2025屆高考物理二輪復習熱點題型選擇4 能量守恒與動量守恒觀念綜合應用（原卷版）

選擇4能量守恒與動量守恒觀念綜合應用

考點內(nèi)容考情分析

考向一功和功率沖量與動量

考察功能關系的理解及應用、機械能守恒的判斷及應用考

考向二碰撞模型及變形應用

察功能關系變化及動力學與能量圖像的理解考察關物體機

考向三傳送帶木板-滑塊模型

械能守恒、傳送帶及板塊模型以及碰撞過程的能量問題

考向四彈簧類問題

國深究"解題攻略"

1.思想方法

力學三大觀

對應規(guī)律表達式選用原則

點

牛頓第二定律F合二ma

速度公式：v=vo+at.

(1)物體做勻變速直線運

動力學觀點勻變速直線運動1

(2)位移公式：x=vot-\-^at.動，涉及運動細節(jié)

規(guī)律

(3)位移速度關系式：正―詔=2a

動能定理W^==2kEk涉及做功與能量轉(zhuǎn)換

機械能守恒定律Eki+Ei=Ek+E2

能量觀點p2P

功能關系WG=-AEp等

能量守恒定律

Ei=E2

只涉及初末速度、力、時間而不涉

動量定理I合二p'-p

動量觀點及位移、功

動量守恒定律Pl+P2=P1，+P2'只涉及初末速度而不涉及力、時間

2.模型建構

一、輕繩相連的系統(tǒng)機械能守恒模型

①注意兩個物體的質(zhì)②注意兩物體運動位③注意兩物體速度大?、茏⒁庾畲笏俣群妥?/p>

量不一定相等；注意移和高度不一定相等不一定相等，可能需要分大加速度區(qū)別

多段運動解速度

3^^

-J---*——ft

ra

rI晨:___

國.4

①b落地前，a機械能V

增加、b減小，系統(tǒng)機

械能守恒；鼻

U1

@b落地后若不反彈，

繩松，a機械能守恒；

二、輕桿相連的系統(tǒng)機械能守恒模型

類型類型一：繞桿上某固定點轉(zhuǎn)動類型二：無固定點，沿光滑接觸面滑動

圖示

Ai'Jijl3工卜

可

■■

u?(?

B-rrAry4

三、輕彈簧問題

①同一根彈簧彈性勢能大小取決于彈簧形變量的大小，在彈簧彈性限度內(nèi)，形

變量相等，彈性勢能相等

②由兩個或兩個以上的物體與彈簧組成的系統(tǒng)，當彈簧形變量最大時，彈簧兩

端連接的物體具有相同的速度：彈簧處于自然長度時，彈簧彈性勢能最?。榱悖?/p>

四、類碰撞問題

情境

類比“碰撞”滿足規(guī)律

初態(tài)末態(tài)

---相距最近時完全非彈性碰撞動量守恒，動能損失最多

岡........叵L光

////7/77/77////7/滑再次恢復原長時彈性碰撞動量守恒，動能無損失

共速時完全非彈性碰撞動量守恒，動能損失最多

點動量守恒，部分動能轉(zhuǎn)化

1光滑離時

/////滑非彈性碰撞

為內(nèi)能

丸/L比到達最高點時完全非彈性碰撞動量守恒，動能損失最多

再次回到地面時彈性碰撞動量守恒，動能無損失

五、彈性碰撞

發(fā)生彈性碰撞的兩個物體碰撞前后動量守恒，動能守恒，若兩物體質(zhì)量分別為加1和加2,碰前速度

為也，V2，碰后速度分別為也‘，吸‘，則有：

mivi+m2V2=mivi+加V22(1)

111,1^

—mivi2+—m2V22=—mw\2+—m2V22(2)

聯(lián)立(1)、(2)解得：

_omiVl+^V2

viV2一3?

ml+m2

特殊情況：若如二加2,V1=V2,V2=V1

六、非彈性碰撞、完全非彈性碰撞模型

1.非彈性碰撞

介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間的碰撞。動量守恒，碰撞系統(tǒng)動能損失。

根據(jù)動量守恒定律可得：miVi+m2V2=miVi+徵2y2'（1）

損失動能AEk,根據(jù)機械能守恒定律可得：Vimwx1+V2m2V?2=~mw\2+—mivi2+AEk.（2）

2.完全非彈性碰撞

碰后物體的速度相同，根據(jù)動量守恒定律可得：

m\V\+機2V2=（機1+m2）v共（1）

完全非彈性碰撞系統(tǒng)損失的動能最多，損失動能:

%m2V2-V2（mi+m2）v共2.（2）

聯(lián)立⑴、（2）解得：”=3也

加］+g2叫+祖2

/夕親臨"高考練場"

考向一功和功率沖量與動量

1.（2024?常州三模）如圖所示，傾角為0=37°的斜面固定在水平桌面上，用平行斜面向上的推

力Fi將位于斜面底端的滑塊推到斜面頂端，推力Fi做的功至少為Wo。己知物塊與斜面間的動

摩擦因數(shù)為U=0.5,sin37°=0.6,cos370=0.8,若用水平向左的推力F2將物塊推到頂端，推

力F2做的功至少為（）

A.1.2WoB.1.4WoC.1.6WoD.1.8Wo

2.（多選）（2024?黑龍江三模）如圖所示，光滑水平面上放有質(zhì)量為M=2kg的足夠長的木板P,

通過水平輕彈簧與豎直墻壁相連的質(zhì)量為m=lkg的物塊Q疊放在P上。初始時刻,系統(tǒng)靜止，

彈簧處于原長，現(xiàn)用一水平向右、大小為F=9N的拉力作用在P上。已知P、Q間的動摩擦因

數(shù)四=0.2,彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦

力。則下列說法正確的是（)

/

P\—^F

A.Q受到的摩擦力逐漸變大

B.Q速度最大時，向右運動的距離為2cm

C.P做加速度減小的加速運動

D.摩擦力對Q先做正功后做負功

3.（2024?朝陽區(qū)校級模擬）如圖，一物塊以初速度vo從0點沿斜面向上運動，同時從0點斜向

上以相同速度大小拋出一個小球，物塊和小球的質(zhì)量相等，它們在斜面上的P點相遇，不計空

氣阻力。下列說法正確的是（）

A.小球和物塊加速度相等

B.小球運動到最高點時離斜面最遠

C.在P點時，小球的動能大于物塊的動能

D.小球和物塊從O點到P點過程中合外力的功率相等

4.（2024?西安模擬）如圖所示，將小球a從地面以初速度vo豎直上拋的同時，將另一小球b從

距地面h處由靜止釋放，a、b的質(zhì)量相等，兩球恰在0.5h處相遇（不計空氣阻力）。則兩球運

動過程中（）

A.小球a超重，小球b失重

B.相遇時兩球速度差的大小為vo

C.從開始到相遇重力對a、b的沖量不相同

D.相遇后的任意時刻，重力對球a做功功率等于重力對球b做功功率

5.（2024?湖北二模）如圖所示，水平面上固定一半圓形凹槽，凹槽的質(zhì)量為M,半圓弧的圓心為

O點，最低點為A點，半徑為R?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的光滑小球從圓弧上的D點釋放，已知OD

與OA的夾角為。（9<5°）,重力加速度為g,小球大小可以忽略不計。從D點第一次運動到

A點的過程中，小球?qū)Π疾鄣膹椓Φ臎_量大小為（）

O

A.znj7r*+2gR(l—cosff)

B.MJ穹+2gR(l-cos6)

71碗.________

C.m—^2----Fmyj2gRQ—cose)

itgR_____________

D.+My/2gR(l-cosO}

考向二碰撞模型及變形應用

6.（2024?清江浦區(qū)模擬）如圖所示，動摩擦因數(shù)為0.4的水平軌道ab與光滑的圓弧軌道be在b

點平滑連接，ab=2m,圓弧軌道半徑R=40m,圓心為O,/bOc=30°,g=10m/s2,質(zhì)量mi

=lkg的小物塊P（可視為質(zhì)點）靜止在水平軌道上的a點，質(zhì)量為m2=3kg的小物塊Q靜止

在水平軌道的b點?，F(xiàn)給小物塊P一個水平向右的瞬時沖量I=5N?s,已知P、Q碰撞后P以

1.5m/s反彈，則Q物體從開始運動到最終停止所需要的總時間以及PQ系統(tǒng)因摩擦在整個過程

中損耗的能量分別為（）

A.12s6.25JB.6.78s12J

C.6.66s12.5JD.12.56s12.5J

7.（多選）（2024?吉林一模）碰碰車深受青少年的喜愛，因此大多數(shù)游樂場都設置了碰碰車，如

圖所示為兩游客分別駕駛碰碰車進行游戲。在某次碰撞時，紅車靜止在水平面上，黃車以恒定

的速度與紅車發(fā)生正撞；已知黃車和紅車連同游客的質(zhì)量分別為mi、m2,碰后兩車的速度大小

分別為VI、V2,假設碰撞的過程沒有機械能損失。則下列說法正確的是（）

黃車紅車

A.若碰后兩車的運動方向相同，則一定有mi>m2

B.若碰后黃車反向運動，則碰撞前后黃車的速度大小之比可能為5：6

C.若碰后黃車反向運動且速度大于紅車，則一定有m2>3mi

D.碰后紅車的速度與碰前黃車的速度大小之比可能為3：1

8.（2024?朝陽區(qū)一模）如圖所示，光滑水平地面上的P、Q兩物體質(zhì)量均為m,P以速度v向右

運動，Q靜止且左端固定一輕彈簧。當彈簧被壓縮至最短時（）

——>v

PwwwwQ

A.P的動量為0

B.Q的動量達到最大值

C.P、Q系統(tǒng)總動量小于mv

D.彈簧儲存的彈性勢能為:

9.（2024?黃陂區(qū)校級一模）質(zhì)量為2kg的小球b靜止在光滑的水平地面上，左端連接一水平輕質(zhì)

彈簧，質(zhì)量為2kg的另一小球a以4m/s的速度向b運動，從小球a接觸彈簧到壓縮到最短所經(jīng)

7T12Ep

歷的時間為茄s,已知此彈簧的壓縮量x與彈性勢能Ep的關系為￥=備，則小球a、b在這段

時間內(nèi)的位移大小分別為（）

Qvb

，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，

7T+27T—23TT+33兀一3

A.m,7TlB.ni,m

10101010

71+47T-43n+l3加一3

C.------m,------mD.m,--------m

10101010

10.（2024?樂清市校級三模）（機械振動）質(zhì)量為m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固

定在地上。平衡時，彈簧的壓縮量為X0,如圖所示，一物塊從鋼板正上方距離為3X0的A處自

由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運動，但不粘連。它們到達最低點后又向上運動。

已知物塊質(zhì)量也為m,彈簧的彈性勢能Ep=Jo?,簡諧運動的周期T=27rjg,下列說法正確

A.碰后物塊與鋼板一起做簡諧運動，振幅A=xo

B.物塊與鋼板在返回O點前已經(jīng)分離

C.碰撞剛結(jié)束至兩者第一次運動到最低點所經(jīng)歷的時間

t吟再

D.運動過程中彈簧的最大彈性勢能Epm=3小。久0

考向三傳送帶木板-滑塊模型

11.（2024?青秀區(qū)校級模擬）如圖甲所示，足夠長的水平傳送帶以恒定速率v=2m/s逆時針轉(zhuǎn)動，

一質(zhì)量為m=lkg的小物塊從傳送帶的左端以向右的速度vo滑上傳送帶。小物塊在傳送帶上運

動時，小物塊的動能Ek與小物塊的位移x關系圖像如圖乙所示，圖中：xo=2m,已知傳送帶與

小物塊之間動摩擦因數(shù)不變，重力加速度g=10m/s2,則（）

A.從小物塊開始滑動到與傳送帶達到共同速度所需時間為2s

B.小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.1

C.整個過程中物塊與傳送帶間產(chǎn)生的熱量為18J

D.由于小物塊的出現(xiàn)導致傳送帶電動機多消耗的電能為18J

12.（多選）（2024?青羊區(qū)校級模擬）如圖甲所示，一足夠長的水平傳送帶以某一恒定速度順時針

轉(zhuǎn)動，一根輕彈簧一端與豎直墻面連接，另一端與工件不拴接。工件將彈簧壓縮一段距離后置

于傳送帶最左端無初速度釋放，工件向右運動受到的摩擦力Ff隨位移x變化的關系如圖乙所

示，xo、Ffo為已知量，則下列說法正確的是（工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)處處相等）（）

A.工件在傳送帶上先做加速運動，后做減速運動

B.工件向右運動2xo后與彈簧分離

C.彈簧的勁度系數(shù)為如

久o

D.整個運動過程中摩擦力對工件做功為0.75Ffoxo

13.（多選）（2024?長安區(qū)校級模擬）如圖所示，水平地面上有足夠長平板車M,車上最右端放一

物塊m=0.9kg,開始時M、m均靜止。t=0時，車在外力作用下開始沿水平面向右運動，其v

-t圖像如圖所示，已知物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)為0.2,0?4s內(nèi)物塊m始終沒有滑出小

車，取g=10m/s2。下列說法正確的是（）

A.0?4s內(nèi)，物塊m的加速度一直保持不變

B.要使物塊m不會從車的左端滑出小車，小車的長度至少六小

C.0?4s內(nèi)，m與M間因相對滑動產(chǎn)生的內(nèi)能為12.8J

D.。?4s內(nèi)，m、M相對地面的位移大小之比為7：9

14.（多選）（2022?福建模擬）如圖所示，一傾角為。=37°的足夠長斜面體固定在水平地面上，質(zhì)

量為M=2kg的長木板B沿著斜面以速度vo=9m/s勻速下滑，現(xiàn)把質(zhì)量為m=1kg的鐵塊A輕

輕放在長木板B的左端，鐵塊最終恰好沒有從長木板上滑下。已知A與B之間、B與斜面之間

的動摩擦因數(shù)均為U，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,

A.動摩擦因數(shù)（1=0.5

B,鐵塊A和長木板B共速后的速度大小為6m/s

C.長木板的長度為2.25m

D.從鐵塊放上到鐵塊和長木板共速的過程中，鐵塊A和長木板B減少的機械能等于A、B之

間摩擦產(chǎn)生的熱量

考向四彈簧類問題

15.（2024?浙江模擬）如圖，在一水平地面上有一軌道，其內(nèi)部有一質(zhì)量不計的輕彈簧，彈簧勁度

系數(shù)為匕其正上方有一質(zhì)量為m的小球由靜止釋放，恰好可進入管道內(nèi)部。若忽略空氣阻力

與摩擦力，則下列說法正確的是（）

uSh

—D

A.小球運動過程中，其機械能守恒

B.小球最大速度J2g/+噌

C,小球下落最大距離3嗎三巫

k

mg+y/(mg)2+2mgkh

D.小球最大加速度

mk

16.（2024?市中區(qū)校級模擬）如圖甲所示，質(zhì)量分別為mA、HIB的A、B兩物體用輕彈簧連接構成

一個系統(tǒng)，外力F作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為x,

撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的a-t圖像如圖乙所示，Si表示。到ti時間內(nèi)a-t圖

線與坐標軸所圍面積大小，S2、S3分別表示ti到t2時間內(nèi)A、B的a-t圖線與坐標軸所圍面積

大小，A在ti時刻的速度vo。下列說法正確的是（）

A.0到ti時間內(nèi)，墻對A、B系統(tǒng)的沖量等于mAvo

B.mA<mB

C.t2時刻彈簧的形變量最大且VB>VA

D.ti時刻運動后，彈簧的最大形變量等于x

17.（多選）（2024?鄭州模擬）如圖所示，固定斜面的傾角0=30°,輕彈簧下端固定在斜面底端，

彈簧處于原長時上端位于C點，用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和

B,滑輪左側(cè)繩子與斜面平行,A的質(zhì)量是B的質(zhì)量2倍，初始時物體A到C點的距離L=lm,

現(xiàn)給A、B—初速度vo=3m/s,使A開始沿斜面向下運動，B向上運動，物體A向下運動剛到

C點時的速度大小v=2m/s,物體A將彈簧壓縮到最短后，物體A又恰好能彈回到C點。已知

彈簧的最大彈性勢能為6J,重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力，整個過程中輕繩始終處于伸

A.物體A與斜面之間的動摩擦因數(shù)4=亨

B.物體A向下運動到C點的過程中，A的重力勢能轉(zhuǎn)化為B的重力勢能

C.彈簧的最大壓縮量x=0.4m

D.B的質(zhì)量為2kg

18.（2024?道里區(qū)校級一模）輕質(zhì)彈簧上端懸掛于天花板上，下端與質(zhì)量為M的木板相連，木板

靜止時位于圖中I位置。O點為彈簧原長時下端點的位置，質(zhì)量為m的圓環(huán)形物塊套在彈簧上

（不與彈簧接觸），現(xiàn)將m從O點正上方的H位置自由釋放，物塊m與木板瞬時相碰后一起運

動，物塊m在P點達到最大速度，且M恰好能回到。點。若將m從比