《2018年高考物理大二轮复习 专题五 动力学 动量和能量观点的综合应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理大二轮复习 专题五 动力学 动量和能量观点的综合应用课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题五 动力学、动量和能量观点的综合应用,知识回扣 规律方法,高考题型2 动量和能量观点在力学中的应用,高考题型3 动量和能量观点在电学中的应用,高考题型1 动量定理和动量守恒定律的应用,高考题精选精练,知识回扣 规律方法,1.动量定理的公式Ftpp除表明两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是 的原因. 动量定理说明的是合外力的冲量与 的关系，反映了力对时间的累积效果，与物体的初、末动量无必然联系.动量变化的方向与_ 方向相同，而物体在某一时刻的动量方向跟合外力的冲量方向无必然联系. 动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的 ，它可以是恒力，也可以是
2、变力.,答案,动量变化,动量变化,合外,力的冲量,合力,答案,2.动量守恒定律 (1)内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为 ，这个系统的总动量保持不变. (2)表达式：m1v1m2v2m1v1m2v2或pp(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p)；或p0(系统总动量的增量为零)；或p1p2(相互作用的两个物体组成的系统，两物体动量的增量_ ).,零,大,小相等、方向相反,答案,(3)守恒条件 系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的 . 系统所受外力的合力不为零，但在某一方向上系统受到的合力为 ，则系统在该方向上动量守恒. 系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过
3、程.,合力为零,零,答案,3.解决力学问题的三个基本观点 (1)力的观点：主要是 定律和运动学公式相结合，常涉及物体的受力、加速度或匀变速运动的问题. (2)动量的观点：主要应用 定理或动量守恒定律求解，常涉及物体的受力和 问题，以及相互作用物体的问题. (3)能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题时，常用动能定理分析；在涉及系统内能量的转化问题时，常用能量守恒定律.,牛顿运动,动量,时间,1.力学规律的选用原则 (1)单个物体：宜选用动量定理、动能定理和牛顿运动定律.若其中涉及时间的问题，应选用 定理；若涉及位移的问题，应选用 定理；若涉及加速度的问题，只能选用 . (2)多个物体组成的
4、系统：优先考虑两个守恒定律，若涉及碰撞、爆炸、反冲等问题时，应选用动量守恒定律，然后再根据能量关系分析解决.,答案,动能,动量,牛顿第二定律,2.系统化思维方法，就是根据众多的已知要素、事实，按照一定的联系方式，将其各部分连接成整体的方法. (1)对多个物理过程进行整体思维，即把几个过程合为一个过程来处理，如用动量守恒定律解决比较复杂的运动. (2)对多个研究对象进行整体思维，即把两个或两个以上的独立物体合为一个整体进行考虑，如应用动量守恒定律时，就是把多个物体看成一个整体(或系统).,动量定理和动量守恒定律的应用,高考题型1,例1 (2017福建省大联考)汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的
5、有效方法之一.设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F0时，安全气囊爆开.某次试验中，质量m11 600 kg的试验车以速度v1 36 km/h正面撞击固定试验台，经时间t1 0.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开.忽略撞击过程中地面阻力的影响. (1)求此过程中试验车受到试验台的冲量I0的大小及F0的大小；,答案,解析,答案 见解析,解析 v1 36 km/h10 m/s，取速度v1 的方向为正方向， 由动量定理有I0 0m1v1 将已知数据代入式得I01.6104 Ns 由冲量定义有I0 F0t1 将已知数据代入式得F01.6105 N ,(2)若试验车以速度
6、v1撞击正前方另一质量m21 600 kg、速度v218 km/h同向行驶的汽车，经时间t20.16 s两车以相同的速度一起滑行.试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开.,答案 见解析,答案,解析,解析 设试验车和汽车碰撞后获得共同速度v， 由动量守恒定律有m1v1m2v2 (m1m2)v 对试验车，由动量定理有Ft2 m1vm1v1 将已知数据代入式得F2.5104 N 可见FF0，故试验车的安全气囊不会爆开.,1.(多选)(2017全国卷20)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动.F随时间t变化的图线如图1所示，则 A.t1 s时物块的速率为1 m/s
7、B.t2 s时物块的动量大小为4 kgm/s C.t3 s时物块的动量大小为5 kgm/s D.t4 s时物块的速度为零,对点拓展练,答案,2,1,解析,图1,2,1,解析 由动量定理可得：Ftmv，解得v .t1 s时物块的速率为v m/s1 m/s，故A正确；,t2 s时物块的动量大小p222 kgm/s4 kgm/s，t3 s时物块的动量大小为p3(2211) kgm/s3 kgm/s，t4 s 时物块的动量大小为p4(2212) kgm/s2 kgm/s，所以t4 s时物块的速度为1 m/s，故B正确，C、D错误.,2.(2017济南一中模拟)如图2所示，质量为3 kg的小车A以v04
8、 m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为1 kg的小球B(可看做质点)，小球距离车面0.8 m.某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为1 kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此时轻绳突然断裂.此后，小球刚好落入小车右端固定的砂桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：,2,1,图2,(1)绳未断前小球与砂桶的水平距离；,2,1,答案 0.4 m,解析 设小车与物块碰后的共同速度为v1， A与C的碰撞动量守恒：mAv0(mAmC)v1， 解得：v13 m/s 设小球下落时间为t，则：H gt2，解得t0.4
9、 s x(v0v1)t0.4 m 即绳未断前小球与砂桶的水平距离为0.4 m.,答案,解析,(2)小车系统最终的速度大小.,2,1,答案,解析,答案 3.2 m/s,解析 设系统最终速度为v2，由水平方向动量守恒可得： (mAmB) v0(mAmBmC)v2 解得：v23.2 m/s,动量和能量观点在力学中的应用,高考题型2,例2 (2017山东临沂市一模)如图3，长度x5 m的粗糙水平面PQ的左端固定一竖直挡板，右端Q处与水平传送带平滑连接，传送带以一定速率v逆时针转动，其上表面QM间距离为L4 m，MN无限长，M端与传送带平滑连接.物块A和B可视为质点，A的质量m1.5 kg,B的质量M5
10、.5 kg.开始A静止在P处，B静止在Q处，现给A一个向右的初速度v08 m/s，A运动一段时间后与B发生弹性碰撞，设A、B与传送带和水平面PQ、MN间的动摩擦因数均为0.15，A与挡板的碰撞也无机械能损失.取重力加速度g10 m/s2，求：,图3,答案,(1)A、B碰撞后瞬间的速度大小；,解析,答案 4 m/s 3 m/s,解析 设A与B碰撞前的速度为vA，由P到Q过程，由动能定理得：,mgx mvA2 mv02 ,A与B碰撞前后动量守恒，有mvAmvAMvB ,由能量守恒定律得： mvA2 mvA2 MvB2 ,联立式得vA4 m/s，vB3 m/s 碰后A、B的速度大小分别为4 m/s、
11、3 m/s,(2)若传送带的速率为v4 m/s，试判断A、B能否再相遇，若能相遇，求出相遇的位置；若不能相遇，求它们最终相距多远.,答案 不能相遇 m,答案,解析,解析 设A碰撞后运动的路程为sA，由动能定理得：,mgsA0 mvA2 ,sA m,所以A与挡板碰撞后再运动sAsAx m ,设B碰撞后向右运动的距离为sB，则MgsB0 MvB2 ,解得sB3 mL 故物块B碰后不能滑上MN，当速度减为0后，B将在传送带的作用下反向加速运动，B再次到达Q处时的速度大小为3 m/s.,在水平面PQ上，B再运动sBsB3 m停止，sBsA5 m，所以A、B不能再次相遇.,最终A、B的距离sABxsAs
12、B m.,1.弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程. 2.进行正确的受力分析，明确各过程的运动特点. 3.光滑的平面或曲面，还有不计阻力的抛体运动，机械能一定守恒；碰撞过程、子弹打击木块、不受其他外力作用的两物体相互作用问题，一般考虑用动量守恒定律分析. 4.如含摩擦生热问题，则考虑用能量守恒定律分析.,3.(2017福建泉州市二模)如图4，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平.B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为 ，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触.现将小球向右
13、拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半.,对点拓展练,图4,(1)求细绳能够承受的最大拉力；,答案,解析,答案 见解析,解析 设小球运动到最低点的速率为v0，小球向下摆动过程，由动能定理mgL mv02得，v0,小球在圆周最低点时拉力最大，由牛顿第二定律得：,FTmgm,解得：FT3mg 由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：FTFT 即细绳能够承受的最大拉力为：FT3mg,(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；,答案,解析,答案 见解析,解析 小球碰撞后做平抛运动：竖直位移h gt2,水平分位移：L t,解得：hL,(
14、3)通过计算判断C能否从木板上掉下来.,答案,解析,答案 见解析,解析 小球与滑块C碰撞过程中小球和C组成的系统动量守恒，设C碰后速率为v1，,依题意有mv0m( )3mv1,假设木板足够长，在C与木板相对滑动直到相对静止过程中，设两者最终共同速率为v2， 由动量守恒得：3mv1(3m6m)v2,由能量守恒得： 3mv12 (3m6m)v223mgs 联立解得：s 由sL知，滑块C不会从木板上掉下来.,动量和能量观点在电学中的应用,高考题型3,例3 (2017江西省六校3月联考) 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
15、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处同时由静止释放A、B，A、B瞬间被弹开之后，A沿圆弧OM运动，B沿直线OP匀速运动，OP与x轴夹角37，如图5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5,答案,(1)A、B两球的质量比 ；,解析,解析 弹开后，A沿圆弧运动，所以A应带正电， mAgEq,答案,(2)A球出射点M离O点的距离；,解析,解析 对B球受力分析，知：Bqv2sin Eq,A、B弹开瞬间动量守恒，可得mAv1mBv2,答案,(3)刚释放时，弹簧的弹性势能Ep.,解析,解析 弹开瞬间，由能量守恒可知：,4.(2017哈尔滨师大附中等二模)如图6所示，竖直平面内，水平线OO下方足够大的区域内存在水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个单匝正方形导体框，边长为L，质
