mBg L=Sa-Sb 由联立可解得：L=0.5m答案：1v0=3m/s；2 L=0.5m 点评：此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。例4如以下图，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，轨道的水平局部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，a杆的质量为ma,且与杆b的质量之比为mamb=34，水平轨道足够长，不计摩擦，求：1a和b的最终速度分别是多大2整个过程中回路释放的电能是多少？3假设a、
6、b杆的电阻之比RaRb=34，其余局部的电阻不计，整个过程中杆a、b上产生的热量分别是多少？解析：1a下滑过程中机械能守恒magh=mav02a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，a做减速运动，b做加速运动，经过一段时间，a、b速度到达相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为0，安培力为0，二者匀速运动.匀速运动的速度即为a.b的最终速度，设为v.由于所组成的系统所受合外力为0，故系统的动量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上两式解得最终速度va=vb=v= 2由能量守恒得知，回路中产生的电能应等于a、b系统机械能的损失，所以E=magh- (ma+mb)v2=magh
7、3由能的守恒与转化定律，回路中产生的热量应等于回路中释放的电能等于系统损失的机械能，即Qa+Qb=E.在回路中产生电能的过程中，电流不恒定，但由于Ra与Rb串联，通过的电流总是相等的，所以应有所以答案：1va=vb=v= 2E=magh 3 点评：此题考查的时机械能守恒、动量守恒定律和能量的转化，在导体棒a进入磁场之前，导体棒a的机械能守恒，进入后导体棒a切割磁感线产生电动势，电路中产生电流，使导体棒b受到安培力作用而运动，直到最后两棒有相同的速度，以a、b这一整体为系统，那么系统在水平方向受到的安培力相互抵销，系统的动量守恒。在这一运动过程中，导体棒a、b发热消耗能量，系统损失的能量转化为内
8、能，再根据系统的能量守恒，即可求出两棒上的热量。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、m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球能到达的最大高度均为，碰撞中无机械能损失。重力加速度为g。试求：1待定系数；2第一次碰撞刚结束时小球A、B各自的速度和B球对轨道的压力；3小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度，并讨论小球A、B在轨道最低处第n次碰撞刚结束时各自的速度。解析：1由于碰撞后球沿圆弧的运动情况与质量无关，因此，A、B两球应同时到达最大高度处，对A、B两球组成的系统，由机械能守恒定
9、律得，解得32设A、B第一次碰撞后的速度分别为v1、v2，取方向水平向右为正，对A、B两球组成的系统，有 解得，方向水平向左；，方向水平向右。设第一次碰撞刚结束时轨道对B球的支持力为N，方向竖直向上为正，那么，B球对轨道的压力，方向竖直向下。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，那么 解得V1，V20另一组解V1v1，V2v2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：13；2，方向水平向左；，方向水平向右；4
10、.5mg，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、活塞等假设干部件组成，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，锤和桩别
11、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。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。m1.0103kg，M2.0103kg，h2.0m，l0.20m，重力加速度g10m/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， 碰后，锤上升高度为hl，故刚碰后向上的速度为 设碰后桩的速度为V，方向向下，由动量守恒， 桩下降的过程中，根据功能关系， 由、式得 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
12、相结合求解结果。例7天津理综如以下图，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，在OM段A、B与水平面间的动摩擦因数均为，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v2A、B在碰撞过程中内力远大于外力，由动量守恒，有碰后A、
13、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江苏高考题如以下图，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球自由下落的同时，B球以速度v0指向A球水平抛出。求：1两球从开始运动到相碰，A球下落的高度；2A、B两球碰撞碰撞时无机械能损失后，各自速度的水平分量；3轻绳拉直过程中，B球受到绳子拉力的冲量大小。解析：1设到两球相碰时A球下落的高度为h，由平抛运动规律得联立得2A、B两球碰撞过程中，由水平方向动量守恒，得由机械能守恒定律，得式中联立解得3轻绳拉直后，两球