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*,*,第,2,讲动量和能量观点的应用,专题二能量和动量,1,考点一动量与冲量有关概念与规律的辨析,考点三动量和能量观点在电磁感应中的应用,考点二动量观点在电场和磁场中的应用,2,动量与冲量有关概念与规律的辨析,考点一,3,命题预测,1.,高空作业须系安全带，如果质量为,m,的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为,h,(,可视为自由落体运动,).,此后经历时间,t,安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为多少？,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,4,2.(,多选,)(,人教版选修,3,5P9,改编,),鸡蛋掉在草地上比掉在水泥地上不容易碎,.,下列防护和规定中与其具有相同的原理的是,A.,撑竿跳高比赛中，横杆的下方放有较厚的海绵垫,B.,易碎物品运输时要用柔软材料包装，船舷和码头悬挂旧轮胎,C.,有关部门规定用手工操作的各类振动机械的频率必须大于,20,赫兹,D.,在汽车上安装安全气囊,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,模拟训练,5,解析,鸡蛋掉在草地上时与草地的作用时间长，掉在水泥地上时与水泥地的作用时间短，由动量定理,F,t,p,知，当动量变化量相同时，鸡蛋掉在草地上受到的作用力小，所以不容易碎,.,撑竿跳高比赛时，横杆的下方放有较厚的海绵垫是为了增大运动员与海绵的作用时间而减小运动员受到的作用力，选项,A,正确；,易碎物品运输时要用柔软材料包装，船舷和码头悬挂旧轮胎是为了增大物体间的作用时间而减小物体间的作用力，选项,B,正确；,用手工操作的各类振动机械的频率大于,20 Hz,是为了防止发生共振现象而对人体健康造成危害，选项,C,错误；,在汽车上安装安全气囊是为了增大安全气囊与人的作用时间而减小人受到的作用力，选项,D,正确,.,1,2,3,4,5,6,7,6,3.(,多选,)(2016,浙江镇海中学期末,),下列说法正确的是,A.,动量大的物体，它的速度不一定大,B.,动量大的物体，它的速度一定也大,C.,只要物体运动的速度大小不变，物体的动量就保持不变,D.,物体的动量变化越大，则该物体的速度变化一定越大,1,2,3,4,5,6,7,答案,7,1,2,3,4,5,6,7,4.(,多选,),关于物体的动量和动能，下列说法中正确的是,A.,一物体的动量不变，其动能一定不变,B.,一物体的动能不变，其动量一定不变,C.,两物体的动量相等，其动能不一定相等,D.,两物体的动能相等，其动量一定相等,答案,解析,8,1,2,3,4,5,6,7,一物体的动能不变，其动量大小一定不变，但速度的方向可以变化，即动量的方向可以变化，故,B,错误,.,两物体的动量相等，当两物体的质量相等时，其动能一定相等，当两物体的质量不等时，其动能一定不相等，故,C,正确,.,两物体动能相等，而质量不等时，其动量也是不相等的，故,D,错误,.,9,5.(,多选,),如图,1,所示，小车与木箱紧挨着静止在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是,A.,男孩和木箱组成的系统动量守恒,B.,小车与木箱组成的系统动量守恒,C.,男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒,D.,木箱的动量增加量与男孩、小车的总动量减小量相同,1,2,3,4,5,6,7,答案,图,1,10,6.(,多选,),一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长,L,(,小于立柱高,),、拴有小球的细线，小球拉至和悬点在同一水平面处静止释放，如图,2,所示，小球摆动时，不计一切阻力，重力加速度为,g,，下面说法中正确的是,A.,小球和小车的总机械能守恒,B.,小球和小车的动量守恒,C.,小球运动到最低点的速度为,D.,小球和小车只在水平方向上动量守恒,1,2,3,4,5,6,7,答案,图,2,11,7.(,多选,),如图,3,所示，质量为,m,的物体在一个与水平方向成,角的拉力,F,作用下，一直沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在,t,时间内所受力的冲量，正确的是,A.,拉力,F,的冲量大小为,Ft,cos,B.,摩擦力的冲量大小为,Ft,cos,C.,重力的冲量大小为,mgt,D.,物体所受支持力的冲量大小是,mgt,1,2,3,4,5,6,7,答案,解析,图,3,12,1,2,3,4,5,6,7,解析,拉力,F,的冲量大小为,Ft,，故,A,错误；,物体做匀速直线运动，可知摩擦力,F,f,F,cos,，则摩擦力的冲量大小为,F,f,t,Ft,cos,，故,B,正确；,重力的冲量大小为,mgt,，故,C,正确；,支持力的大小为,F,N,mg,F,sin,，则支持力的冲量大小为,(,mg,F,sin,),t,，故,D,错误,.,13,规律总结,1.,动量定理,(1),动量定理表示了合外力的冲量与动量变化间的因果关系；冲量是物体动量变化的原因，动量发生改变是物体合外力的冲量不为零的结果,.,(2),动量定理的表达式是矢量式，应用动量定理时需要规定正方向,.,(3),动量定理中的冲量是合外力的冲量，而不是某一个力的冲量,.,求合外力的冲量有两种方法：一是先求所有外力的合力，再求合外力的冲量；二是先求每个外力的冲量，再求所有外力冲量的矢量和,.,14,2.,动量定理的应用,(1),应用,I,p,求变力的冲量：若作用在物体上的作用力是变力，不能直接用,Ft,求变力的冲量，但可求物体动量的变化,p,，等效代换变力的冲量,I,.,(2),应用,p,Ft,求恒力作用下物体的动量变化：若作用在物体上的作用力是恒力，可求该力的冲量,Ft,，等效代换动量的变化,.,3.,动量守恒的适用条件,(1),系统不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合力都为零，更不能认为系统处于平衡状态,.,(2),近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力,.,(3),如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在该方向上动量守恒,.,15,动量观点在电场和磁场中的应用,考点二,16,命题预测,1.,在竖直的,xOy,平面内，第,、,象限均存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，第一象限内电场沿,y,方向，磁场垂直,xOy,平面向外，第三象限内电场沿,x,方向，磁场垂直,xOy,平面向里，电场强度大小均为,E,，磁感应强度大小均为,B,，,A,、,B,两小球带等量异种电荷，带电量大小均为,q,，两球中间夹一被压缩的长度不计的绝缘轻弹簧,(,不粘连,),，某时刻在原点,O,处同时释放,AB,，,AB,瞬间被弹开之后，,A,沿圆弧,OM,运动，,B,沿直线,OP,运动，,OP,与,x,轴夹角,37,，,如图,4,中虚线所示，不计两球间库仑力的影响，已知重力加,速度为,g,，,sin 37,0.6,，,cos 37,0.8,，试求：,图,4,答案,解析,1,2,17,解析,弹开后，,A,沿圆弧运动，所以,A,应带正电，,B,沿,OP,运动，受力平衡，带负电，有,1,2,18,(2),A,球出射点,M,离,O,点的距离；,AB,弹开瞬间，动量守恒,m,A,v,1,m,B,v,2,答案,解析,1,2,19,1,2,(3),刚释放时，弹簧的弹性势能,E,p,.,答案,解析,20,2.,如图,5,所示，质量,m,A,0.8 kg,、带电量,q,4,10,3,C,的,A,球用长,l,0.8 m,的不可伸长的绝缘轻线悬吊在,O,点，,O,点右侧有竖直向下的匀强电场，场强,E,5,10,3,N/C.,质量,m,B,0.2 kg,、不带电的,B,球静止在光滑水平轨道上，右侧紧贴着压缩并锁定的轻质弹簧，弹簧右端与固定挡板连接，弹性势能为,3.6 J.,现将,A,球拉至左边与圆心等高处静止释放，将弹簧解除锁定，,B,球离开弹簧后，,恰好与第一次运动到最低点的,A,球相碰，并结合为一整体,C,，,同时撤去水平轨道,.,A,、,B,、,C,均可视为质点，线始终未被拉断，,g,10 m/s,2,.,求：,(1),碰撞过程中,A,球对,B,球做的功；,答案,3.2 J,模拟训练,图,5,1,2,答案,解析,21,解析,碰前,A,的速度为,v,A,v,A,4 m/s,碰前,B,的速度为,v,B,由动量守恒得,m,A,v,A,m,B,v,B,(,m,A,m,B,),v,C,v,C,2 m/s,1,2,22,(2),碰后,C,第一次离开电场时的速度大小；,1,2,答案,解析,23,解析,碰后，整体受到竖直向上的电场力,F,|,q,|,E,20 N,G,m,C,g,10 N,水平方向上：,x,v,C,t,1,2,24,圆的方程：,(,y,l,),2,x,2,l,2,解得：,x,0.8 m,，,y,0.8 m,C,刚好在圆心等高处绳子拉直,此时,C,向上的速度为,v,0,gt,4 m/s,设,C,运动到最高点速度为,v,1,1,2,25,(3),C,每次离开最高点时，电场立即消失，到达最低点时，电场又重新恢复，不考虑电场瞬间变化产生的影响，求,C,每次离开电场前瞬间绳子受到的拉力,.,1,2,答案,解析,答案,(80,n,30)N,，,n,1，2，3,26,解析,设,C,从最高点运动到最低点时的速度为,v,1,，由机械能守恒定律得：,v,1,8 m/s,可知,F,T,0,，所以小球能一直做圆周运动,设小球第,n,次经过最高点时的速度为,v,n,解得：,F,T,(80,n,30)N,，,n,1,，,2,，,3,1,2,27,动量和能量观点在电磁感应中的应用,考点三,28,真题研究,1.(2017,浙江,11,月选考,22),如图,6,所示，匝数,N,100,、截面积,S,1.0,10,2,m,2,、电阻,r,0.15,的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增,加的匀强磁场,B,1,，其变化率,k,0.80 T/s.,线圈通过开关,S,连接两根相,互平行、间距,d,0.20 m,的竖直导轨，下端连接阻值,R,0.50,的电阻,.,一根阻值也为,0.50,、质量,m,1.0,10,2,kg,的导体棒,ab,搁置在等高,的挡条上，在竖直导轨间的区域仅有垂直纸面的不随时间变化的,匀强磁场,B,2,.,接通开关,S,后，棒对挡条的压力恰好为零,.,假设棒始终,与导轨垂直，且与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻,.,(1),求磁感应强度,B,2,的大小，并指出磁场方向；,答案,0.5 T,磁场垂直纸面向外,图,6,答案,解析,2,3,4,1,29,代入数据得：,E,0.8 V,等效电路图如图：,根据题意，此刻棒对挡条的压力为零，即金属棒所受安培力等于其重力，方向竖直向上,即,B,2,I,ab,d,mg,，解得,B,2,0.5 T,，,根据左手定则可知磁场的方向应该垂直纸面向外,.,2,3,4,1,30,(2),断开开关,S,后撤去挡条，棒开始下滑，经,t,0.25 s,后下降了,h,0.29 m,，求此过程棒上产生的热量,.,答案,2.3,10,3,J,解析,开关断开之后，撤去挡条，,ab,下滑过程切割磁感线，从而产生感应电流，根据动量定理，则,B,2,dh,联立解得,W,4.6,10,3,J,答案,解析,2,3,4,1,31,2,.,(2015,浙江,10,月选考,22,改编,),如图,7,甲所示，质量,m,3.0,10,3,kg,的,“,”,形金属细框竖直放置在两水银槽中，,“,”,形框的水平细杆,CD,长,l,0.20 m,，处于磁感应强度大小,B,1,1.0 T,、方向水平向右的匀强磁场中,.,有一匝数,n,300,匝，面积,S,0.01 m,2,的线圈通过开关,K,与两水银槽相连,.,线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度,B,2,的大小随时间,t,变化的关系如图乙所示,.(,g,取,10 m/s,2,),(1),求,0,0.10 s,线圈中的感应电动势大小,.,答案,30 V,答案,解析,2,3,4,1,甲乙,图,7,32,(2),t,0.22
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