2022年高考专题复习动量能量教案命题趋势本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一高考中年年有，且常常成为高考的压轴题如2002年、2003年理综最后一道压轴题均是与能量有关的综合题但近年采用综合考试后，试卷难度有所下降，因此动量和能量考题的难度也有一定下降要更加关注有关基本概念的题、定性分析现象的题和联系实际、联系现代科技的题试题常常是综合题，动量与能量的综合，或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合试题的情景常常是物理过程较复杂的，或者是作用时间很短的，如变加速运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等教学目标：1．通过专题复习，掌握动量、能量综合问题的分析方法和思维过程，提高解决学科内综合问题的能力2．能够从实际问题中获取并处理信息，把实际问题转化成物理问题，提高分析解决实际问题的能力教学重点：掌握动量、能量综合问题的分析方法和思维过程，提高解决学科内综合问题的能力教学难点：从实际问题中获取并处理信息，把实际问题转化成物理问题，提高分析解决实际问题的能力。
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、知识概要冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对位移的积累，其作用效果是改变物体的能量；冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系，对此，要像熟悉力和运动的关系一样熟悉在此基础上，还很容易理解守恒定律的条件，要守恒，就应不存在引起改变的原因能量还是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路动能定理动量p=mv力的积累和效应力对时间的积累效应力对位移的积累效应功：W=FScosα瞬时功率：P=Fvcosα平均功率：动能势能重力势能：Ep=mgh弹性势能机械能机械能守恒定律Ek1+EP1=Ek2+EP2或ΔEk =ΔEP系统所受合力为零或不受外力牛顿第二定律F=ma冲量I=Ft动量定理Ft=mv2-mv1动量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’应用动量定理和动能定理时，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一状态（或时刻）因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象和研究过程。
对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便选取时应注意以下几点：1．选取研究对象和研究过程，要建立在分析物理过程的基础上临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态2．要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理3．可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来研究，有时这样做，可使问题大大简化4．有的问题，可以选这部分物体作研究对象，也可以选取那部分物体作研究对象；可以选这个过程作研究过程，也可以选那个过程作研究过程；这时，首选大对象、长过程确定对象和过程后，就应在分析的基础上选用物理规律来解题，规律选用的一般原则是：1．对单个物体，宜选用动量定理和动能定理，其中涉及时间的问题，应选用动量定理，而涉及位移的应选用动能定理2．若是多个物体组成的系统，优先考虑两个守恒定律3．若涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应用能量守恒定律二、考题回顾1．（2003全国理综22）Kˉ介子衰变的方程为，如图所示，其中Kˉ介子和πˉ介子带负的基元电荷，π0介子不带电一个Kˉ介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的πˉ介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RKˉ与Rπ-之比为2∶1。
π0介子的轨迹未画出由此可知πˉ介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6解析：Kˉ介子带负电，在磁场中作圆周运动到达P点发生衰变，变成带负电的πˉ介子和不带电的π0介子πˉ介子在磁场中作圆周运动，半径与Kˉ介子不同，带电粒子在磁场中作圆周运动，半径，可知Kˉ介子和πˉ介子的动量之比：Kˉ介子在P点衰变时动量守恒，衰变前后粒子的动量方向如图所示有解得 故选项C正确2．（2003全国理综34题）一传送带装置示意图如图所示，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，为画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。
求电动机的平均输出功率P解析：以地面为参考系（下同），设传送带的运动速度为v0，在水平段运输的过程中，小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，设这段路程为s，所用时间为t，加速度为a，则对小箱有 ① ②在这段时间内，传送带运动的路程为 ③ 由以上可得 ④用f表示小箱与传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为 ⑤传送带克服小箱对它的摩擦力做功 ⑥ 两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量 ⑦ 可见，在小箱加速运动过程中，小箱获得的动能与发热量相等 T时间内，电动机输出的功为 ⑧此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即 ⑨已知相邻两小箱的距离为L，所以 ⑩联立⑦⑧⑨⑩，得 ⑾3．（2004全国理综25题，20分）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。
现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图1）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短随后，桩在泥土中向下移动一距离l已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩幅之间的距离也为h（如图2）已知m＝1.0×103kg，M＝2.0×103kg，h＝2.0m，l＝0.20m，重力加速度g＝10m/s2，混合物的质量不计设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小解析：锤自由下落，碰桩前速度v1向下， ①碰后，已知锤上升高度为（h－l），故刚碰后向上的速度为 ②设碰后桩的速度为V，方向向下，由动量守恒， ③桩下降的过程中，根据功能关系， ④由①、②、③、④式得 ⑤代入数值，得 N ⑥4．（2004天津理综24题，18分）质量的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行停在B点，已知A、B两点间的距离，物块与水平面间的动摩擦因数，求恒力F多大。
解：设撤去力F前物块的位移为，撤去力F时物块速度为，物块受到的滑动摩擦力 对撤去力F后物块滑动过程应用动量定理得由运动学公式得 对物块运动的全过程应用动能定理 由以上各式得 代入数据解得 F=15N5．（2004江苏18题，16分）一个质量为M的雪橇静止在水平雪地上，一条质量为m的爱斯基摩狗站在该雪橇上．狗向雪橇的正后方跳下，随后又追赶并向前跳上雪橇；其后狗又反复地跳下、追赶并跳上雪橇，狗与雪橇始终沿一条直线运动．若狗跳离雪橇时雪橇的速度为V，则此时狗相对于地面的速度为V+u（其中u为狗相对于雪橇的速度，V+u为代数和．若以雪橇运动的方向为正方向，则V为正值，u为负值）．设狗总以速度v追赶和跳上雪橇，雪橇与雪地间的摩擦忽略不计．已知v的大小为5m/s，u的大小为4m/s，M=30kg，m=10kg.（1）求狗第一次跳上雪橇后两者的共同速度的大小．（2）求雪橇最终速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次数．（供使用但不一定用到的对数值：lg2=O.301，lg3=0.477）解：（1）设雪橇运动的方向为正方向，狗第1次跳下雪橇后雪橇的速度为V1，根据动量守恒定律，有 狗第1次跳上雪橇时，雪橇与狗的共同速度满足 可解得 将代入，得 （2）解法（一）设雪橇运动的方向为正方向，狗第（n－1）次跳下雪橇后雪橇的速度为Vn－1，则狗第（n－1）次跳上雪橇后的速度满足 这样，狗n次跳下雪橇后，雪橇的速度为Vn满足 解得 狗追不上雪橇的条件是 Vn≥可化为 最后可求得 代入数据，得 狗最多能跳上雪橇3次雪橇最终的速度大小为 V4=5.625m/s解法（二）：设雪橇运动的方向为正方向。
狗第i次跳下雪橇后，雪橇的速度为Vi，狗的速度为Vi+u；狗第i次跳上雪橇后，雪橇和狗的共同速度为，由动量守恒定律可得 第一次跳下雪橇：MV1+m（V1+u）=0 V1=－ 第一次跳上雪橇：MV1+mv=（M+m） 第二次跳下雪橇：（M+m）=MV2+m（V2+u） V2=第三次跳下雪橇：（M+m）V3=M+m（+u） =第四次跳下雪橇： （M+m）=MV4+m（V4+u）此时雪橇的速度已大于狗追赶的速度，狗将不可能追上雪橇因此，狗最多能跳上雪橇3次雪橇最终的速度大小为5.625m/s.三、典题例析【例题1】（2000年全国）在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应”这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度射向B球，如图所示C与B发生碰撞并立即结成一个整体D在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不粘连。
过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）已知A、B、C三球的质量均为m1）求弹簧长度刚被锁定后A球的速度2）求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能解题方法与技巧：（1）设C球与B球粘结成D时，D的速度为，由动量守恒，有 ①当弹簧压至最短时，D与A的速度相等，设此速度为，由动量守恒，有 。