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1、第2讲动量和能量观点的应用选考考点分布章知识内容考试要求历次选考统计必考加试2015/102016/042016/102017/042017/11动量守恒定律动量和动量定理c22232222动量守恒定律c2322碰撞d反冲运动火箭b23考点一动量与冲量有关概念与规律的辨析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mg解析由自由落体运动公式得，人下降h距离时的速度为v，在t时间内对人由动量定理
2、得(Fmg)tmv，解得安全带对人的平均作用力为Fmg.2(多选)(人教版选修35P9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答案ABD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Ftp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
3、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答案AD4(多选)关于物体的动量和动能，下列说法中正确
4、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AC解析动能是标量Ekmv2，动量是矢量pmv，动能与动量之间的大小关系：Ek.一物体的动量p不变，其动能Ek一定不变，故A正确一物体的动能不变，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
5、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()图1A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答案CD6. (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()图2A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答案AD7(多选) 如图3所示，质量为m的物
6、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()图3A拉力F的冲量大小为Ftcos B摩擦力的冲量大小为Ftcos C重力的冲量大小为mgtD物体所受支持力的冲量大小是mgt答案BC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FfFcos ，则摩擦力的冲量大小为FftFtcos ，故B正确；重力的冲量大小为mgt，故C正确；支持力的大小为FNmgFsin ，则支持力的冲量大小为(mgFsin )t，故D错误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
7、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2动量定理的应用(1)应用Ip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pFt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
8、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考点二动量观点在电场和磁场中的应用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
9、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 370.6，cos 370.8，试求：图4(1)A、B两球的质量比；(2)A球出射点M离O点的距离；(3)刚释放时，弹簧的弹性势能Ep.答案(1)(2)(3)解析(1)弹开后，A沿圆弧运动，所以A应带正电，mAgEq得：mAB沿OP运动，受力平衡，带负电，有tan 得mB(2)对B球受力分析，知：Bqv2sin Eq得B球速度v2AB弹开瞬间，动量守恒mAv1mBv2解以上各式得，A球速度v1A做圆周运动，Bqv1轨道半径ROM2Rsin (3)弹开瞬间，由能量守恒可知EpmAvmBv将(1
10、)(2)各式代入得：Ep2如图5所示，质量mA0.8 kg、带电量q4103 C的A球用长l0.8 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E5103 N/C.质量mB0.2 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，g10 m/s2.求：图5(1)碰撞过程中A球对B球做的功；(2)碰后C第一次离开电场时的速度大小；
11、(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答案(1)3.2 J(2)4 m/s(3)(80n30) N，n1,2,3解析(1)碰前A的速度为vAmAvmAglvA4 m/s碰前B的速度为vBEpmBv，vB6 m/s由动量守恒得mAvAmBvB(mAmB)vCvC2 m/sA对B所做的功WmBvEp3.2 J(2)碰后，整体受到竖直向上的电场力F|q|E20 N，GmCg10 N因FmCgmC，整体C做类平抛运动水平方向上：xvCt竖直方向上：yat2其中a10 m/s2圆的方程：(yl)2x2l2解
12、得：x0.8 m，y0.8 mC刚好在圆心等高处绳子拉直此时C向上的速度为v0gt4 m/s设C运动到最高点速度为v1由动能定理得mCvmCv(FmCg)lv14 m/s(3)设C从最高点运动到最低点时的速度为v1，由机械能守恒定律得：mCg2lmCv12mCvv18 m/s由FTFmCgmC可知FT0，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vnmCvmCv(n1)|q|E2lFTmCgFmC解得：FT(80n30) N，n1,2,3考点三动量和能量观点在电磁感应中的应用1(2017浙江11月选考22)如图6所示，匝数N100、截面积S1.0102 m2、电阻r0.15 的线
13、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B1，其变化率k0.80 T/s.线圈通过开关S连接两根相互平行、间距d0.20 m的竖直导轨，下端连接阻值R0.50 的电阻一根阻值也为0.50 、质量m1.0102 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B2.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图6(1)求磁感应强度B2的大小，并指出磁场方向；(2)断开开关S后撤去挡条，棒开始下滑，经t0.25 s后下降了h0.29 m，求此过程棒上产生的热量答案(1)0.5 T磁场垂直纸
14、面向外(2)2.3103 J解析(1)线圈中产生的感应电动势为E，S代入数据得：E0.8 V等效电路图如图：总电流I A2 A，Iab1 A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B2Iabdmg，解得B20.5 T，根据左手定则可知磁场的方向应该垂直纸面向外(2)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(mgB2Id)tmv0，其中ItqB2dh根据动能定理可知mghWmv20联立解得W4.6103 J因此金属棒上产生的热量为Q|W|2.3103 J.2(2015浙江10月选考22改编)如图7甲所示，质量m3.0103 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l0.20 m，处于磁感应强度大小B11.0 T、方向水平向右的匀强磁场中有一匝数n300匝，面积S0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连
