2022 年高考物理专题复习 能量守恒定律 训练卷 1．如图所示，长为 L、质量为 M 的木块在粗糙的水平面上处于静止状态，有一质量为 m 的子弹(可视为 质点)以水平速度 v0 击中木块并恰好未穿出，设子弹射入木块过程时间极短，子弹受到木块的阻力恒定， 木块运动的最大距离为 s，重力加速度为 g. （1）求木块与水平面间的动摩擦因数  ； （2）子弹在射入木块过程中产生多少热量? 2．如图所示，一根均匀圆形直轻杆 AC 由粗细不同两段 AB＝10m 和 BC＝2m 组成，其中，AB 段粗糙、 BC 段光滑，直轻杆 AC 垂直地固定在一块倾角为 37°的楔形弹性斜面体上，弹性斜面体放在粗糙的水平面 上，现有一质量为 m＝2kg、孔径略大于直杆直径的圆环 P，在沿杆向上的恒力 F 的作用下，从直轻杆 AC 的底端由静止开始沿杆向上运动，圆环 P 与杆间的动摩擦因数为 0.1，当圆环 P 刚运动到 B 点时恒力 F 突 然撤去，圆环刚好能到达顶端 C，然后，再沿直轻杆下滑，环在整个运动过程中，弹性斜面体始终静止不 动．重力加速度为 g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求： （1）在圆环 P 沿杆 AB 向上运动的过程中，地面对弹性斜面体的摩擦力； （2）恒力 F 的最大功率； （3）环从开始运动到第二次碰撞弹性斜面体的过程中，系统产生的热量． 3．如图所示，质量 M＝4kg 的滑板 B 静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端 C 到滑板左端的距离设为 L，这段滑板与木块 A(可视为质点)之间的动摩擦因数 μ＝0.5．而弹簧自由端 C 到弹簧固定端 D 所对应的滑板上表面光滑．小木块 A 以速度 v0＝4m/s 由滑板 B 左端开始沿滑板 B 表面向 右运动．已知木块 A 的质量 m＝2kg，木块 A 到达 C 点时的速度 v1＝2m/s，g 取 10m/s2．求： (1)L 的大小； (2)木块 A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能 EP． 4．如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的 ab 段水平，bcd 段光滑，cd 段是以 O 为圆心，R 为半 径的一小段圆弧，末端 d 水平，可视为质点的物块 A 和 B 紧靠在一起，静止于 b 处，A 的质量是 B 的 3 倍. 两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右沿轨道运动.B 运动到 d 点时轨道对 B 的支持力大 小等于 B 所受重力的 3 ，A 与 ab 段的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g，不计空气阻力.求： 4 （1）物块 B 离开 d 后落点到 O 的距离； （2）物块 A、B 在 b 点刚分离时，物块 B 的速度大小； （3）物块 A 滑行的最大距离 s. 5．一辆小汽车行驶至一路口，见前面多辆小汽车排起了长队，且红灯显示还有几十秒，于是紧急刹车． 可驾驶员错把油门当刹车，结果以 8m/s 的速度与前面一辆车发生碰撞追尾．假设碰撞时间极短，且两车 每次碰撞损失 37.5%的动能，若每辆小车的质量都相等，小车间距均为 2m，车与地面的动摩擦因数  ＝ 0.5（g＝10m/s2）．求： （1）肇事车辆与前车碰撞后的速度； （2）将共有几辆小车发生连环追尾事故（含肇事车辆在内）． 6．如图所示，质量 mA  2kg ， mB  4kg 的 A、B 两滑块（均可视为质点），放于静止在水平面上足够长 木板的中央．A、B 两滑块中央夹着能量为 E  54J 的炸药（炸药质量不好，爆炸后全部转化为滑块动 能），已知 A、B 滑块与木板之间动摩擦因素均为 1  0.5 ，板与地面之间动摩擦因素为 2  0.06 ，木板 的质量 m  4kg ．某时刻引爆炸药设，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10m / s ，求： 2 （1）A、B 滑块开始运动时，各自的速度大小； （2）B 与木板相对静止时，A、B 的距离； （3）从引爆炸药到 A 与木板相对静止，木板所发生的位移（结果保留 2 位有效数字）． 7．如图所示，光滑水平面上有质量为 m1 的长木板，木板的右端离竖直挡板距离为 L0，某时，可看作质点 的小滑块以 vo 的水平速度从左端滑上长木板，小滑块的质量为 m2，滑块与木板之间的动摩擦因数为  ，木 板与挡板的碰撞是弹性的，L0 足够大． （1）若 m1：m2=2:1 ,要确保小滑块最终不从木板上掉下，求木板长度 L 的最小值 （2）若 m1：m2=1:2，小滑块最终不从木板上掉下，求从滑块滑上木板到最后稳定的过程中，长木板所走 过的路程 S 8．如图所示，皮带传送装置倾斜放置，与水平面的夹角 θ=30°，传送带以 v=10 m/s 的速度顺时针匀速转 动．现将物块 P 从传送装置的顶端由静止放在传送带上，同时另一物块 Q 从传送带的底端以 v0=10 m/s 的 速度沿传送带上滑．若 P、Q 发生碰撞，碰撞过程没有能量损失，时间很短．已知传送带顶端与底端的距 离 L=10 m，物块 P、Q 的质量分别为 mP=1kg、mQ=3kg，物块 P、Q 与传送带间的动摩擦因数  3 3 ，重 力加速度 g 取 10 m/s2，求： (1)物块 P、Q 相遇时速度分别为多大？(2)物块 Q 在传送带上运动的时间； (3)物块 P 在传送带上运动过程中产生的热量． 9．如图所示，质量 m1=2kg 小物块放在足够长的质量 m2=1kg 的木板的左端，板和物块间的动摩擦因数 μ1=0.2，板和水平面间的动摩擦因数 μ2=0.1，两者均静止．现突然给木板向左的初速度 v0=3.5m/s，同时对 小物块施加一水平向右的恒定拉力 F=10N，当木板向左运动最远时撤去 F，取 g=10m/s2．求： (1)木板开始运动时，小物块和木板的加速度大小； (2)整个过程中，木板在水平面上滑行的位移大小； (3)整个过程中，小物块、木板和水平面组成系统摩擦产生的热． 10．如图所示，有一摆长为 L 的单摆，摆球 A 自水平位置摆下，在摆的平衡位置与置于光滑水平面的 B 球发生弹性碰撞，导致后者又跟置于同一水平面的 C 球发生完全非弹性碰撞．假设 A、B、C 球的质量均 为 m，重力加速度为 g．那么 (1)A、B 球碰后 A 球的速度为多大？ (2)B、C 球碰后它们共同的速度多大？ (3)B 和 C 碰撞过程中损失的机械能是多少？ 11．某传送装置如图所示，挡板 M 固定在水平台面上，连接有轻弹簧 K，A、B 是水平传送带的左、右两 端点，B 点右侧通过另一水平台面 BC 与竖直半圆固定轨道 CDH 连接，D 是半圆的中点，用质量 m=1kg 的物块（可视为质点）向左缓慢挤压弹簧使其具有一定的弹性势能 E 并用细线锁定（弹簧与物块不拴 接）．已知传送带顺时针匀速旋转，其速度 v=4m/s，A、B 间的距离 L=2m，物块与传送带间的动摩擦因 数 μ=0.5（其余接触面不计摩擦），圆轨道的半径 R=1m，重力加速度取 g=10m/s2．某时刻剪断细线，释 放物块． (1)若弹簧的弹性势能 E=2J，则物块在传送带上第一次由 A 运动到 B 的时间是多少？ (2)若要物块释放后能滑上半圆轨道且沿半圆轨道运动时不脱离轨道，求弹簧的弹性势能 E 应满足的条件． 12．如图甲，轻弹簧一端固定在地面上，在弹簧上端轻轻放上质量为 M 的物块，物块的振幅为 A．现把 M 该轻弹簧放在光滑水平轨道上，左端固定，右端连接质量为 3 的竖直挡板，处于原长时挡板位于轨道上 的 B 点．水平轨道的右侧与倾角为 37°的斜面在 D 点平滑连接，斜面与圆轨道相切于 E 点，斜面长度 x 和 5 圆轨道的半径 R 相等， x  R  11 A，OF、OG 分别是圆轨道的水平半径和竖直半径， B、C、D、E、F、G 均在同一竖在面内，斜面和圆弧轨道均是粗糙的．用物块 M 通过挡板压缩弹簧到 C 点，使 BC=2A，从静止释放，M 与挡板分离后冲上斜面，恰好能运动到 G 点．物块在圆弧上 EF、FG 两 段上克服摩擦力做的功相等，在 F 点时对轨道的压力 FN =3.2Mg，已知 sin37°=0.6，co37°=0.8，重力加速 度为 g，求： （1）甲图中弹簧的最大弹性势能； （2）物块与挡板脱离时的速度大小； （3）物块在圆弧 FG 段上克服摩擦力做的功； （4）物块与斜面之间的动摩擦因数． 13．如图，光滑水平地面上静止放置三个滑块 A、B、C，A 和 B 的质量均为 2m，C 的质量为 m.A、B 之间 用一根水平轻质弹簧连接，B、C 接触但不粘连，现给 A 施加一向右的瞬时冲量，使 A 获得一水平向右的 初速度 v0.在此后的运动过程中，求： (1)C 最终的速度大小． (2)当弹簧第二次被压缩至最短时，弹簧储存的最大弹性势能． 14．如图所示，倾角 θ= 37�的光滑斜面固定在地面上，质量为 0.5kg 的物块（均可视为质点），A 固定， C 与斜面底端处的挡板接触，B 与 C 通过轻弹簧相连且均处于静止状态，A、B 间的距离 d=3m．现释放 A，一段时间后 A 与 B 发生碰撞，A、B 碰撞为弹性碰撞，碰撞后立即撤去 A，取 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8． （1）求 A 与 B 碰撞前瞬间 A 的速度大小 v0； （2）若 B 沿斜面向下运动到速度为零时（此时 B 与 C 未接触，弹簧仍在弹性限度内），弹簧的弹性势能 增量 Ep=10.8J，求 B 沿斜面向下运动的最大距离 x； （3）若 C 刚好要离开挡板时，B 的功能 Ek=8.7J，求弹簧的劲度系数 k． 15．如图所示，滑块 A、B 静止于光滑水平桌面上，B 的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块 C，B、C 间的动摩擦因数为 μ（数值较小），A、B 由不可伸长的轻绳连接，绳子处于松弛状态．现在突 1 然给 C 一个向右的速度 v0，让 C 在 B 上滑动，当 C 的速度为 v0 时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉 4 3 断，绳子拉断后瞬间 B 的速度为 16 v0 .已知 A、B、C 的质量分别为 2m、3m、m，重力加速度为 g.求： （1）从 C 获得速度 v0 开始经过多长时间绳子刚好伸直； （2）从 C 获得速度 v0 开始到绳子被拉断的过程中整个系统损失的机械能． 16．如图，在高 h1＝30 m 的光滑水平平台上，质量 m＝1 kg 的小物块压缩弹簧后被锁扣 K 锁住，储存了 一定量的弹性势能 Ep.若打开锁扣 K，物块将以一定的水平速度 v1 向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能 从光滑圆弧形轨道 BC 的 B 点沿切线方向进入圆