2020高考物理二轮复习 600分冲刺 专题二 能量与动量 第7讲 动量和能量观点的应用课件

专题整合突破,第一部分,专题二能量与动量,第7讲动量和能量观点的应用,体系认知感悟真题,1(2019全国卷，16)最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8106n，则它在1s时间内喷射的气体质量约为()a1.6102kgb1.6103kgc1.6105kgd1.6106kg,b,b,3(2019全国卷，25)竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块b静止于水平轨道的最左端，如图(a)所示。t0时刻，小物块a在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与b发生弹性碰撞(碰撞时间极短)；当a返回到倾斜轨道上的p点(图中未标出)时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块a运动的vt图象如图(b)所示，图中的v1和t1均为未知量。已知a的质量为m，初始时a与b的高度差为h，重力加速度大小为g，不计空气阻力。,图(a),图(b),(1)求物块b的质量；(2)在图(b)所描述的整个运动过程中，求物块a克服摩擦力所做的功；(3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等。在物块b停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将a从p点释放，一段时间后a刚好能与b再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。,4(2019全国卷，25)度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机突然发现前方100m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图(a)中的图线。图(a)中，0t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶)，t10.8s；t1t2时间段为刹车系统的启动时间，t21.3s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从t2时刻开始，汽车第1s内的位移为24m，第4s内的位移为1m。,图(a),图(b),(1)在图(b)中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的vt图线；(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小；(3)求刹车前汽车匀速行驶时的速度大小及t1t2时间内汽车克服阻力做的功；从司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离约为多少(以t1t2时间段始末速度的算术平均值替代这段时间内汽车的平均速度)?,答案(1)如图所示(2)28m/s8m/s2(3)30m/s116105j87.5m,5(2019全国卷，25)静止在水平地面上的两小物块a、b，质量分别为ma1.0kg，mb4.0kg；两者之间有一被压缩的微型弹簧，a与其右侧的竖直墙壁距离l1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使a、b瞬间分离，两物块获得的动能之和为ek10.0j。释放后，a沿着与墙壁垂直的方向向右运动。a、b与地面之间的动摩擦因数均为0.20。重力加速度取g10m/s2。a、b运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。,(1)求弹簧释放后瞬间a、b速度的大小；(2)物块a、b中的哪一个先停止？该物块刚停止时a与b之间的距离是多少？(3)a和b都停止后，a与b之间的距离是多少？,答案(1)4.0m/s1.0m/s(2)物块b先停止0.50m(3)0.91m,6(2019北京，24)雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。(1)质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功w。,(2)将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力fkr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。a设雨滴的密度为，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式；b示意图中画出了半径为r1、r2(r1r2)的雨滴在空气中无初速下落的vt图线，其中_对应半径为r1的雨滴(选填、)；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的vt图线。(3)由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为s的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力fv2(提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0)。,图1,以f表示圆盘对空气分子的作用力，根据动量定理，有ftmv得fnm0sv2由牛顿第三定律，可知圆盘所受空气阻力fv2采用不同的碰撞模型，也可得到相同结论。,聚焦热点备考通关,1应用动量定理解决问题的关键(1)表达式ftmv2mv1是矢量式，一定要规定正方向(2)表达式中的ft是指合外力的冲量或者是各个外力冲量的矢量和,动量定理的理解和应用,核心知识,2使用动量定理的注意事项(1)动量定理没有适用条件，在计算与时间有关的问题时都可以适用。一般来说，用牛顿第二定律能解决的问题，用动量定理也能解决，如果题目不涉及加速度和位移，用动量定理求解更简捷。动量定理不仅适用于恒力，也适用于变力。这种情况下，动量定理中的力f应理解为变力在作用时间内的平均值。(2)动量定理的表达式是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的f是物体或系统所受的合力。,3应用动量定理解题的一般步骤(1)明确研究对象和研究过程(研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段)(2)进行受力分析：只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，不必分析内力(3)规定正方向(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量，根据动量定理列方程求解,【典例1】(2019湖北省武汉市模拟)运动员在水上做飞行运动表演，他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量为90kg，两个喷嘴的直径为10cm，已知重力加速度大小g10m/s2，水的密度1.0103kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为()a2.7m/sb5.4m/sc7.6m/sd10.8m/s,b,典例探究,(1)动量定理的正交分解式ixfxtmvxmvx，iyfytmvymvy，(2)对于连续流体应用动量定理确定小段时间t的连续体为研究对象。写出t内的质量m与t的关系式。分析连续m的受力情况和动量变化。用动量定理列方程、求解。,1(2019江西省信州区模拟)质量m3kg小物体放在水平地面上，在水平力f15n的作用下开始运动。在02s的时间内，拉力f的功率p随时间变化的关系图象如图所示，那么，小物体与水平面的动摩擦因数为(重力加速度g10m/s2)(),类题演练,b,1动量守恒定律适用条件(1)前提条件：存在相互作用的物体系(2)理想条件：系统不受外力(3)实际条件：系统所受合外力为0(4)近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力(5)方向条件：系统在某一方向上满足上面的条件，则此方向上动量守恒,动量守恒定律的应用,核心知识,2动量守恒定律的表达式(1)m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和。(2)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向。(3)p0，系统总动量的增量为零。3必须明确碰撞问题遵守的三条原则(1)动量守恒：p1p2p1p2(2)动能不增加：ek1ek2ek1ek2(3)速度要符合实际情况,【典例2】(2019河北省衡水中学模拟)如图所示，a、b、c三球的质量分别为m、m、2m，三个小球从同一高度同时出发，其中a球有水平向右的初速度v0，b、c由静止释放。三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为()a1次b2次c3次d4次,c,典例探究,解析由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地，a、b第一碰撞后水平速度互换，b、c发生第二碰撞后，由于b的质量小于c的质量，则b反向；b、a发生第三次碰撞后，b、a水平速度互换，a向左，b竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞，故c正确，a、b、d错误；故选c。,(1)当m1m2时，v10，v2v0(质量相等，速度交换)(2)当m1m2时，v10，v20，且v2v1(大碰小，前后跑)(3)当m10(小碰大，要反弹)(4)当m1m2时，v1v0，v22v0(极大碰极小，大不变，小加倍)(5)当m1m2时，v1v0，v20(极小碰极大，小等速率反弹，大不变),2(2019湖北省衡水中学高三高考调研)光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为的斜面a，斜面质量为m，底边长为l，如图所示。将一质量为m可视为质点的滑块b从斜面的顶端由静止释放，滑块b经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为fn，则下列说法中正确的是(),类题演练,d,动量守恒与其他知识综合问题往往是多过程问题，解决这类问题要弄清物理过程，分清每一个物理过程，遵从什么样的物理规律。一般来说，若研究过程中涉及到时间，用动量定理或运动学公式列方程；若研究过程中不涉及时间，对象为单个物体，用动能定理列方程；对象为系统，用能量和动量守恒定律列方程。,动量和能量的综合应用,核心知识,【典例3】(2019广东省汕头市模拟)如图是某少年进行滑板训练时的示意图。滑板原来静止在水平地面某处，少年以某一水平初速度跳上滑板，之后与滑板一起以v2.0m/s的速度开始沿水平地面向左滑行，经过x20m的距离后停下。此后少年又从滑板上水平向左跳出，滑板变成向右滑行，返回出发点时恰好停下。已知滑板的质量m4kg，少年的质量m40kg，滑板滑行过程受到的路面阻力大小与滑板对地面的压力大小成正比。求：,典例探究,(1)少年与滑板一起滑行过程受到的路面阻力大小；(2)少年跳上滑板时的水平初速度v1大小和跳离滑板时的水平速度v2大小。,3(多选)(2019四川省崇州市模拟)如图所示，质量为m的小车置于光滑的水平面上，车的上表面是粗糙的，有一质量为m的木块静置于小车的最左端。现给小车一个瞬时向左的冲量使之获得一初速度v0。若车的上表面足够长，则()a车的上表面越粗糙，小车和木块达成的共同速度越大b车的上表面越粗糙，木块最终相对小车滑入的长度越小c车的上表面越粗糙，小车和木块组成的系统最终损失的机械能越多d车的上表面越粗糙，小车与木块达成共同速度耗时越短,类题演练,bd,4(2019陕西省三模)如图所示，带有挡板的小车质量为m，上表面光滑，静止于光滑水平面上。轻质弹簧左端固定在小车上，右端处于自由伸长状态。质量也为m的小球，以速度v从右侧滑上小车，在小球刚接触弹簧至弹簧分离过程中，以下判断正确的是(),类题演练,a,力学三大观点是指动力学观点、动量观点和能量观点(1)当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时，一般选择用动力学方法解题。(2)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题，题目中出现相对位移时，应优先选择能量守恒定律。,力学三大观点的综合应用,核心知识,(3)当涉及多个物体及时间时，一般考虑动量定理、动量守恒定律。(4)当涉及细节并要求分析力时，一般选择牛顿运动定律，对某一时刻的问题选择牛顿第二定律求解。(4)复杂问题的分析一般需要选择能量的观点、运动与力的观点综合解题。,【典例4】(2019重庆模拟)如图所示，水平面上ab间有一长度x4m的凹槽，长度为l2m、质量m1kg的木板静止于凹槽右侧，木板厚度与凹槽深度相同，水平面左侧有一半径r0.4m的竖直半圆轨道，右侧有一个足够长的圆弧轨道，a点右侧静止一质量m10.98kg的小木块。射钉枪以速度v0100m/s射出一颗质量m00.02kg的铁钉，铁钉嵌在木块中并滑上木板，木板与木块间动摩擦因数0.05，其他摩擦不计。若木板每次与a、b相碰后速度立即减为0，且与a、b不粘连，重力加速度g10m/s2。求：,典例探究,(1)铁钉射入木块后共同的速度v；(2)木块经过竖直圆轨道最低点c时，对轨道的压力大小fn；(3)木块最终停止时离a点的距离s。,5(2019安徽省阜阳模拟)如图所示，物体a置于静止在光滑水平面上的平板小车b的左端，物体在a的上方o点用细线悬挂一小球c(可视为质点