教科版物理高考第二轮复习——动量与能量（学案）

1、.高考第二轮复习动量与能量一、教学内容：高考第二轮复习动量与能量二、学习目的：1、掌握动量与能量问题分析的常规思维方法。2、掌握动量与能量问题的知识体系的重点与核心内容。3、重点把握动量与能量问题在高考题目中的热点题型及相应的解题策略。一动力学三大观点“力的观点、“能量观点、“动量观点. 二力学知识体系力学研究的是物体的受力情况与运动情况的关系. 以三条线包括五条重要规律为纽带建立联络，可用下面的框图表示：三研究动力学问题三大观点的比较分类规律内容研究对象应用条件数学表达式力的瞬间作用牛顿第二定律物体的加速度大小与合外力成正比，与质量成反比，其方向与合外力一样物体质点宏观低速F合=ma力的空间

2、积累作用动能定理外力对物体所做的总功等于物体动能的变化物体质点一般研究单个物体W外=Ek2 Ek1=Ek机械能守恒定律在只有重力和弹力做功，其他力不做功的系统内，机械能的总量保持不变系统内的物体只有重力和弹力做功，其他力不做功E2= E1Ek2+ Ep2=Ek1+Ep1力的时间积累作用动量定理物体所受合外力的冲量等于它的动量的增量物体质点物体所受合外力不等于零F合t=ppI=p动量守恒定律系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的动量就保持不变；在某个方向上系统所受合外力为零，在这个方向上，系统的动量分量就保持不变系统内的物体系统所受合外力为零；在某个方向上系统所受合外力为零m1v1+ m2

3、v2= m1v1+m2v2四动力学三大观点选用原那么1. 假如要列出某个物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律. 2. 研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，在涉及时间和速度，不涉及位移和加速度时要首先考虑运用动量定理. 在涉及位移、速度，不涉及时间时要首先考虑选用动能定理. 3. 假设研究的对象为互相作用的物体组成的系统，一般考虑用动量守恒定律和机械能守恒定律去解决，但要仔细分析研究的问题是否符合守恒条件. 4. 在涉及相对位移问题时那么优先考虑能量守恒定律，即系统抑制摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，也即转变为系统内能的量. 5. 在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现

4、象时，须注意到一般这些过程均隐含有系统机械能与其他形式能之间的转化. 这类问题因作用时间极短，动量守恒定律一般能派上大用场. 五选用不同规律解题时的本卷须知1. 使用牛顿运动定律的关键是：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，明确并建立力与加速度及运动与加速度的关系. 2. 使用动量定理的关键是：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，选取正方向，明确合外力的冲量及初、末动量的正负. 3. 使用动能定理的关键是：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，明确哪些力做正功、哪些力做负功、哪些力不做功及动能的变化. 4. 使用动量守恒定律的关键是：确定选取的系统和研究的过程，做好受力分析和过程分析，判断

5、是否符合动量守恒的使用条件. 5. 使用机械能守恒定律的关键是：确定选取的系统和研究的过程，做好受力分析和过程分析，判断是否符合机械能守恒的使用条件. 6. 使用能量守恒的关键是：确定研究对象，做好受力分析和过程分析，明确有哪些力做功，做功的结果是导致什么能向什么能转化，然后建立E增=E减的关系. 问题1、“滑块和滑板相互作用问题：例1：如下图，质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的程度面上，车长L=15 m，现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块，以程度向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5，取g=10 m/s2

6、，求1物块在车面上滑行的时间t；2要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少。答案：10.24s 25m/s解析：此题考察摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。1设物块与小车的共同速度为v，以程度向右为正方向，根据动量守恒定律有设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有其中 解得代入数据得 2要使物块恰好不从车厢滑出，须物块到车面右端时与小车有共同的速度v，那么由功能关系有代入数据解得 =5m/s故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0不能超过5m/s。方法总结：在光滑程度面上的相对滑动问题一般是要用到动量守

7、恒定律和能量守恒定律。在用能量守恒定律列式时一般要涉及摩擦生热的计算。假如两个物体间的摩擦力大小是不变的，那么两个物体互相摩擦而产生的热量Q或说系统内能的增加量等于物体之间滑动摩擦力f与这两个物体间相对滑动的路程的乘积，即。问题2、利用动量守恒与能量守恒解决弹簧类问题例2：如图，在光滑程度桌面上，物体A和B用轻弹簧连接，另一物体C靠在B左侧未连接，它们的质量分别为mA=0. 2 kg，mB=mC=0. 1 kg. 现用外力作用于B、C和A压缩弹簧，外力做功为7. 2 J，弹簧仍在弹性限度内，然后由静止释放. 试求：1弹簧伸长最大时弹簧的弹性势能；2弹簧从伸长最大回复到自然长度时，A、B速度的大

8、小. 解析：取向右为正方向. 1第一过程，弹簧从缩短至恢复原长mAvA1mB+mCv1=0mAvA12+mB+mCv12 =Epo代入数据得vAl =6 ms，v1=6 ms，第二过程，弹簧从原长伸至最长时，A、B速度相等。有mAvA1mBv1=mA+mBv2Epm=Ep0 mA+mBv22mCv12代入数据得v2=2 ms，Epm =4. 8 J. 2第三过程，弹簧从最长至原长，有mA+mBv2=mAvA3+mBvB3mA+mBv22+Epm=mAvA32+mBvB32得vA3=2 ms，vB3=10 ms. 方法总结：最初弹簧伸长时，B、C间有弹力作用，A、B系统的动量不守恒，但以A、B、

9、C作为系统，动量守恒. B、C别离以后，A、B系统的动量守恒. 此题说明有多个物体时，需合理选择物体组成研究系统. 问题3、力学规律的选择和综合应用：例3：探究某种笔的弹跳问题时，把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分，其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段：把笔竖直倒立于程度硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面见图a；由静止释放，外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时，与静止的内芯碰撞见图b；碰后，内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处见图c。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力，重力加速度为g。求：1外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度的大小

10、；2从外壳分开桌面到碰撞前瞬间，弹簧做的功；3从外壳下端分开桌面到上升至h2处，笔损失的机械能。解析：1由 得2由，将v2代入得由，将v1代入得3，将v1、v2代入得笔例4：如图甲所示，一质量为M、长为L的长方形木板B放在光滑的程度地面上，在其右端放一质量为m的小木块A，m<M. 现以地面为参考系，给A和B以大小相等、方向相反的初速度，使A开场向左运动，B开场向右运动，但最后A刚好没有滑离B板. 1假设A和B的初速度大小为v0，求它们最后的速度大小和方向. 2假设初速度的大小未知，求小木块A向左运动到达的最远处从地面上看离出发点的间隔 . 甲解析：解法一 运用牛顿第二定律求解A刚好没有滑

11、离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有一样的速度，设此速度为v，所经历总时间为t，A、B间的滑动摩擦力为f，如图乙所示. 乙对A据牛顿第二定律和运动学公式有f=maA、L2=v0taAt2和v=v0+aAt对B据牛顿第二定律和运动学公式有f=MaB、L0=v0taBt2和v=v0aBt由图中几何关系得L0+L2=L忽略木块大小由以上各式可求得它们最后的速度大小为v=v0，方向向右. 木块的加速度aA=A向左运动时速度为零，那么最大间隔 L1=. 解法二 运用动能定理和动量定理求解A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有一样的速度，设此速度为v，经过时间为t，A和B的初

12、速度的大小为v0，那么据动量定理可得对A：ft=mv+mv0对B：ft=MvMv0解得v=·v0，方向向右A在B板的右端时初速度向左，而到达B板左端时的末速度向右，可见A在运动过程中必须经历向左做减速运动直到速度为零，再向右做加速运动直到速度为v的两个阶段. 设L1为A开场运动到速度变为零过程中向左运动的路程，L2为A从速度为零增加到速度为v的过程中向右运动的路程，L0为A从开场运动到刚好到达B的最左端的过程中B运动的路程，如图乙所示，设A与B之间的滑动摩擦力为f，那么由动能定理，对于B有fL0=Mv02Mv2对于A有fL1=mv02所以可得fL1L2= mv2由图中几何关系得L0+

13、L2=L由以上各式联立求得L1=.解法三 运用能量守恒定律和动量守恒定律求解A刚好没有滑离B板，表示当A滑到B板的最左端时，A、B具有一样的速度，设此速度为v，A和B的初速度的大小为v0，那么据动量守恒定律可得Mv0mv0=m+Mv解得v=v0，方向向右. 对系统的全过程，由能量守恒定律得Q=fL=M+mv02m+Mv2对于A有fL1=mv02由上述各式联立求得L1=. 问题4、能量守恒在电磁感应中的应用问题：例5：如图甲所示为两根平行放置的相距L=0.5m且足够长的固定金属直角导轨，一部分程度，另一部分竖直。质量均为m=0.5kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直且接触良好形成闭合回路，程度导轨与ab杆之间的动摩擦因数为，竖直导轨光滑。ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮相连，每根杆的电阻均为，其他电阻不计。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现用一平行于程度导轨的恒定拉力F作用于ab杆，使之从静止开场向右运动，ab杆最终将做匀速运动，且在运动过程中，cd杆始终在竖直导轨上运动。当改变拉力F的大小时，ab杆相对应的匀速运动的速度v的大小也随之改变，F与v的关系图线如图乙所示。不计细线与滑轮之间的摩擦和空气阻力，g取。求：1杆与程度导轨之间的动摩擦因数和磁感应强度B各为多大？2假设ab杆在F=9N的恒力