2019年高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 第7讲 动量和能量观点的应用课件.ppt

专题整合突破 专题二能量与动量 第7讲动量和能量观点的应用 微网构建 高考真题 1 2018 全国 15 高空坠物极易对行人造成伤害 若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下 与地面的碰撞时间约为2ms 则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 A 10NB 102NC 103ND 104N C 2 2018 天津 9 1 质量为0 45kg的木块静止在光滑水平面上 一质量为0 05kg的子弹以200m s的水平速度击中木块 并留在其中 整个木块沿子弹原方向运动 则木块最终速度的大小是 m s 若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4 5 103N 则子弹射入木块的深度为 m 20 0 2 3 2018 全国 24 一质量为m的烟花弹获得动能E后 从地面竖直升空 当烟花弹上升的速度为零时 弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分 两部分获得的动能之和也为E 且均沿竖直方向运动 爆炸时间极短 重力加速度大小为g 不计空气阻力和火药的质量 求 1 烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间 2 爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度 4 2018 全国 24 汽车A在水平冰雪路面上行驶 驾驶员发现其正前方停有汽车B 立即采取制动措施 但仍然撞上了汽车B 两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示 碰撞后B车向前滑动了4 5m A车向前滑动了2 0m 已知A和B的质量分别为2 0 103kg和1 5 103kg 两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0 10 两车碰撞时间极短 在碰撞后车轮均没有滚动 重力加速度大小g 10m s2 求 1 碰撞后的瞬间B车速度的大小 2 碰撞前的瞬间A车速度的大小 5 2018 北京 22 2022年将在我国举办第二十四届冬奥会 跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一 某滑道示意图如下 长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接 滑道BC高h 10m C是半径R 20m圆弧的最低点 质量m 60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑 加速度a 4 5m s2 到达B点时速度vB 30m s 取重力加速度g 10m s2 1 求长直助滑道AB的长度L 2 求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小 3 若不计BC段的阻力 画出运动员经过C点时的受力图 并求其所受支持力FN的大小 热点聚焦 1 应用动量定理解决问题的关键 1 表达式Ft mv2 mv1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 热点一动量定理的理解和应用 2 使用动量定理的注意事项 1 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 2018 山东省潍坊市高三下学期三模 如图所示 一消防车空载时的质量为2000kg 储水容积为10m3 储满水后静止在倾角为37 的斜坡上 水枪出水口距水平地面高度为3 2m 打开水枪水流持续向坡底水平射出 水落到水平面上的着火点 着火点到射出点的水平距离为48m 已知水枪出水口的面积为2 10 3m2 水的密度为1 0 103kg m3 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 水射出枪口时的速度大小 2 从打开水枪开始计时 水喷完前消防车受到的摩擦力随时间变化的关系式 典例1 方法总结 1 动量定理的正交分解式Ix Fxt mv x mvx Iy Fyt mv y mvy 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 类题演练1 2018 贵州省贵阳市高三5月模拟 如图所示 为一距地面某高度的小球由静止释放后撞击地面弹跳的v t图象 小球质量为0 4kg 重力加速度g取10m s2 空气阻力不计 由图象可知 A 横坐标每一小格表示的时间约为0 08sB 小球释放时离地面的高度为1 5mC 小球第一次反弹的最大高度为0 8mD 小球第一次撞击地面受地面的平均作用力为50N C 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 热点二动量守恒定律的应用 2 动量守恒定律的表达式 1 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 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 p1 p2 相互作用的两个物体动量的增量等大反向 3 p 0 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 p1 p2 p1 p2 2 动能不增加 Ek1 Ek2 Ek1 Ek2 3 速度要符合实际情况 2018 山东省淄博 莱芜高三下学期模拟 如图所示 足够长的光滑水平面与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接 质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放 在水平面上与静止的小球B发生弹性正碰 已知重力加速度为g 两小球均可视为质点 求 1 小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时 对轨道的压力大小 2 若要求两球发生二次碰撞 小球B的质量mB应满足的条件 典例2 方法总结弹性碰撞中的一动一静模型如图所示 在光滑水平面上 质量为m1的物体以速度v0与质量为m2 静止的物体发生弹性正碰 则有 类题演练2 多选 2018 四川省达州市一模 如图甲所示 一轻弹簧的两端与质量分别为m1 m2的两物块A B相连接 并静止在光滑水平面上 现使B获得水平向右 大小为6m s的瞬时速度 从此刻开始计时 两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示 从图象提供的信息可得 BC A 在t1 t2时刻两物块达到共同速度2m s 且弹簧都处于伸长状态B 从t3到t4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长C 两物块的质量之比为m1 m2 2 1D 在t2时刻 A B两物块的动能之比为Ek1 Ek2 4 1 类题演练3 2018 四川省绵阳南山中学3月月考 如图所示 动量分别为pA 12kg m s pB 13kg m s的两个小球A B在光滑的水平面上沿一直线向右运动 经过一段时间后两球发生正碰 分别用 pA pB表示两小球动量的变化量 则下列选项中可能正确的是 A pA 3kg m s pB 4kg m sB pA 3kg m s pB 3kg m sC pA 2kg m s pB 2kg m sD pA 24kg m s pB 24kg m s C 解析 若 pA 3kg m s pB 4kg m s 不遵守动量守恒定律 故A错误 若 pA 3kg m s pB 3kg m s 遵守动量守恒定律 碰撞后A B的动量分别为 pA pA pA 12 3 kg m s 15kg m s pB pB pB 13 3 kg m s 10kg m s 可知碰后A的动量增加 B的动量减小 但由于碰撞过程中 A受到向左的冲力 B受到向右的冲力 所以A B仍沿原方向运动时 A的动量应减小 B的动量应增加 因此这组数据是不可能的 故B错误 若 pA 2kg m s pB 2kg m s 遵守动量守恒定律 碰撞后A B的动量分别为 pA pA pA 12 2 kg m s 10kg m s pB pB pB 13 2 kg m s 15kg m s A的动量减小 B的动量增加 则碰后A的动能减小 B的动能增加 总动能可能不增加 所以是可能的 故C正确 若 pA 24kg m s pB 24kg m s 遵守动量守恒定律 碰撞后A B的动量分别为 pA pA pA 12 24 kg m s 12kg m s pB pB pB 13 24 kg m s 37kg m s 可知碰后A的动能不变 B的动能增加 总动能增加 违反了能量守恒定律 所以是不可能的 故D错误 故选C 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 热点三动量和能量的综合应用 2018 河南省郑州市高三下学期模拟 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接 弹簧下端固定在地面上 钢板处于平衡状态 一质量也为m的物块甲从钢板正上方高为h的A处自由落下 打在钢板上并与钢板一起向下运动x0后到达最低点B 若物块乙质量为2m 仍从A处自由落下 则物块乙与钢板一起向下运动到B点时 还具有向下的速度 已知重力加速度为g 空气阻力不计 求 典例3 1 物块甲和钢板一起运动到最低点B过程中弹簧弹性势能的增加量 2 物块乙和钢板一起运动到B点时速度vB的大小 类题演练4 多选 2018 山东省淄博市高三下学期第二次模拟 如图所示 一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上 木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m 2M的小物块 现使木箱瞬间获得一个水平向左 大小为v0的初速度 下列说法正确的是 BC 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 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 热点四力学三大观点的综合应用 2018 江西省新余市高三下学期模拟 如图所示 固定斜面足够长 斜面与水平面的夹角 30 一质量为3m的 L 型工件沿斜面以速度v0匀速向下运动 工件上表面光滑 其下端连着一块挡板 某时刻 一质量为m的木块从工件上的A点 沿斜面向下以速度v0滑上工件 当木块运动到工件下端时 与挡板碰前的瞬间 工件速度刚好减为零 随后木块与挡板第1次相碰 以后每隔一段时间 木块就与挡板碰撞一次 已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短 木块始终在工件上运动 重力加速度为g 求 典例4 类题演练5 多选 2018 四川省高三下学期第二次模拟 如图所示 水平桌面有一光滑小孔P 轻绳穿过小孔 一端连接质量为1kg的小物块c 另一端连接质量为0 1kg的物块b b c均静止 绳子竖直部分长1 6m 质量为0 1kg的弹丸a以水平速度v0 8m s击中b且留在b中 已知c与桌面间的最大静摩擦力为其重力的0 5倍 重力加速度为10m s2 下列说法正确的是 A a击中b过程系统产生的热量为2 4JB ab摆动过程中偏离竖直方向的最大角度为60 C 绳子对ab的最大拉力为2ND 在以后的运动过程中 c始终处于静止状态 BD