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1、提分秘籍备战高考2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题08 动量与能量题型一 动量定理的应用【题型解码】1.注意动量的矢量性及动量变化量的矢量性2.动量定理Ftpp中“Ft”为合外力的冲量3.要明确过程的初、末状态【典例分析1】(2019天津南开区二模)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刚对人产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动),重力加速度大小为g,设竖直向上为正方向,则此过程人的动量变化量为_。此后经历时间t安全带达到最大伸长量,若在此过程中安全带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_。【典例分析2】(20
2、19山东青岛高三一模)雨打芭蕉是我国古代文学中重要的抒情意象。为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力,小玲同学将一圆柱形水杯置于院中,测得10分钟内杯中雨水上升了15 mm,查询得知,当时雨滴落地速度约为10 m/s,设雨滴撞击芭蕉叶面后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1103 kg/m3,据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为()A0.25 N B0.5 N C1.5 N D2.5 N【提分秘籍】1.应用动量定理时应注意的问题(1)动量定理的研究对象可以是单一物体,也可以是质点系,在研究质点系问题时,受力分析只考虑质点系的外力。(2)动量定理的表达式是矢量式,在一维情况下,各个矢量必
3、须选取统一的正方向。(3)动量定理是过程定理,解题时必须明确物体运动过程中的受力情况及初末状态的动量。(4)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。变力情况下,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在日常的生活与生产中,常涉及流体的连续相互作用问题,用常规的方法很难解决,若构建柱体微元模型,然后用动量定理分析,则可使问题迎刃而解。解答时一般是选择一段时间内作用在某物体上的流体为研究对象。【突破训练】 1.(2019湖南株洲高三年级教学检测)高空坠物伤人事件常有发生一身高为1.
4、75 m的同学被一根从6.75 m高处竖直落下的枯树枝砸正头顶,设枯枝质量为2 kg,与头部作用时间为0.02 s,那么()A枯枝对人的头部产生的冲击力约20 NB枯枝对人的头部产生的冲击力约1 000 NC保持其他条件不变,身高更高的同学,头部受到枯枝的冲击力会更大D保持其他条件不变,身高更矮的同学,头部受到枯枝的冲击力会更小2.一位质量为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,重心上升高度为h。在此过程中()A地面对他的冲量为mvmgt,地面对他做的功为mv2B地面对他的冲量为mvmgt,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mv2D地
5、面对他的冲量为mvmgt,地面对他做的功为零3.(2019四川南充三诊)“嫦娥四号”飞船在月球背面着陆过程如下：在反推火箭作用下,飞船在距月面100米处悬停,通过对障碍物和坡度进行识别,选定相对平坦的区域后,开始以大小为a2 m/s2的加速度垂直下降。当四条“缓冲脚”触地时,反推火箭立即停止工作,随后飞船经2 s减速到0,停止在月球表面上。飞船质量m1000 kg,每条“缓冲脚”与地面的夹角为60,月球表面的重力加速度g3.6 m/s2,四条缓冲脚的质量不计。求：(1)飞船垂直下降过程中,火箭推力对飞船做了多少功；(2)从反冲脚触地到飞船速度减为0的过程中,每条“缓冲脚”对飞船的冲量大小。4(
6、2019西安一模)(多选)如图所示,在小车内固定一光滑的斜面体,倾角为,一轻绳的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上,另一端拴一个质量为m的物块A,绳与斜面平行。整个系统由静止开始向右匀加速运动,物块A恰好不脱离斜面,则向右加速运动时间t的过程中,关于物块A的说法正确的是()A重力的冲量为零 B重力做功为零C轻绳拉力的冲量大小为mgtcot D轻绳拉力做功为mg2t2cot2题型二 动量守恒定律及其应用【题型解码】1.守恒条件的判断：理想守恒、近似守恒、单方向守恒2.应用关键是选好合适的系统、合适的过程,即一定要明确研究对象是谁,明确守恒过程的初、末状态3.要注意规定正方向【典例分析1】(20
7、19福建省泉州市一模)在游乐场中,父子两人各自乘坐的碰碰车沿同一直线相向而行,在碰前瞬间双方都关闭了动力,此时父亲的速度大小为v,儿子的速度大小为2v。两车瞬间碰撞后儿子沿反方向滑行,父亲运动的方向不变且经过时间t停止运动。已知父亲和车的总质量为3m,儿子和车的总质量为m,两车与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,求：(1)碰后瞬间父亲的速度大小和此后父亲能滑行的最大距离；(2)碰撞过程父亲坐的车对儿子坐的车的冲量大小。【典例分析2】(2019湖南娄底高三教学质量检测)质量为M的气球上有一个质量为m的人,气球和人在静止的空气中共同静止于离地h高处,如果从气球上逐渐放下一个质量不计的软
8、梯,让人沿软梯降到地面,则软梯长至少应为()A. hB. hC.hD.h【提分秘籍】1.动量是否守恒的判断方法不受外力或者所受外力的矢量和为零时,系统的动量守恒；当外力比相互作用的内力小得多时,系统的动量近似守恒；当某一方向上的合外力为零时,系统在该方向上动量守恒。2动量守恒定律解题的基本步骤(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体)及研究的过程；(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒)；(3)规定正方向,确定初、末状态的动量；(4)由动量守恒定律列出方程；(5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明。【突破训练】1.(2019辽宁省沈阳市一模)(多选)如
9、图所示,放在光滑水平桌面上的A、B木块之间夹一被压缩的弹簧。现释放弹簧,A、B木块被弹开后,各自在桌面上滑行一段距离后飞离桌面。A落地点距桌边水平距离为0.5 m,B落地点距桌边水平距离为1 m,则()AA、B离开弹簧时的速度比为12 BA、B离开弹簧时的速度比为11CA、B质量之比为12 DA、B质量之比为212.如图所示,甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上玩耍甲和他的冰车的总质量为M30 kg,乙和他的冰车的总质量也是M30 kg.甲推着一个质量为m15 kg的箱子和他一起以2 m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时,乙迅速抓住
10、若不计冰面摩擦,求甲至少以多大速度(相对地)将箱子推出,才能避免与乙相撞？3.(2019辽宁大连二模)滑板运动是极限运动的鼻祖,很多极限运动都是由滑板运动延伸而来。如图所示是一个滑板场地,OP段是光滑的圆弧轨道,半径为0.8 m。PQ段是足够长的粗糙水平地面,滑板与水平地面间的动摩擦因数为0.2。滑板手踩着滑板A从O点由静止滑下,到达P点时,立即向前起跳。滑板手离开滑板A后,滑板A以速度v12 m/s返回,滑板手落到前面相同的滑板B上,并一起向前继续滑动。已知滑板质量是m5 kg,滑板手的质量是滑板的9倍,滑板B与P点的距离为x3 m,g10 m/s2。(不考虑滑板的长度以及人和滑板间的作用时
11、间)求：(1)当滑板手和滑板A到达圆弧轨道末端P点时滑板A对轨道的压力大小；(2)滑板手落到滑板B上瞬间,滑板B的速度大小；(3)两个滑板间的最终距离。题型三 碰撞、爆炸与反冲问题【题型解码】1.对于弹性碰撞的动量守恒和能量守恒要熟知,对于和一个静止的物体发生弹性碰撞后的速度表达式要熟记,如果在考场上来计算,太浪费时间2.明确碰撞前瞬间状态、碰撞后瞬间状态是碰撞过程的初、末状态【典例分析1】(2019四川资阳二诊)A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动,B球在前,A球在后。mA1 kg,mB2 kg。经过一段时间,A、B发生正碰,碰撞时间极短,碰撞前、后两球的位移时间图象如图所示,根据以上信
12、息可知碰撞类型属于()A弹性碰撞 B非弹性碰撞 C完全非弹性碰撞 D条件不足,无法判断【典例分析2】(2019湖北八校联合二模)如图所示,质量均为m的两块完全相同的木块A、B放在一段粗糙程度相同的水平地面上,木块A、B间夹有一小块炸药(炸药的质量可以忽略不计)。让A、B以初速度v0一起从O点滑出,滑行一段距离x后到达P点,速度变为,此时炸药爆炸使木块A、B脱离,发现木块A继续沿水平方向前进3x后停下。已知炸药爆炸时释放的化学能有50%转化为木块的动能,爆炸时间很短可以忽略不计,重力加速度为g,求：(1)木块与水平地面的动摩擦因数；(2)炸药爆炸时释放的化学能E0。【典例分析3】(2019湖南长
13、沙高三期末)如图所示,质量为m的A球以速度v0在光滑水平面上运动,与原静止的质量为4m的B球碰撞,碰撞后A球以vav0(待定系数a1)的速率弹回,并与挡板P发生完全弹性碰撞,若要使A球能追上B球再相撞,则a的取值范围为()A.aB.aC.aD.a 【提分秘籍】1.抓住“一判断、三原则、三定律”速解碰撞类问题(1)判断属于弹性碰撞模型还是完全非弹性碰撞模型。(2)碰撞的“三原则”动量守恒原则,即碰撞前后两物体组成的系统满足动量守恒定律。动能不增加原则,即碰撞后系统的总动能不大于碰撞前系统的总动能。物理情境可行性原则,如果碰前两物体同向运动,碰撞前后面物体的速度大于前面物体的速度,碰撞后原来在前面
14、的物体速度必增大,且大于或等于原来在后面的物体的碰后速度(仅限碰撞前后后面物体速度方向不变的情况)。如果碰撞前两物体相向运动,则碰撞后,两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零。(3)合理选用三个定律如果物体间发生的是弹性碰撞,则一般是应用动量守恒定律和机械能守恒定律进行求解。如果物体间发生的不是弹性碰撞,则一般应用动量守恒定律和能量守恒定律(功能关系)进行求解。2.三类碰撞(1)弹性碰撞动量守恒：m1v1m2v2m1v1m2v2.机械能守恒：m1vm2vm1v12m2v22.(2)完全非弹性碰撞动量守恒、末速度相同：m1v1m2v2(m1m2)v.机械能损失最多,机械能的损失量为：E(m1vm2v)(m1m2)v2.(3)非弹性碰撞动量守恒：m1v1m2v2m1v1m2v2.机械能有损失,机械能的损失量为：E(m1vm2v)(m1v12m2v22)【突破训练】1. (2019山东济南高三第二次联考)如图甲所示,光滑水平面上有a、b两个小球,a球向b球运动并与b球发生正碰后粘合在一起共同运动,其碰前和碰后的s t图象如图乙所示,已知ma5 kg.若b球的质量为mb,两球因碰撞而损失的机械能为E,则()Amb1 kgBmb2 kgCE15 JDE35 J2. (2019湖南省长沙
