2010年高三物理高考复习课件动量与能量课件.ppt

动量 2010年高考一轮复习 知识结构 历年考题 1 09 全国卷 21 质量为M的物块以速度V运动 与质量为m的静止物块发生正撞 碰撞后两者的动量正好相等 两者质量之比M m可能为A 2B 3C 4D 5 08全国I24 图中滑块和小球的质量均为m 滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动 小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连 轻绳长为l 开始时 轻绳处于水平拉直状态 小球和滑块均静止 现将小球由静止释放 当小球到达最低点时 滑块刚好被一表面涂有粘性物质的固定挡板粘住 在极短的时间内速度减为零 小球继续向左摆动 当轻绳与竖直方向的夹角 60 时小球达到最高点 求 1 从滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中 挡板阻力对滑块的冲量 2 小球从释放到第一次到达最低点的过程中 绳的拉力对小球做功的大小 07全国卷I18 如图所示 在倾角为30 的足够长的斜面上有一质量为m的物体 它受到沿斜面方向的力F的作用 力F可按图 a b c d 所示的四种方式随时间变化 图中纵坐标是F与mg的比值 力沿斜面向上为正 已知此物体在t 0时速度为零 若用v1 v2 v3 v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率 则这四个速率中最大的是A v1B v2C v3D v4 07全国卷I24 如图所示 质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M 19m的金属球并排悬挂 现将绝缘球拉至与竖直方向成 60 的位置自由释放 下摆后在最低点处与金属球发生弹性碰撞 在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场 已知由于磁场的阻尼作用 金属球将于再次碰撞前停在最低点处 求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度将小于45 06全国卷I20 一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳 经 t时间 身体伸直并刚好离开地面 速度为v 在此过程中A 地面对他的冲量为mv mg t 地面对他做的功为mv2 2B 地面对他的冲量为mv mg t 地面对他做的功为零 C 地面对他的冲量为mv 地面对他做的功为mv2 2 D 地面对他的冲量为mv mg t 地面对他做的功为零 考点一冲量 动量 动量增量的矢量性 07全国卷II16 如图所示 PQS是固定于竖直平面内的光滑的圆周轨道 圆心O在S的正上方 在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b 从同一时刻开始 a自由下落 b沿圆弧下滑 以下说法正确的是A a比b先到达S 它们在S点的动量不相等B a与b同时到达S 它们在S点的动量不相等C a比b先到达S 它们在S点的动量相等D b比a先到达S 它们在S点的动量相等 练习 恒力F作用在质量为m的物体上 如图所示 由于地面对物体的摩擦力较大 没有被拉动 则经时间t 下列说法正确的是A 拉力F对物体的冲量大小为零B 拉力F对物体的冲量大小为FtC 拉力F对物体的冲量大小是Ftcos D 合力对物体的冲量大小为零 比较冲量 动量和动量变化 与合力方向相同 1 冲量是矢量 它的方向由力的方向决定 不能说和力的方向相同 如果力的方向在作用时间内保持不变 那么冲量的方向就和力的方向相同 对于方向不断变化的力的冲量 其方向可以通过动量变化的方向间接得出 2 高中阶段只要求会用I Ft计算恒力的冲量 对于变力的冲量 高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求 考点三 动量定理的应用 一粒钢珠从静止状态开始自由下落 然后陷人泥潭中 若把在空中下落的过程称为过程 进人泥潭直到停止的过程称为过程 则 A 过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量B 过程 中阻力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小C I 两个过程中合外力的总冲量等于零D 过程 中钢珠的动量的改变量等于零 1 对定理理解 篮球运动员接传来的篮球时 通常要先伸出两臂迎接 手接触到球后 两臂随球迅速引至胸前 这样做可以 A 减小球对手的冲量 B 减小球的动量变化率 C 减小球的动量变化量 D 减小球的动能变化量 06全国卷I20 一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳 经 t时间 身体伸直并刚好离开地面 速度为v 在此过程中A 地面对他的冲量为mv mg t 地面对他做的功为mv2 2B 地面对他的冲量为mv mg t 地面对他做的功为零 C 地面对他的冲量为mv 地面对他做的功为mv2 2 D 地面对他的冲量为mv mg t 地面对他做的功为零 求解平均力问题 质量是60kg的建筑工人 不慎从高空跌下 由于弹性安全带的保护作用 最后使人悬挂在空中 已知弹性安全带缓冲时间为1 2s 安全带伸直后长5m 求安全带所受的平均作用力 g 10m s2 简解多过程问题 一个质量为m 2kg的物体 在F1 8N的水平推力作用下 从静止开始沿水平面运动了t1 5s 然后推力减小为F2 5N 方向不变 物体又运动了t2 4s后撤去外力 物体再经过t3 6s停下来 试求物体在水平面上所受的摩擦力 求变力的冲量 2004 广东 如图所示 一质量为m的小球 以初速度V0沿水平方向射出 恰好垂直地射到一倾角为300的固定斜面上 并立即反方向弹回 已知反弹速度的大小是入射速度大小的3 4 求在碰撞中斜面对小球的冲量大小 P182 例3 灵活选取研究对象和研究过程 质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进 当速度为V0时拖车突然与汽车脱钩 到拖车停下瞬间司机才发现 若汽车的牵引力一直未变 车与路面的动摩擦因数为 那么拖车刚停下时 汽车的瞬时速度是多大 P183 例6 求解流体问题 某种气体分子束由质量m 5 4X10 26kg速度V 460m s的分子组成 各分子都向同一方向运动 垂直地打在某平面上后又以原速率反向弹回 如分子束中每立方米的体积内有n0 1 5X1020个分子 求被分子束撞击的平面所受到的压强 研究液体作用问题思路 动能与动量 动能定理与动量定理 在光滑的水平面上有a b两球 其质量分别为ma mb 两球在t0时刻发生正碰 并且在碰撞的过程中无机械能损失 两球在碰撞前后的速度图象如图所示 下列判断正确的是 A ma mbB ma mbma mb无法判断 有两个物体a b 其质量分别为ma和mb 且ma mb 它们的初动能相同 若a和b分别受到不变的阻力Fa和Fb的作用 经过相同的时间停下来 它们的位移分别为sa和sb 则 A Fa Fb sa sb B Fa Fb sa sb C Fa Fb sa sb D Fa Fb sa sb 11 如图5 3 21所示 质量mA为4kg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 0kg的小物块B 视为质点 它们均处于静止状态 木板突然受到水平向右的12N S的瞬时冲量I作用开始运动 当小物块滑离木板时 木板的动能为8 0J 小物块的动能为0 50J 重力加速度取10m s2 求 1 瞬时冲量作用结束时木板的速度V0 2 木板的长度L P168 如右图所示 A B两物体的质量mA mB 中间用一段细绳相连并有一被压缩的弹簧 放在平板小车C上后 A B C均处于静止状态 若地面光滑 则在细绳被剪断后 A B从C上未滑离之前 A B在C上向相反方向滑动过程中 A 若A B与C之间的摩擦力大小相同 则A B组成的系统动量守恒 A B C组成的系统动量也守恒B 若A B与C之间的摩擦力大小不相同 则A B组成的系统动量不守恒 A B C组成的系统动量也不守恒C 若A B与C之间的摩擦力大小不相同 则A B组成的系统动量不守恒 但A B C 组成的系统动量守恒D 若A B与C之间的摩擦因数不相同 则A B组成的系统动量不守恒 但A B C 组成的系统动量守恒 例3 平静的水面上有一载人小船 船和人共同质量为M 站立在船上的人手中拿一质量为m的物体 起初人相对船静止 船 人 物体以共同速度V0前进 当人相对于船以速度u向相反方向将物体抛出时 人和船的速度为多大 水的阻力不计 动量守恒定律四性 系统性 矢量性 同时性和相对性 练习 某人在一只静止的小船上练习射击 船 人和枪 不包含子弹 及船上固定靶的总质量为M 子弹质量m 枪口到靶的距离为L 子弹射出枪口时相对于枪口的速率恒为V 当前一颗子弹陷入靶中时 随即发射后一颗子弹 则在发射完全部n颗子弹后 小船后退的距离多大 不计水的阻力 一只小船静止在湖面上 一个人从小船的一端走到另一端 不计水的阻力 下列说法正确的是 A 人在船上行走对船的冲量比船对人的冲量小 所以人向前运动的快 船后退的慢B 人在船上行走时 质量比船小 所受的冲量大小是相等的 所以人向前走得快 船后退的慢C 当人停止走动时 因船的惯性大 所以船将会继续后退D 当人停止走动时 由于惯性 船将继续向前运动 平均动量守恒 人船模型 质量为M的斜面B 置于光滑的水平面上 斜面体底边长为b 在其斜面上放有一质量为m的与斜面体相似的物块A其上边长为a 且与水平面平行 系统处于静止状态 如图所示 当物块A从B的顶端下滑至接触地面时 斜面体B后退的距离为 平均动量守恒 人船模型 平均动量守恒 人船模型 如图所示 AB为一光滑水平横杆 杆上套一质量为M的小圆环 环上系一长为L质量不计的细绳 绳的另一端拴一质量为m的小球 现将绳拉直 且与AB平行 由静止释放小球 则当线绳与AB成 角时 圆环移动的距离是多少 碰撞问题 1 碰撞的特点 1 作用时间极短 内力远大于外力 总动量总是守恒的 2 碰撞过程中 总动能不增 因为没有其它形式的能量转化为动能 3 碰撞过程中 当两物体碰后速度相等时 即发生完全非弹性碰撞时 系统动能损失最大 4 碰撞过程中 两物体产生的位移可忽略 碰撞问题 两动 弹性碰撞 一动一静 弹性碰撞 动量 能量 对比速度 09 全国卷 21 质量为M的物块以速度V运动 与质量为m的静止物块发生正撞 碰撞后两者的动量正好相等 两者质量之比M m可能为 A 2B 3C 4D 5 04天津理综21 如图所示 光滑水平面上有大小相同的A B两球在同一直线上运动 两球质量关系为mB 2mA 规定向右为正方向 A B两球的动量均为6kg m s 运动中两球发生碰撞 碰撞后A球的动量增量为 4kg m s 则 A 左方是A球 碰撞后A B两球速度大小之比为2 5 B 左方是A球 碰撞后A B两球速度大小之比为1 10C 右方是A球 碰撞后A B两球速度大小之比为2 5 D 右方是A球 碰撞后A B两球速度大小之比为1 10 如图所示 半径和动能都相等的两个小球相向而行 甲乙球质量有m甲 m乙 水平面是光滑的 两球做对心碰撞以后的运动情况可能是下述哪些情况 A 甲球速度为零 乙球速度不为零B 两球速度都不为零C 乙球速度为零 甲球速度不为零D 两球都以各自原来的速率反向运动 在光滑水平面上 动能为E0 动量的大小为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞 碰撞前后球1的运动方向相反 将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1 p1 球2的动能和动量的大小分别记为E2 p2 则必有A E1E0D p2 p0 质量相等的A B两球在光滑水平面上沿同一直线同一方向运动 A球的动量是7kg m s B球的动量是5kg m s 当A球追上B球时发生碰撞 则碰撞后 A B两球动量的可能值是 A PA 6kg m sPB 6kg m sB PA 3kg m sPB 9kg m sC PA 2kg m sPB 14kg m sD PA 4kg m sPB 17kg m s 2005江苏18 如图所示 三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上 现给中间的小球B一个水平初速度v0 方向与绳垂直 小球相互碰撞时无机械能损失 轻绳不可伸长 求 1 当小球A C第一次相碰时 小球B的速度 2 当三个小球再次处在同一直线上时 小球B的速度 3 运动过程中小球A的最大动能EkA和此时两根绳的夹角 4 当三个小球处在同一直线上时 绳中的拉力F的大小 水平面上有两个物体A和B 质量分别为mA 2kg mB 1kg A与B相距9 5m 如图所示 现A以10m s的初速度向静止的B运动 A与B发生正碰后仍沿原来方向运动 已知A在碰撞前后共运动6s而停下 A B与水平面间的动摩擦因数均为 0 1 问碰撞后B运行多少时间停止 g取10m s2 子弹打木块 模型 特点 是子弹以水平速度射向原来静止的木块 并留在木块中跟木块共同运动 实质 是物体在一对作用力和反作用力 系统的内力 的冲量作用下 实现系统内物体的动量变化 动能变化和能量变化方法 从力 运动 冲量 动量 功 能量几个角度详尽地分析 然后分别以子弹 木块以及该系统为研究对象 利用动能定理 动量定理 能的转化和守恒定律分析 列式求解 模型1 质量为M的木块静止在光滑水平面上 现有一质量为m的子弹以水平初速度v0射入木块 穿出时子弹速度为v 求子弹与木块作用过程中系统损失的机械能 模型2 一质量为M的木块放在光滑的水平面上 一质量m的子弹以初速度v水平飞来打进木块并留在其中 设相互作用力为f问题1子弹 木块相对静止时的速度v问题2子弹在木块内运动的时间t问题3子弹 木块发生的位移s1 s2以及子弹打进木块的深度 S问题4系统损失的机械能 系统增加的内能 求m与M的最终速度 子弹打木块模型及推广 2007天津卷24 如图所示 水平光滑地面上停放着一辆小车 左侧靠在竖直墙壁上 小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的 在最低点B与水平轨道BC相切 BC的长度是圆弧半径的10倍 整个轨道处于同一竖直平面内 可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落 恰好落入小车圆弧轨道滑动 然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出 已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍 小车的质量是物块的3倍 不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失 求 1 物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍 2 物块与水平轨道BC间的动摩擦因数 09年天津卷16分 如图所示 质量m1 0 3kg的小车静止在光滑的水平面上 车长L 15m 现有质量m2 0 2kg可视为质点的物块 以水平向右的速度v0 2m 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 10m s2 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v 不超过多少 由于组成系统的两物体受到大小相同 方向相反的一对作用力 故两物体加速度大小与质量成反比 方向相反 系统不受外力作用 因而遵从动量守恒定律 又由于相对作用力做功 则系统或每个物体动能均发生变化 力对子弹做功量度 子弹 动能变化 力对 木块 做的功量度 木块 动能的变化 一对恒力做的总功量度系统动能变化 并且这一对恒力做可用一个恒力大小与两物体相对位移大小的乘积来计算 子弹 穿过 木块 可看作两个匀变速直线运动物体间追及问题 或是一个相对运动问题 在一段时间内 弹 射入 木块 的深度 就是这段时间内两者相对位移的大小 子弹打木块 类具有以下几条重要规律 动力规律 运动学规律 动量与能量规律 与弹簧有关的动量与能量问题 如图所示 质量为M 3kg的木板静止在光滑水平面上 其左端的壁上固定一轻弹簧 右端放置一质量为m 1kg的小物块 小物块与木块间的动摩擦因数为 0 今对小物块施加一个水平向左的瞬时冲量I0 N s 小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax 21J 设弹簧未超出弹性限度 并取重力加速度为g 10m s2 求 1 当弹簧弹性势能最大时小物块的速度为多大 2 弹簧的弹性势能最大时小物块相对于木板向左运动的最大距离为多少 如图所示 光滑水平面上放有A B C三个物块 其质量分别为mA 2 0gk mB mC 1 0kg 用一轻弹簧连接A B两物块 现用力压缩弹簧使三物块靠近 此过程外力做功72J 然后释放 求 1 释放后物块B对物块C一共做了多少功 2 弹簧第二次被压缩时 弹簧具有的最大弹性势能为多大 弹簧问题 1 复杂的变化情况要划分过程 对每一过程从运动和受力进行分析 由受力判断运动 2 弹性势能求法 a 从能量守恒去求 b从弹力做功去求 练习P203 10 P201 5 2007广东第17题 如图所示 在同一竖直平面上 质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部 斜面高度为H 2L 小球受到弹簧的弹性力作用后 沿斜面向上运动 离开斜面有 达到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞 碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度 球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点 O点的投影O 与P的距离为L 2 已知球B质量为m 悬绳长L 视两球为质点 重力加速度为g 不计空气阻力 求 1 球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小 2 球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小 3 弹簧的弹性力对球A所做的功 天津高考 如图所示 坡道顶端距水平面高度为h 质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下 进入水平面上的滑道时无机械能损失 为使A制动 将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上 一端与质量为m2档板B相连 弹簧处于原长时 B恰位于滑道的末端O点 A与B撞撞时间极短 碰后结合在一起共同压缩弹簧 已知在OM段A B与水平面间的动摩擦因数均为 其余各处的摩擦不计 重力加速度为g 求 1 物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小 2 弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep 设弹簧处于原长时弹性势能为零