新高考物理一轮复习提升练习导学案第30讲 动量和能量的综合应用（解析版）.docVIP

第30讲动量和能量的综合应用

第30讲动量和能量的综合应用

学习目标

学习目标

明确目标确定方向

1动量守恒和弹性势能问题

2动量守恒和重力势能问题

3动量守恒和内能综合问题

【典例分析】精选例题提高素养

【例1】．如图所示，在光滑水平地面上，有用轻弹簧相连的A、B两物块，质量SKIPIF10，弹簧处于原长，SKIPIF10、SKIPIF10两物块均处于静止。在SKIPIF10、SKIPIF10两物块连线的右边，有一质量为SKIPIF10的C物块以SKIPIF10的速度向左运动，与SKIPIF10相碰，碰后二者粘在一起运动。求：

（1）C、B两物块相碰后的瞬间，C物块的速度SKIPIF10？

（2）当轻弹簧的弹性势能最大时，SKIPIF10物块的速度SKIPIF10多大？

（3）轻弹簧弹性势能的最大值SKIPIF10是多大？

??

【答案】（1）SKIPIF10；（2）SKIPIF10；（3）SKIPIF10

【详解】（1）C、B两物块相碰，由动量守恒定律得

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

（2）当轻弹簧的弹性势能最大时，SKIPIF10、B、C速度相等，由动量守恒定律得

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

（3）当轻弹簧的弹性势能最大时，SKIPIF10、B、C速度相等，由C、B碰后系统机械能守恒得

SKIPIF10

【例2】多选．如图所示，AB段为一竖直圆管，BC为一半径为SKIPIF10的半圆轨道，C端的下方有一质量为SKIPIF10的小车，车上有半径SKIPIF10的半圆轨道，E为轨道最低点，左侧紧靠一固定障碍物，在直管的下方固定一锁定的处于压缩的轻质弹簧，弹簧上端A放置一质量为SKIPIF10的小球（小球直径略小于圆管的直径，远远小于R、r）。AB的距离为SKIPIF10，A、E等高，某时刻，解除弹簧的锁定，小球恰好能通过BC的最高点P，从C端射出后恰好从D端沿切线进入半圆轨道DEF，并能从F端飞出。若各个接触面都光滑，重力加速度取SKIPIF10，则（）

??

A．小球恰好能通过BC的最高点P，SKIPIF10

B．弹簧被释放前具有的弹性势能SKIPIF10

C．小球从F点飞出后能上升的最大高度SKIPIF10

D．小球下落返回到E点时对轨道的压力大小SKIPIF10N

【答案】BC

【详解】AB．由A到P过程中，小球机械能守恒，由机械能守恒定律得

SKIPIF10

在P点，由牛顿第二定律得

SKIPIF10

解得

SKIPIF10，SKIPIF10

A错误，B正确；

C．A到E过程中，A、E等高，由机械能守恒定律得

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

小球由E上升到最高点过程中，小球与车组成的系统在水平方向动量守恒，以球的初速度方向为正方向，则

SKIPIF10

系统机械能守恒，则

SKIPIF10

代入数据联立解得，小球从F点飞出后能上升的最大高度为

SKIPIF10

C正确；

D．小球从第一次经过E点到再次返回到E点的过程中，小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，则

SKIPIF