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1、高中物理第二轮专题复习专题四:动量和能量,本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律五个规律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此高考考查的重点之一。常常成为高考的压轴题。但近年进行综合考试，动量和能量考题的难度也有一定下降。试题常常是动量与能量的综合，或者动量能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。试题的物理过程一般为碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。,高考趋势,知识网络,第一讲从动量的角度解决物理问题,高考物理第二轮专题复习,动量重要知识回顾,动量定理：物体所受合外力的冲量等于物
2、体的动量变化。即I=p说明:(1)这里的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(2)动量定理的表达式是矢量式。在一维的情况下，各个矢量必须统一规定一个正方向。,例.质量为m的小球由高为H的、倾角为光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中，重力、弹力、合力的冲量各是多大？,典型例题冲量,例.一质量为100g的小球从0.80m高处自由下落到一厚软垫上若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内软垫对小球的冲量为_(取g=10m/s2，不计空气阻力),典型例题单个物体的动量定理,例.如图所示，质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为V0时拖车突然与汽车脱钩，到拖车
3、停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面的动摩擦因数为，那么拖车刚停下时，汽车的瞬时速度是多大？,典型例题系统的动量定理,典型例题,动量守恒定律1.动量守恒定律：一个系统不受外力或者受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。即：2.成立的条件(1)系统不受外力或者所受外力之和为零；(2)系统受外力，但外力远小于内力,如碰撞和爆炸等现象;(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零，则该方向上动量守恒。,动量重要知识回顾,典型例题动量守恒的条件,例.质量为M的小车中挂有一个单摆，摆球的质量为M0，小车和单摆以恒定的速度V0沿水平地面运动，与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞，碰撞时
4、间极短，在此过程中，下列哪些说法是可能发生的（）A小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别为V1、V2和V3，且满足：(M+M0)V0=MV1+M1V2+M0V3；B摆球的速度不变，小车和木块的速度为V1、V2，且满足：MV0=MV1+M1V2；C摆球的速度不变，小车和木块的速度都为V，且满足：MV0=（M+M1）V；D小车和摆球的速度都变为V1，木块的速度变为V2，且满足：（M+M0）V0=（M+M0）V1+M1V2,BC,典型例题动量守恒的条件,BC,例.如图所示，质量为的斜面放在光滑的水平面上，质量为m的物体由静止开始从斜面的顶端滑到底端，在这过程中：.、m组成的系统满足动量守恒；.m对的
5、冲量等于的动量变化；.m、各自的水平方向动量的增量的大小相等;.对m的支持力的冲量为零。,第二讲动量守恒的几个典型模型,高考物理第二轮专题复习,典型例题人船模型,例.如图所示，质量为M的车静止在光滑水平面上，车右侧内壁固定有发射装置。车左侧内壁固定有沙袋。发射器口到沙袋的距离为d，把质量为m的弹丸最终射入沙袋中，这一过程中车移动的距离是_。,例.光滑的水平地上有一小平板车，车和人共同质量为M，站立在车上的人手中拿一质量为m的物体,起初人相对车静止，车、人、物体以共同速度V0前进，当人相对于车以速度u向相反方向将物体抛出后，人和车的速度为多大？,（M+m）V0=MV+m(V-u),典型例题人车模
6、型,例.质量为M的木块静止在光滑水平面上。一颗质量为m的子弹沿水平方向射入木块，射入的深度为d0。若把此木块固定，相同的子弹仍以原来的速度射入木块，若要使子弹不把此木块打穿，求木块最小厚度d.设子弹受到的阻力大小不变.,典型例题-子弹打木块模型,子弹打木块应用-测量子弹的速度,例.如图所示，质量为m的有孔物体A套在光滑的水平杆上，在A下面用细绳挂一质量为M的物体B，若A固定不动，给B一水平瞬时冲量I，B恰能上升到使绳水平的位置.当A不固定时，要使B物体上升到使绳水平的位置，则给它的水平瞬时冲量至少多大?,典型例题-动量能量结合模型,第三讲用能量的角度解决物理问题,高考物理第二轮专题复习,例.如
7、图，在匀加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢。若人与车厢始终保持相对静止，则下列说法正确的是：A.人对车厢做正功B.人对车厢做负功C.人对车厢不做功D.无法确定,(B),典型例题-做功问题,类似题:资料005能量部分第4题,机械能守恒知识回顾,1.内容:在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变2.公式:3.条件:(1)只有重力或弹力做功，物体的其他力不做功或做的总功为零(2)只有动能和势能发生相互转化，没有其他能之间的转化.,例.把一根内壁光滑的细钢管弯成3/4圆弧形状，竖直放置，一个小球从管口A的正上方h1高处自由下落，小球恰好能到达最高点管口C
8、处。若小球从h2高处自由下落，则它能从管口A运动到管口C处又飞落回管口A，则h1:h2=?,mgh1=mgR,mgh2=mgR+mvc2/2,h1:h2=4:5,典型例题-机械能守恒,动能定理-知识回顾,1、动能定理:物体合外力所做的功等于物体动能的变化2.公式:W=EK3.理解:(1)W为合力的功,而不是某一个力做的功EK为动能的变化,而不是总能量的变化(2)动能定理中的速度要相对同一个参考系动能定理没有分量式(3)凡是单个物体涉及力和位移的问题,用动能定理解题比较简便,动能定理,例.如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角=300，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，
9、两端分别与A、B相连，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放手，让A沿斜面下滑而B上升。物块与斜面间无摩擦。当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了。求物块B上升的最大高度,h=1.2s,(1)势能定理:重力做的功等于重力势能增量的负值弹力做的功等于弹性势能增量的负值(2)动能定理:合力做的功等于动能的增量(3)机械能定理:除了重力和弹力之外的其他力做的功等于机械能的增量(4)系统滑动摩擦力做的功等于系统内能的增量(5)安培力做的功等于电路中产生的电能,功能关系重要知识回顾,(1)WG=-EP(2)W弹=-E弹(3)W合=EK(4)WF除G=E机(5)W滑=E内(6)W安=
10、E电,功能关系重要知识回顾,典型例题-功能关系,例.质量为M的木板在光滑的水平面上做速度为V0的匀速直线运动,在右端静止放上一个质量为m的小木块,为了使木板保持以原来的速度运动,需在木板的左端施加一个恒力作用,直到木块获得木板相同的速度时撤去,设木板的长度足够长,木板与木块间的动摩擦因数为,求恒力的大小和做功的多少.,第四讲从动量和能量相结合的角度解决物理问题,高考物理第二轮专题复习,动量与动能的关系：(1)注意动量是矢量，动能是标量(2)动量改变，动能不一定改变(3)动能改变,动量一定改变(4)公式:,动量能量关系重要知识回顾,典型例题,例.有两个物体a和b，其质量分别为ma和mb，且mam
11、b，它们的初动能相同若a和b分别受到不变的阻力Fa和Fb的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为sa和sb，则：A.FaFb且saFb且sasbC.FasbD.FaFb且sasb,例.一质量为M的半圆形槽内壁光滑，放在光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的木桩以阻止槽水平向左运动，槽的半径为R。今从D点自由释放一个质量为m的小球，球恰好从A点进入槽的内壁轨道。为使小球沿轨道恰好运动到右端B点，试求D与A点的高度h。,D,h=mR/M,典型例题-动量能量结合,例.如图所示，在光滑水平面上有一个静止小车B，其质量M16kg，另一个质量为m4kg的小球A用长1m不计质量的软绳悬于O点。开始时将小球
12、拉至水平状态，然后将小球自由释放，求：（1）当小球通过最低点时球和小车的速度（2）小球通过最低点时绳的拉力,(1)4m/s,1m/s(2)140N,典型例题-动量能量结合,【例】质量为M的小车A左端固定一根轻弹簧，车静止在光滑水平面上，一质量为m的小物块B从右端以速度v0冲上小车并压缩弹簧，然后又被弹回，回到车右端时刚好与车保持相对静止。求这过程弹簧的最大弹性势能EP和全过程系统增加的内能Q.,典型例题-动量能量结合,例.两辆完全相同的平板小车，长为1m，质量为4kg，A车最右端有一质量为2kg的铁块。在光滑水平面上，A车与铁块以初速度v05m/s向左运动，与静止在正前方的B车相撞，碰撞时间极
13、短，若两车碰后粘在一起，小铁块恰能滑到B车的最左端。求铁块与平板小车的动摩擦因数。,=0.125,典型例题-动量能量结合-多个物体,第五讲动量和能量高考题回顾,高考物理第二轮专题复习,高考题回顾,(04年高考)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，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在泥土中向下移动一距离l。已知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）。已知m1.0103kg，M2.0103kg，h2.0m，l0.20m，重力加速度g10m/s
14、2，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。,高考题回顾,1.,例.质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图所示一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连它们到达最低点后又向上运动已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度求物块向上运动到达的最高点与O点的距离,1.,例.如图所示，在水平光滑桌面上放一质量为M的玩具小车在小车的平台(小车的一部分)上有一质量可忽略的弹簧，其一端固定在平台上，另
15、一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细线捆住用手将小车固定在桌面上，然后烧断细线，小球就被弹出，落在车上A点，OAs如果小车不固定而烧断细线，球将落在车上何处？设小车足够长，球不致落在车外,高考题回顾,例.（01春季）如图所示，A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板。A的左端和B的右端相接触。两板的质量皆为M=2.0kg，长度皆为L=1.0mC是一质量为m=1.0kg的小物块现给它一初速度v0=2.0m/s，使它从B板的左端开始向右滑动已知地面是光滑的，而C与A、B之间的动摩擦因数皆为0.1求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动取重力加速度g=10m/s2.,高考题回顾,高考题回顾,高考题回顾,高考题回顾,