28-16章末28-高考物理ppt.pdf

物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 章末复习总结章末复习总结 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 动量守恒定律应用时需掌握好以下问题 动量守恒定律应用时需掌握好以下问题 一一 正确选择一个系统正确选择一个系统 动量守恒定律是解决两体或多体组成的系统问题动量守恒定律是解决两体或多体组成的系统问题 从从 思维角度来说思维角度来说 是整体思维 内力作用的系统在一定条件是整体思维 内力作用的系统在一定条件 下下 一定的时间段内一定的时间段内 总动量总动量 多体动量的矢量和多体动量的矢量和 不不 变变 故在应用中应正确选择一个系统故在应用中应正确选择一个系统 作为研究对象作为研究对象 进进 行表述行表述 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例1 两只小船平行逆向航行两只小船平行逆向航行 航线邻近航线邻近 当它当它 们头尾相齐时们头尾相齐时 由每只船上各投由每只船上各投m 50 kg的麻袋到对面另的麻袋到对面另 一船上去一船上去 结果载重较小的一只船停下结果载重较小的一只船停下 另一只船则以另一只船则以v 8 5 m s的速率向原来方向航行的速率向原来方向航行 设两只船及船上载重分设两只船及船上载重分 别为别为m1 500 kg和和m2 1000 kg 问交换麻袋前两只船的问交换麻袋前两只船的 速率各为多少速率各为多少 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 该题目中涉及两只麻袋两只船该题目中涉及两只麻袋两只船 设设m1船船 m2 船原来速率分别为船原来速率分别为v1 v2 在交换麻袋时在交换麻袋时 以以m1船及船及m2船船 上麻袋为系统上麻袋为系统 则由动量守恒则由动量守恒 得得 m1 m v1 mv2 0 以两船及两麻袋为一个系统以两船及两麻袋为一个系统 得得m1v1 m2v2 m2v 解之得解之得v1 1 m s v2 9 m s 即即m1及及m2船在交换麻袋前速率分别为船在交换麻袋前速率分别为1 m s 9 m s 答案 答案 1 m s 9 m s 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 二二 明确两种作用过程明确两种作用过程 1 瞬时作用瞬时作用 物体间相互作用时间趋于零物体间相互作用时间趋于零 从空间上看从空间上看 物体在瞬物体在瞬 间位置不变 但物体的速度发生突变间位置不变 但物体的速度发生突变 总动量守恒总动量守恒 应选应选 相互作用的两体为系统相互作用的两体为系统 诸如碰撞诸如碰撞 爆炸爆炸 绳绷直瞬时过绳绷直瞬时过 程等程等 2 持续作用持续作用 物体间相互作用时间相对较长物体间相互作用时间相对较长 从空间上看从空间上看 一般有一般有 位移位移 物体速度连续变化物体速度连续变化 如滑块一滑板模型如滑块一滑板模型 弹簧双振弹簧双振 子模型等子模型等 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例2 如图如图1所示所示 在一光滑的水平面上有两块相在一光滑的水平面上有两块相 同的木板同的木板B和和C 重物重物A 可视为质点可视为质点 位于位于B的右端的右端 A B C质量相等质量相等 现现A和和B以同一速度滑向静止的以同一速度滑向静止的C B和和C碰后碰后 粘在一起运动粘在一起运动 A在在C上滑行上滑行 A与与C间有摩擦间有摩擦 已知已知A滑滑 到到C右端而未掉下右端而未掉下 试问 从试问 从B C发生正碰到发生正碰到A刚移动到刚移动到 C右端期间右端期间 C所走过的路程与所走过的路程与C板长度之比为多少板长度之比为多少 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 B与与C发生正碰为一瞬时过程发生正碰为一瞬时过程 则则B C动量守动量守 恒恒 作用后作用后B C速度突变为速度突变为v1 故故mv0 2mv1 v1 v0 2 A在在C上滑行上滑行 A与与C间摩擦力为内力间摩擦力为内力 持续时间较长持续时间较长 发生持续作用发生持续作用 A做匀减速运动做匀减速运动 B C整体做匀加速运动整体做匀加速运动 最终速度相同为最终速度相同为v2 则有则有2mv1 mv0 3mv2 v2 2v0 3 设设C板长度为板长度为L C走过的路程为走过的路程为s 则则A通过的位移为通过的位移为 s L 由平均速度得由平均速度得s v1 v2 t 2 s L v0 v2 t 2 解得解得s L 7 3 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 三三 辨析三种守恒条件辨析三种守恒条件 1 理想守恒理想守恒 系统不受外力或所受外力矢量和为零系统不受外力或所受外力矢量和为零 则相互作用使则相互作用使 动量在系统内传递动量在系统内传递 系统总动量大小和方向不变系统总动量大小和方向不变 如例如例2 中中A B C在水平方向上不受外力在水平方向上不受外力 2 近似守恒近似守恒 系统相互作用中还受到外力系统相互作用中还受到外力 但但F外 外 F内 内 或作用或作用时时 间间极短极短 t 0 外力 外力对对系系统统的冲量近似的冲量近似为为零零 则则此此过过程中程中 动动量量视为视为近似守恒近似守恒 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 3 单向守恒单向守恒 系统在某一方向上不受外力系统在某一方向上不受外力 或此方向上系统外力矢或此方向上系统外力矢 量和为零量和为零 则此方向上动量守恒则此方向上动量守恒 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例3 质量均为质量均为M的木块的木块A B从同一高度自由下从同一高度自由下 落落 如图如图2所示所示 当当A木块落到某一位置时被水平飞来的子木块落到某一位置时被水平飞来的子 弹很快击中弹很快击中 子弹未穿出子弹未穿出 则则A B两木块在空中运动时两木块在空中运动时 间间tA tB关系是关系是 A tA tB B tA tB C tA tB D 无法比较无法比较 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 设子弹设子弹m以速度以速度v0击中击中A木块前木块前 木块的速度木块的速度 为为v 子弹子弹m与木块与木块A水平方向不受外力水平方向不受外力 则水平方向动量则水平方向动量 守恒守恒 应有应有mv0 m M vx 则木块则木块A获得水平速度 在获得水平速度 在 竖直方向竖直方向 子弹子弹m击中木块击中木块A的时间极短的时间极短 在击中瞬间在击中瞬间 子弹子弹m 木块木块A的重力产生的冲量的重力产生的冲量I 0 而竖直方向上动而竖直方向上动 量近似守恒量近似守恒Mv M m vy 则竖直方向速度由则竖直方向速度由v突变为突变为vy vytB 故选项故选项A正确正确 答案 答案 A 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 四四 正确理解四个性质正确理解四个性质 1 矢量性矢量性 动量守恒定律的表达式是矢量式动量守恒定律的表达式是矢量式 对于作用前后物体对于作用前后物体 的运动方向都在同一条直线上的问题的运动方向都在同一条直线上的问题 应选取正方向应选取正方向 将将 矢量运算变为代数运算矢量运算变为代数运算 不明方向时用和的形式不明方向时用和的形式 且对最且对最 后结果正后结果正 负作出合理说明负作出合理说明 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 2 同时性同时性 动量是状态量动量是状态量 动量守恒反映的是系统某两个状态的动量守恒反映的是系统某两个状态的 动量是相同的动量是相同的 应用动量守恒定律解题一定要注意同一时应用动量守恒定律解题一定要注意同一时 刻的各物体总动量才能相加刻的各物体总动量才能相加 不是同一时刻的动量不能相不是同一时刻的动量不能相 加加 3 瞬时性瞬时性 即系统在相互作用的过程中即系统在相互作用的过程中 每一时刻系统的动量都每一时刻系统的动量都 守恒守恒 而不应将不同时刻系统内各物体的动量进行合成而不应将不同时刻系统内各物体的动量进行合成 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 4 相对性相对性 由于动量的大小与参考系的选择有关由于动量的大小与参考系的选择有关 因此在应用动因此在应用动 量守恒时量守恒时 应注意各物体的速度必须是相对同一参考系的应注意各物体的速度必须是相对同一参考系的 速度速度 一般以地面为参考系一般以地面为参考系 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例4 质量为质量为M的火箭的火箭 原来以速度原来以速度v0在太空中在太空中 飞行飞行 现在突然间向后喷出一股质量为现在突然间向后喷出一股质量为 m的气体的气体 喷出喷出 气体相对火箭的速度为气体相对火箭的速度为v 则喷出后火箭的速率为则喷出后火箭的速率为 A Mv0 mv M B Mv0 mv M C Mv0 mv m D Mv0 mv m 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 火箭喷出气体前后瞬间火箭喷出气体前后瞬间 系统动量守恒 规定系统动量守恒 规定 火箭质量为火箭质量为 M m 其对地瞬时速度为其对地瞬时速度为v1 气体对地瞬气体对地瞬 时速度为时速度为v2 则气体相对火箭的速度则气体相对火箭的速度v v1 v2 故末动量故末动量 为为 M m v1 m v v1 Mv1 mv 故由动量守恒得故由动量守恒得Mv0 Mv1 m 解得解得v1 Mv0 mv M 故选项故选项A正确正确 答案 答案 A 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 五五 注意构建五个模型注意构建五个模型 1 人船模型人船模型 两物体在某一方向上动量守恒两物体在某一方向上动量守恒 且在此方向上由静止且在此方向上由静止 开始做反冲运动开始做反冲运动 两物体质量分别为两物体质量分别为m1 m2 此方向上的此方向上的 位移位移x1 x2满足满足m1x1 m2x2 且且x1 x2 L L为相对位移为相对位移 人船模型不仅有研究对象的拓展人船模型不仅有研究对象的拓展 还有空间的拓展还有空间的拓展 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例5 如图如图3所示所示 一个倾角为一个倾角为 的直角斜面体静的直角斜面体静 置于光滑水平面上置于光滑水平面上 斜面体质量为斜面体质量为M 顶端高度为顶端高度为h 今今 有一质量为有一质量为m的小物体的小物体 沿光滑斜面体下滑沿光滑斜面体下滑 当小物体从当小物体从 斜面顶端自由下滑到底端时斜面顶端自由下滑到底端时 斜面体在水平面上移动距离斜面体在水平面上移动距离 是是 A mh M m B Mh M m C mhcot M m D Mhcot M m 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 m M水平方向满足人船模型条件水平方向满足人船模型条件 设其水平设其水平 位移分别为位移分别为s1 s2 则有则有ms1 Ms2 且且s1 s2 hcot 解得解得x1 Mhcot M m s2 mhcot M m 即即M 在水平方向移动的距离为在水平方向移动的距离为x2 mhcot M m 故选项故选项C正正 确确 答案 答案 C 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 2 多过程模型多过程模型 当两体或多体之间多次发生相互作用当两体或多体之间多次发生相互作用 而在作用中满而在作用中满 足守恒条件时足守恒条件时 则可用研究对象整体法则可用研究对象整体法 过程整体法统一过程整体法统一 用动量守恒定律求解分析用动量守恒定律求解分析 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例6 如图如图4所示所示 质量为质量为M的盒子放在光滑水平的盒子放在光滑水平 面上面上 盒子内表面不光滑盒子内表面不光滑 盒内放有一块质量为盒内放有一块质量为m的物块的物块 从某一时刻起从某一时刻起 给给m一个水平向右的初速度一个水平向右的初速度v0 那么在物那么在物 块与盒子前后壁多次往复碰撞后块与盒子前后壁多次往复碰撞后 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 A 两者速度均为零两者速度均为零 B 两者速度总不会相等两者速度总不会相等 C 车最终速度为车最终速度为mv0 M 向右向右 D 车最终速度为车最终速度为mv0 M m 向右向右 解析 解析 物块物块m与与M间有摩擦间有摩擦 m与与M前后壁多次碰撞前后壁多次碰撞 最终无相互作用时最终无相互作用时 应相对静止应相对静止 以共同速度以共同速度v运动运动 故故 mv0 M m v v mv0 M m 且且v与与v0同向同向 即向右即向右 故选项故选项D正确正确 答案 答案 D 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 3 爆炸模型爆炸模型 即整体具有相同的运动状态即整体具有相同的运动状态 在瞬间一分为二在瞬间一分为二 而系而系 统瞬时动量守恒统瞬时动量守恒 如常见的炸弹爆炸如常见的炸弹爆炸 微观上原子的衰变微观上原子的衰变 等等 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例 例 7 如图如图 5 所示 一对杂技演员所示 一对杂技演员 都视为质点都视为质点 乘秋千乘秋千 绳处于水平位置绳处于水平位置 从从 A 点由静止出发绕点由静止出发绕 O 点下摆 点下摆 当摆到最低点当摆到最低点 B 时 女演员在极短时间内将男演员沿水平时 女演员在极短时间内将男演员沿水平 方向推出 然后自己刚好能回到高处方向推出 然后自己刚好能回到高处 A 求男演员落地点 求男演员落地点 C 与与 O 点的水平距离点的水平距离 s 已知男女演员质量比 已知男女演员质量比m1 m2 2 秋 秋 千质量不计 秋千摆长为千质量不计 秋千摆长为 R C 点比点比 O 点低点低 5R 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 男 女演员在秋千摆至最低点男 女演员在秋千摆至最低点 B 时速度为时速度为 v0 由机械能守恒定律 得由机械能守恒定律 得 m1 m2 gR 1 2 m1 m2 v2 0 分离时 整体分离时 整体 一分为二一分为二 视为爆炸模型 此瞬间 视为爆炸模型 此瞬间 动量守恒动量守恒 m1 m2 v0 m2v0 m1v1 之后男演员做平抛运动 由题设条件得之后男演员做平抛运动 由题设条件得 4R 1 2gt 2 x v1t 代入代入 m1 2m2及以上各式 解得及以上各式 解得 x 8R 答案 答案 8 8R R 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 4 弹簧双振子模型弹簧双振子模型 由弹簧两端连接两物体形成双振子模型由弹簧两端连接两物体形成双振子模型 一般在弹簧一般在弹簧 压缩最短压缩最短 或伸长至最长时或伸长至最长时 两物体有共同速度两物体有共同速度 且在双且在双 振子模型中机械能守恒振子模型中机械能守恒 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例8 如图如图6所示所示 两个质量均为两个质量均为m的物体的物体A B通通 过轻弹簧连接在一起过轻弹簧连接在一起 静止于光滑水平面上静止于光滑水平面上 另一物块另一物块C 以一定的初速度向右匀速运动以一定的初速度向右匀速运动 与与A发生碰撞后并粘在一发生碰撞后并粘在一 起起 若要使弹性势能最大时若要使弹性势能最大时 A B C系统的动能恰为弹系统的动能恰为弹 性势能的性势能的2倍倍 则则C的质量应满足什么条件的质量应满足什么条件 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 解析 解析 设设 C 以速度以速度 v0向右运动与向右运动与 A 碰撞后 碰撞后 A C 的的 共同速度为共同速度为 v1 则 则 A C 相碰时动量守恒 有相碰时动量守恒 有 mcv0 m mc v1 当当 A C 粘在一起后 在弹簧两端形成双振粘在一起后 在弹簧两端形成双振子模型 子模型 当弹簧弹性势能最大时当弹簧弹性势能最大时 压缩最短或伸长最长时压缩最短或伸长最长时 双振子 双振子 有共同速度 有共同速度 m mc v1 2m mc v2 此时此时 2Ep 2 1 2 m mc v2 1 1 2 2m mc v2 2 1 2 2m mc v2 2 解得 解得 mc m 答案 答案 C的质量应为的质量应为m 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 5 滑块滑块 滑板模型滑板模型 由滑块由滑块 滑板构成系统滑板构成系统 依靠相互作用的摩擦力使动依靠相互作用的摩擦力使动 量在系统内传递量在系统内传递 且持续作用中有相对位移且持续作用中有相对位移 这类模型问这类模型问 题一般要建立相对运动图景题一般要建立相对运动图景 综合能量守恒定律来解决综合能量守恒定律来解决 如例如例2 物理 高考总复习人教版 新课标 第七模块 选修3 5 例例9 如图如图7所示所示 在光滑地面上并排放置两相同在光滑地面上并排放置两相同 的木板的木板A B 长均为长均为L 1 00 m A B紧靠在一起紧靠在一起 在在A 的左端有一小金属块的左端有一小金属块C 可视为质点可视为质点 其质量等于一个木其质量等于一个木 板的质量板的质量 开开 始时小金属块始时小金属块C以初速度以初速度v0 2 00 m s向