【物理】2011届高考二轮专题复习课件：第2单元-动(精)

1、专题七动量观点解题主干知识整合、对动量定理的理解动量定理的内容：物体所受 金处力 的冲量等于物个 的动量变化其公式表达为：/合=切 或Ft=Ft= mvmvmvmv对动量定理的理解要注意下列要点：1.动量定理表明_冲暈_是使物体动量发生变化白 原因，合外力的冲量 是物体动量变化的量度.2.动量定理给出了物体所受合外力的冲量和动量变化卩的大小互求关系和方向同向关系.垃3 牛顿第二定律的动量形式为b A/_,它是刁 析物体所受的作用力的原理式.4.动量定理的表达式是矢量式.在一维的情况下, 各个矢量必须规定一个正方向.5.对系统而言，动量定理就是系统所受合外力的 冲量等于系统总动量的变化.其表达式

2、：I I合=（m m心J +m m2 2v v1 12 2 + +fnfn3 3v v 2 2加2血+加3巧+）+）一（加1 +二、掌握动量守恒定律的两种表达式、三种守恒类型，三性1.动量守恒定律有两种表达形式： 其一是守恒式: 加l+加 272 =加 17 l+加 2 2, 即 p+pi=p+pi=p+p+p2，它是守恒过程的两个状态（两个帚刻）建立的守恒关系；其二是转4 式：妙 1 +妙 2 = 0 或 Api = _A2 或箫=其物理 义是物体1 的动量的变化量等于物体 2 的动量的变化量的 1 值.2.动量守恒定律存在三种守恒类型:(1)系统 所受外力 或者不受外力 之和为零:(2)系

3、统所受外力 内力，外力可以忽略不计，如爆炸、反冲运动、碰撞等就属于这一类型，此时系统的动量近 似守恒；(3)系统在某一个方向上所受的 之和为零，则该方向上动量守恒.3.应用动量守恒定律解题时应注意三性.同时性:m m1 1v vi i+ + m m2 2v v2 2=fn=fn1 1v v, ,i+mi+m2 2v vf f2 中, Pi 与 卩 2、1 与 e 别对应着始、末时刻的速度， 解就时必须保证速度的同时 t 同时刻的动量不能相加减.矢量性：在一维情况下应斥 守恒定律，先要确定正方向，与正方向方向相同的动量为.与正方向方向相反的动量为负值.通过这种对方向的处理 量运算就化为代数运算，

4、使问题简化.相对性：动量守 程中各速度都指相对 同 惯性参考系 的速度.如果题中匸 速度是物体间的相对速度， 则要将它转化为相对于某一惨 考系(一般为对地)的速度转化时一定要注意各速度的符茫远小于三、反冲运动中的动量守恒满足动量守恒（或某一方向动量守恒），则相互作用过程统的“平均”动量（指质量与平均速度的乘积）也守恒. 用守恒关系可以解决一些涉及位移的问题.方法：由龙 11+机 22 = 0两边同时乘以t t得：汝 1 Q 忆+加 2 矽 2 力=0，艮卩加+ =0但要强调：1、2 是指相对于地面的位移.2. 两个物体原来处于静止并且在相互作用的过程 1 动量守恒，则这两个物体同时运动，同时停

5、止.要点热点探究探究点一动量定理及其应用应用动量定理解题时，首先要明确研究对象.研究过; 确定正方向，然后分析研究对象在研究过程中的受力情况, 出合外力的冲量；同时分析研究对象的运动情况，确定物,运动过程中始末状态的动量，找出动量的变化.最后依据：定理列方程求解.运用尸合=舒可分析物体所受合外力，也可分析粒子体产生的作用力，解题的关键：确定好研究对象，一丿 取一一个原来P 止的系部分的运对另一部部分产生反冲运动，若整个raj段液柱为研究对象；二、分析清楚粒子或流体在一段 I 内的动量变化.例 1 在温哥华冬奥会上，中国冰雪健儿取得了优异月绩， 尤其是跳台滑雪项目有了较大突破.现将此运动简 4

6、为如下模型.运动员穿着滑雪板，从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，如图 271 所示.设运动员连 同滑雪板的总质量刃=50 kg,从倾角& =37的坡顶力点 以速度=20m/s 沿水平方向飞出，恰落到山坡底的水面上的徴 b Gg=10m/s2, sin37 =0. 6, cos37 =0. 8 求：(1) 运动员在空中飞行的时间上和肋间的距离 s；(2) 运动员落到水平面上的徴t时顺势屈腿以缓冲, 使他垂直于水平面的分速度在 A 方=0.20 s 的时间内 减小为零.试求缓冲过程中滑雪板对水平面的平均压 另头:小.图2-7-I蚪2-7-2员几个阶段的运动？( (2)求滑雪板对水平

7、面的平均压力夹【解析】( (1)运动员由 4 到 B 做平抛运动，水平 方向的位移为x x = = vv竖直方向的位移为y=gty=gt2 2=tan 37解得：,=如严=3 又*=sin 37故s =2shf372=75m(2)运动员落地前瞬间的竖直分速度v vy y=gt=30=gt=30m/s宙动量定理，得(FNmg)t=mvmg)t=mvy y解得FN= 8X103N故滑雪板对地压力大小为 8X103N【点评】本题第(2)问中需要在竖直方向应用动量定理，是动量定理矢量性的很好体现.【点拨】(1)在题目所涉及的问题中需要分析运多小时(1)75 m探究点二子弹打木块类问题子弹打木块问题及其

8、衍生、 拓展问题的分析是常见力 合问题.分析此类问题应注意：(1) 子弹打木块问题都是瞬间完成的强相互作用，子鸭 木块构成的系统动量守恒；(2)如果没有打穿木块，则子弹和木块获得相同速度,过能量可实现子弹打入深度和子弹所受阻力大小的互求;(3) 一个滑块冲上一块光滑水平面上的木板后经历的莊与子弹打木块类似，只是经历的时间稍长一些，不能作为 I 过程处理，但系统动量仍守恒.小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为=2 kg 的物体 A(可视为质点).一个质量为m m = = 2Qg2Qg的予 以 500m/s 的水平速度迅速射穿 A 后，速度变为 100 m/最后物体 4 静止在车上.若

9、物体 4 与小车间的动摩擦艮“ =0 5求：（取 g=10 m/s2）(1)平板车最后的速度是多大？ 全过程损失的机械能为多少？ (3)4 在平板车上滑行例 1 如图 2 7 2 所示，质 为M=2M=2蚪2-7-2的距离为多少？【点拨】( (1)注意研究对象(系统)的合理确定； 准确应用能量观点.(1)2 m/s (2)2392 J (3)0.8 m【解析】( (1)研究子弹射穿物体过程，动量守恒 有mv()=mvmv()=mv, ,+ MAV同理，分析 M 和仏系统自子弹穿出后直至相刘 静止有MAV=(M(M+ +MA)V车(2) 根据能量转化和守恒得：系统损失的动能即为 W程损失的机械能

10、所以E E = = E Ekm (Q km + EkM +TRIVIA)=2392 J(3) 同理， 经分析可知， 物体和平板车损失的机械 全转化为系统发热，假设A A在平板车上滑行距离为 据能量守恒有代入数据=4=4m/s代入数据得平板车最:后速度为v v车=2 m/sQ=“A/A)vl蚪2-7-2代入数据解得 = 0.8 m【点评】 在涉及动量的力学综合题的分析中要特! 注意根据题意合理划分运动阶段，尤其注意瞬时过程和? 续过程的确定.例如，题中子弹打穿木块属丁瞬时过程, 对此过程小平板车不参与，所以应选取子弹和木块构成 I 系统为研究对象；而子弹打穿木块后木块在小平板车上】 运动属于持续

11、作用过程，应以打穿后的木块和小平板车: 研究对象，子弹不参与这一过程.探究点三碰撞与爆炸反冲问题碰撞、爆炸、反冲也都是瞬时作用过程，分析时应主意:(1)由于碰撞、爆炸、反冲属于瞬时强相互作用，所以即使系统在该瞬间所受合外力不为零，但系统所受合夕 力的冲量非常小(可忽略)，所以仍按动量守恒处理;(2)要注意准确识别碰撞、爆炸、反冲过程和同类问实质是同一问题.,实例 3 如图 2-7-3 所示，物块 4、B 的质量分别是4 = 4 0 kg 和/n = 3 0 kg,用轻弹簧拴接相连放在光滑的水平地面上，物块 B 右侧与竖直墙相接触.另 有一物块 C 从/=0 时以一定速度向右运动，在 r=4s

12、时与物块 A 相碰，并立即与 A 粘在一起不再分开.物 块 C 的v vt t图象如图 2 7 4 所示.求：(2)墙壁对物块3的弹力在4 s到12 s的时间内对B做的功W及对B的冲量7的大小和方向；(3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能 Ep.圏2-7-3lWWA7r|t/（m只1）ffl 27-4【点拨】( (1)人 谢碰撞属于何种类型碰撞？遵从 么规律？( (2)人 啲碰撞弹簧参与吗？( (3)认真分析弹簧 本题中的角色特点.(1)(1)2 kg (2)-36 N-s,方向向左 (3)9 J【解析】( (1)由图知，C 与 4 碰前速度为“ = 9m, 碰后速度为2 = 3 m/

13、s, C 与 4 碰撞过程动量守恒.m mc cv v1 1= = (m(mA A+m+mc c)V2)V2得m mc c=2=2kg(2)(2)墙对物体 B 不做功，W=0 ,由图知，12 s 末 和C C的速度为 4= -3 m/s,4s 到 12s,墙对B B的冲量为 有1=1= + + mc)vmc)v3 3(m(mA A+m)v+m)v2 2得/ = 36N-s,方向向左(3)12 s 末离开墙壁，之后 A、C 及弹簧组 成的系统动量和机械能守恒，且当 A、C与B B速度 S 相等时弹簧弹性势能最大，据动量守恒有+ +me)me)巧=(以+加+me)me) v v4 4+加 c)诟=

14、扣必+ 心 +加 c)诟+Ep 得 Ep=9J【点评】（1）对碰撞问题的分析首先要看清所研究由 类型（弹性碰撞还是非弹性碰撞，或是完全非弹性碰撞）要 他们的特征，如题中/与谢碰撞为完全非弹性碰撞.主 理划分运动阶段，如题中与励碰撞瞬间弹簧不参与，这 的力学特征所决定的，如果将弹簧换成直杆，则效果就完 样了.（3）要注意及时总结典型问题的处理思路和结论，女 的可能性分析问题要注意三个研究角度：动量角度 须守恒；能量角度碰撞后总动能小于等于碰前总动 符合实际的角度如追击碰撞问题：碰前后面物体的速 大于前面物体的速度，而碰后后面物体的速度一定小于等 物体的速度.如下面变式题.变貝题2009-全国卷

15、II质量为M M的物块以遜 度 3 运动，与质量为m m的静止物块发生正碰，碰擅 后两者的动量正好相等.两者质量之比仔可能为)A. 2C. 4AB 高考命题者说本题考査考生的分析能力.要 求考生对碰撞过程中的动量、能量关系有较好掌握，本趣 具有一定难度.碰撞问题是考生熟悉的内容，碰撞分弹性碰撞和非弹性建 撞两种，弹性碰撞机械能守恒，非弹性碰撞机械能有损歹 但不管怎样，碰撞不会使机械能增加，这是解决本题的夬 键，也是难点.考生必须具有灵活运用所学知识解决具仞 问题的能力，才能做出正确选择.设碰撞后 M 和加的速度分别为 W 和/，由动量守恒才 已知条件得MVMV +mv+mvf f=MVMVMV

16、 =mv=mv由式解得将式代入，化简得诂 W3 可见选项 AB 正确.2)MOv,=孰 2 =斡碰撞中动能损失为2 2+mv+mvf f上.重力本题考生容易想当然地用能量和动量守恒联立求解，丿挑选出选项 B,而漏掉选项 A.另有考生认为，弹性碰撞只是 理想情况，实际的碰撞总有机械能损失，因而只选 A,不重 实际上碰撞是一类十分广泛的物理现象，例如两个带同种匸 物体靠近又远离，也可看做是“碰撞”，机械能没有损失, 况微观粒子的弹性碰撞，机械能是严格守恒的，而题目说 E“可能为”，选项 B 当然正确.本题的抽样统计难度为 0.437,对全体考生都有较好貳 度.有11%的考生选择了正确选项，但有 3

17、0%的考生仅选择35%的考生仅选了 B 项，还有 15%的考生错选了 C 项.教师备用题1.如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端 J 有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的习 重物与木板间的动摩擦因数为使木板与重物以共同的 j 度向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时闫短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木松2P(2V03g 十【解析】_4v_4v0 0一 3“g木板第一次与墙碰撞后，向左匀减 i直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动 到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直 m 第二次撞墙.木板第一次与墙碰撞后，重物与木板

18、相互作用 到有共同速度，动量守恒，有：2mv2mv0 0 mvmvQ Q= = (2m(2m + + m)vm)v, ,解得：v v = =木板在第一个过程中，用动量定理，有：mr用动能定理，有：mvmv2 2 mvlmvl = = “2/ng 木板在第二个过程中，匀速直线运动，有：= = vtvt2 2木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的 2% ,2v2v0 04%时间=卄 2=猛+3 您-3“g 2.如图所示，一个半径 40.80 m 的四分之一光岂圆形轨道固定在竖直平面内，底端切线水平，距地面雀度H=l.H=l.25 m.在轨道底端放置一个质量a aB B=0.=0.30 kg 邯 小

19、球艮另一质量马=o io kg 的小球川两球均视为质点: 由圆形轨道顶端无初速释放，运动到轨道底端与球购正碰，碰后球咏平飞出，其落到水平地面时的水平位5=0. 80 m.忽略空气阻力，重力加速度諏 10 m/s2,求:(1)A 耐前瞬间，濟对轨道压力大小和方向;力球离开圆形轨道时的速度大小；力球与鋤碰撞后瞬间，力球速度的大小和方向.(1)3 N,方向竖直向下；(2)1.6 m/s；(3) 0.80 m/s 向与碰前速度方向相反【解析】(1)A 由光滑轨道滑下，机械能守恒，球 A 滚到轨道下端时速度为，则m mA AgRgR = = mmA Avv在底端，由牛顿第二定律vjvjFNFNntntA

20、 Ag g = = m mA A 代入数据解得FN=3N由牛顿第三定律知，球 A 对轨道的压力大小为 3N向竖直向下.(2)物块B B离开轨道最低点后作平抛运动，设其飞彳时间为匚离开轨道下端时的速度为2，则s s = = v v2 2t t代入数据解得2 = 1-6 m/s(3)A 在轨道最低点与B B碰撞过程中动量守恒，设小王 A 碰撞后的速度为巧，则m mA Av vY Y= = m mA Av v3 3+ +m mB Bv v2 2代入数据解得P3=0.80 m/s， 方向与碰前速度方 fi 相反3.如图，在光滑的水平桌面上，静止放着一质量为 S g 的长方形匀质木块，现有一颗质量为20

21、 g 的子弹以 300 I 的水平速度沿其轴线射向木块，结果子弹留在木块中没笔 出，和木块一起以共同的速度运动.已知木块沿子弹运多 向的长度为 10 cm,子弹打进木块的深度为 6 弹的阻力保持不变.(计算结果只要求保留到小数点后一 4求子弹和木块的共同速度以及它们在此过程中所: 的内能；(2)若子弹是以400 m/s的水平 速度从同一方向水平射向该木块的， 则它能否射穿该木块？(1)6.0 m/s 882 J；(2)能够穿透此木块【解析】( (1)设子弹的初速度为 列，射入木块的三 同速度为 6 以子弹和木块为系统，则动量守恒定律: 祝Qo = (AJ+汝)QEk =gx 0.02X30()2 j |x (0.98 + 0.02) X 62J = 8Jcm.设木Vo-mV/解得m/s = 6.0 m/smuo_0.02此过程系E =(2)设以% = 400 m/s 的速度刚好能够射穿材质一 厚度为d df f的另一个木块，则