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1、专题二 动量能量命题趋势本专题涉及得内容就是动力学内容得继续与深化,其中得动量守恒定律、 机械能守恒定律、 能量守恒定律比牛顿运动定律得适用范围更广泛 ,就是自然界中普遍适用得基本规律 ,因此就是高中物理得重点 ,也就是高考考查 得重点之一、高考中年年有 ,且常常成为高考得压轴题、如 2002 年、 20 3 年理综最后一道压轴题均就是与能 量有关得综合题。但近年采用综合考试后,试卷难度有所下降 ,因此动量与能量考题得难度也有一定下降。要更加关注有关基本概念得题、定性分析现象得题与联系实际、联系现代科技得题、试题常常就是综合题 ,动量与能量得综合 ,或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电
2、磁学、原子物 理等知识得综合。试题得情景常常就是物理过程较复杂得,或者就是作用时间很短得 ,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、能量综合问题得分析方法与思维过程,提高解决学科内综合问题得能力。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得能力、教学重点 :掌握动量、能量综合问题得分析方法与思维过程,提高解决学科内综合问题得能力。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得能力、教学方法 :讲练结合 ,计算机辅助教学教学过程 :一、知识概要冲量就是力对时间得
3、积累 ,其作用效果就是改变物体得动量 ;功就是力对位移得积累 ,其作用效果就是改变物 体得能量 ;冲量与动量得变化、功与能量得变化都就是原因与结果得关系,对此 ,要像熟悉力与运动得关系一样熟悉。在此基础上 ,还很容易理解守恒定律得条件 ,要守恒 ,就应不存在引起改变得原因。能量还就是贯穿整个物理 学得一条主线 ,从能量角度分析思考问题就是研究物理问题得一个重要而普遍得思路。4、有得问题 ,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。确定对象与过程后 ,就应在分析得基础上选用物理规律来解题,规
4、律选用得一般原则就是 :1. 对单个物体 ,宜选用动量定理与动能定理 ,其中涉及时间得问题 ,应选用动量定理 ,而涉及位移得应选用动能 定理。若就是多个物体组成得系统 ,优先考虑两个守恒定律。3。若涉及系统内物体得相对位移 （路程 ）并涉及摩擦力得 ,要考虑应用能量守恒定律、二、考题回顾1、 （20 3 全国理综 2 ）K 介子衰变得方程为 ,如图所示 ,其中介子与介子带负得基元电荷,0 介子不带电。一个 K 介子沿垂直于磁场得方向射入匀强磁场中,其轨迹为圆弧 A,衰变后产生得介子得轨迹为圆弧 P,两轨迹在 P 点相切 ,它们得半径 RK与之比为 2、 0介子得轨迹未画出。 由此可知介 子得动
5、量大小与 0 介子得动量大小之比为.1B.12 . 3D。16解析 :介子带负电 ,在磁场中作圆周运动到达 介子在磁场中作圆周运动 ,半径与介子不同 介子得动量之比 :、 K 介子在 P 点衰变时动量守恒 正确。点发生衰变 ,变成带负电得 ,带电粒子在磁场中作圆周运动 ,衰变前后粒子得动量方向如图所示。有解得介子与不带电得,半径 ,可知 K 介子与。故选项 C介子。2. （2003全国理综 3题）一传送带装置示意图如图所示 ,其中传送带经过 AB 区域时就是水平得 ,经过区 域时变为圆弧形 （圆弧由光滑模板形成 ,为画出 ）,经过 C区域时就是倾斜得 ,A与 CD 都与 BC 相切、现将大量
6、得质量均为 m 得小货箱一个一个在 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 与 A 得高度差 为 h、稳定工作时传送带速度不变 ,D 段上各箱等距排列 ,相邻两箱得距离为 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 段时得微小滑动 ）、已知在一段相当长得时间 内 ,共运送小货箱得数目为 N。这装置由电动机带动 ,传送带与轮子间无相对滑动 ,不计轮轴处得摩擦、求电动机 得平均输出功率 P、解析 :以地面为参考系 （下同 ）,设传送带得运动速度为 用下做匀加速运动 ,设这段路程为 s,所用时间为t,加速
7、度为v ,在水平段运输得过程中 ,小货箱先在滑动摩擦力作 a,则对小箱有在这段时间内 ,传送带运动得路程为由以上可得用表示小箱与传送带之间得滑动摩擦力,则传送带对小箱做功为传送带克服小箱对它得摩擦力做功两者之差就就是克服摩擦力做功发出得热量可见,在小箱加速运动过程中 ,小箱获得得动能与发热量相等、T 时间内,电动机输出得功为此功用于增加小箱得动能、势能以及克服摩擦力发热,即已知相邻两小箱得距离为 L, 所以 联立 ,得3. （20 4全国理综 25 题,20分）柴油打桩机得重锤由气缸、 活塞等若干部件组成 ,气缸与活塞间有柴油与空气得混合物。 在重锤与桩碰撞得 过程中 ,通过压缩使混合物燃烧
8、,产生高温高压气体 ,从而使桩向下运动 ,锤向上运动。 现把柴油打桩机与打桩过程图 1） 从静止开 桩子上、 同时 , 桩在泥土中向 之间得距离也 0 ,重力加 泥土对桩得作简化如下柴油打桩机重锤得质量为m,锤在桩帽以上高度为 处 （ 如始沿竖直轨道自由落下 ,打在质量为 M（ 包括桩帽 ）得钢筋混凝土 柴油燃烧 ,产生猛烈推力 ,锤与桩分离 ,这一过程得时间极短。 随后 , 下移动一距离 l 。已知锤反跳后到达最高点时 ,锤与已停下得桩幅 为 h（如图 2）。已知 m1. 103kg,M2.013k,h=2.0m,l=0.速度 10ms,混合物得质量不计。设桩向下移动得过程中 用力 F 就是
9、恒力 ,求此力得大小。解析 :锤自由下落 ,碰桩前速度 v向下 ,碰后 ,已知锤上升高度为 （hl）,故刚碰后向上得速度为设碰后桩得速度为 V,方向向下 ,由动量守恒桩下降得过程中 ,根据功能关系 ,由、式得代入数值 ,得。 （2004天津理综 4题,8分）质量得物块 （可视为质点 ）在水平恒力 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、两点间得距离 ,物块与水平面间得动摩擦因数 求恒力 F 多大。 （）解 :设撤去力 F 前物块得位移为 ,撤去力 时物块速度为 ,物块受到得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
10、动学公式得对物块运动得全过程应用动能定理由以上各式得代入数据解得=5N。 （2 4 江苏 1题,分 ）一个质量为 得雪橇静止在水平雪地上 ,一条质量为 m 得爱斯基摩狗站在 该雪橇上 .狗向雪橇得正后方跳下 ,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得速度为V,则此时狗相对于地面得速度为 V+（其中 u 为狗相对于雪橇得速度 ,V+u为代数与 .若以雪橇运动得方向为正方向 ,则为正值,u为负值 ）、设狗总以速度 v追赶与跳上雪 橇,雪橇与雪地间得摩擦忽略不计、已知v 得大小为 5m s,u 得大小为 4m/s,M30k
11、,m10kg、（1）求狗第一次跳上雪橇后两者得共同速度得大小。（2）求雪橇最终速度得大小与狗最多能跳上雪橇得次数.（供使用但不一定用到得对数值 :lg2=O.3 ,lg3=0.47 ）解 :（1）设雪橇运动得方向为正方向 ,狗第 1 次跳下雪橇后雪橇得速度为 V1,根据动量守恒定律 ,有狗第 1 次跳上雪橇时 ,雪橇与狗得共同速度满足可解得将代入 ,得（2）解法（一）设雪橇运动得方向为正方向 ,狗第（1）次跳下雪橇后雪橇得速度为V1,则狗第 （n1）次跳上雪橇后得速度满足这样 ,狗 n 次跳下雪橇后 ,雪橇得速度为 Vn满足解得狗追不上雪橇得条件就是Vn可化为最后可求得代入数据 ,得狗最多能跳
12、上雪橇 3 次雪橇最终得速度大小为V4、 6 5m/解法 （二）:设雪橇运动得方向为正方向。 狗第 i 次跳下雪橇后 ,雪橇得速度为 i,狗得速度为 i+u; 狗第 i 次跳上雪橇后雪橇与狗得共同速度为 ,由动量守恒定律可得第一次跳下雪橇 :V1+m(V1+u)=01=第一次跳上雪橇 :MV1+mv=(M+)第二次跳下雪橇 :(M+m)MV2+m(V2+)=第三次跳下雪橇 :(M+m)V3=+(+u)第四次跳下雪橇 : (M+m) 4+ m(V 4u)此时雪橇得速度已大于狗追赶得速度 ,狗将不可能追上雪橇。因此 ,狗最多能跳上雪橇 3 次、雪橇最终得速 度大小为 5。 62 /s、三、典题例析
13、【例题 1】 (20 0 年全国 )在原子核物理中 ,研究核子与核关联得最有效途径就是“双电荷交换反应”。这类反应得前半部分过程与下述力学模型类似。两个小球与 B 用轻质弹簧相连 ,在光滑得水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道得固定挡板P,右边有一小球 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得过程中 ,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 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
14、、B、 三球得质量均为 m。(1)求弹簧长度刚被锁定后 A 球得速度。(2)求在 A球离开挡板 P 之后得运动过程中 ,弹簧得最大弹性势能。解题方法与技巧 :()设 C 球与 B 球粘结成 时,D 得速度为 ,由动量守恒 ,有 当弹簧压至最短时 ,与 A 得速度相等 ,设此速度为 ,由动量守恒 ,有由、两式得 A 得速度(2)设弹簧长度被锁定后 ,贮存在弹簧中得势能为 ,由能量守恒 ,有撞击 P 后,与得动能都为零 ,解除锁定后 ,当弹簧刚恢复到自然长度时 ,势能全部转变成 D 得动能 ,设 D 得 速度为 ,则有当弹簧伸长时 ,球离开挡板 P,并获得速度。当 、 得速度相等时 ,弹簧伸至最长
15、。设此时得速度为 ,由动 量守恒 ,有当弹簧伸到最长时 ,其势能最大 ,设此势能为 ,由能量守恒 ,有解以上各式得【例题 2】 如图所示 ,就是放在光滑得水平面上得一块木板 ,木板得质量为 3m,在木板得上面有两块质量 均为 得小木块 A 与 ,它们与木板间得动摩擦因数均为 。最初木板静止 ,、 B 两木块同时以方向水平向右 得初速度 0 与 2在木板上滑动 ,木板足够长 , A、 B 始终未滑离木板、求 :刚好相等得过( )木块 B 从刚开始运动到与木板 C 速度 程中 ,木块所发生得位移 ;()木块 A 在整个过程中得最小速度。解题方法与技巧 :(1) 木块 先做匀减速直线运动 ,后做匀加速直线运动 ;木块 B
