2013届高考物理二轮复习课件：专题2第6讲 动量和能量的综合应用

1、第六讲动量和能量的综合应用,重点知识归纳,一、动量与动能、冲量的关系 1动量和动能的关系 (1)动量和动能都与物体的某一运动状态相对应，都与物体的质量和速度有关但它们存在明显的不同：动量的大小与速度成正比，pmv；动能的大小与速度的平方成正比，Ekmv2/2.两者的关系：p22mEk.,(2)动量是矢量而动能是标量物体的动量发生变化时，动能不一定变化；但物体的动能一旦发生变化，则动量必发生变化 (3)动量的变化量pp2p1是矢量形式，其运算遵循平行四边形定则；动能的变化量EkEk2Ek1是标量式，运算时应用代数法 2动量和冲量的关系 冲量是物体动量变化的原因，动量变化量的方向与合外力冲量方向相

2、同,二、动能定理和动量定理的比较,三、功能关系的分析,特别提醒：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，所以说功是能量转化的量度功能关系是联系功和能的“桥梁”,热点题型示例,1动量定理的理解 (1)动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说是物体所受合外力冲量的矢量和) (2)动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状态量)间的互求关系,2解题步骤 (1)明确研究对象(一般为单个物体)及对应物理过程 (2)对研究对象进行受力分析并区分初、末运动状态，找出对应的动量 (3)规定正方向，明确各

3、矢量的正负，若为未知矢量，则可先假设其为正方向 (4)由动量定理列方程求解,图61,(1)对板施加指向圆心的水平外力F，设物块与板间最大静摩擦力为Ffmax，若物块能在板上滑动，求F应满足的条件 (2)如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为I， I应满足什么条件才能使物块从板上掉下？ 物块从开始运动到掉下时的位移s为多少？ 根据s与I的关系式说明要使s更小，冲量应如何改变,【答案】见解析,强化训练1如图62所示，质量mA为4 kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数0.24，木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为质点)，它们均处于静止状态木

4、板突然受到水平向右的12 Ns的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EkA为8.0 J，小物块的动能EkB为0.50 J，重力加速度取10 m/s2，求：,图62,(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0； (2)木板的长度L. 解析：(1)设水平向右为正方向，有ImAv0 代入数据解得v03.0 m/s. (2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA，B在A上滑行的时间为t，B离开A时A和B的速度分别为vA和vB，有,答案：(1)3.0 m/s(2)0.50 m,1表达式： (1)pp(相互作用前系统总动量p等于相互作用后总动量p)； (2)p

5、0(系统总动量的增量等于零)； (3)p1p2(两个物体组成的系统中，各自动量的增量大小相等、方向相反),2应用范围： (1)平均动量守恒：初动量为零，两物体动量大小相等，方向相反 (2)碰撞、爆炸、反冲：作用时间极短，相互作用力很大，外力可忽略 (3)分方向动量守恒：一般水平动量守恒，竖直动量不守恒,3应用动量守恒定律解决问题的步骤： (1)确定研究对象，研究对象为相互作用的几个物体 (2)分析系统所受外力，判断系统动量是否守恒，哪一过程守恒 (3)选取正方向，确定系统的初动量和末动量 (4)根据动量守恒列方程求解,(2011年高考山东卷)如图63所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)

6、分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度 .(不计水的阻力),图63,【解析】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得 12mv011mv1mvmin 10m2v0mvmin11mv2 为避免两船相撞应满足 v1v2 联立式得 vmin4v0. 【答案】4v0,强化训练2(2011年高考福建卷)在光滑水平面上，一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后，A球

7、的速度方向与碰撞前相反则碰撞后B球的速度大小可能是() A0.6v B0.4v C0.3v D0.2v,注：应用表达式(1)时，涉及重力势能的大小，必须首先选零势能参考平面 2机械能守恒定律解题的基本思路 (1)选取研究对象系统或物体 (2)对研究对象进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒 (3)根据要选取的表达式，确定研究对象的初、末机械能、动能或势能的变化 (4)根据机械能守恒列方程求解,图64,(1)发射该小钢珠前，弹簧的弹性势能Ep多大？ (2)小钢珠落到曲面N上时的动能Ek多大？(结果保留两位有效数字),【答案】(1)1.5101 J(2)8.0102 J,强化训练3(2010年高考

8、上海卷)如图65，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面上，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度为h，C点的高度为2h，一滑块从A点以初速度v0分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出 (1)求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离sC和sD； (2)求实现sCsD，v0应满足什么条件？,图65,答案：见解析,在解决力学问题时，有动量和能量两种不同的观点 动量的观点：主要用动量定理和动量守恒定律求解，常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作用的物体系问题 能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题时，常用动能定理分析，在涉及物体系内能量的转化问题时，常用能量的转化和守恒定律,

9、在做题时首先确定研究的系统和过程，判断动量守恒和机械能守恒或能量守恒；其次，分析参与转化的能量种类，分清哪些能量增加，哪些能量减少 碰撞、反冲、火箭是动量知识和机械能知识综合应用的特例，高考常从这几个方面出题，在做题时，要善于寻找题中给出的解题条件，分析属于哪种情况，从而顺利解题,图66,(1)物块B在d点的速度大小v； (2)物块A滑行的距离s.,强化训练4(2011年高考海南卷)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图67所示图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止重力加速度为g.求：,图67,