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1、国光07物理第二轮专题国光中学2007高三第二轮专题姓名座号班级专题一 动量和能量一、 高考导航 功和能的概念是物理学的重要概念。能的转化和守恒定律是自然界中最重要、最普通、最基本的客观规律。功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的、重要的途径，同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据。运用能量的观点分析解决有关问题时，可以不涉及过程中力的作用以及运动细节，关心的只是过程中的能量转化的关系和过程的始末状态，这往往更能把握住问题的实质，使解决问题的思路变得简捷，并且能解决一些用牛顿定律无法解决的问题。有关动量的规律是牛顿力学的拓展和延伸，尤其是动量守恒定律，作为物理学三大定
2、律之一，其在力学知识体系中具有重要的地位，在实际中有着重要的应用，为解决力学、电磁学、原子物理学中的有关问题开辟了一条重要的途径。动量定理在新的高考考纲中被列为级要求，定理反映的是力对时间的积累效应，由于其对变力作用也适用，在处理变力作用的多过程问题时往往比牛顿定律更方便、更优越。有关动量、能量的概念和规律是每年高考的必考内容，一直处于高考命题考查的重点和热点。可以预见，动量定恒定律尤其是与机械能守恒、能量转化等相关知识的综合应用，仍是今后高考不可回避的考查重点。在往年高考中，有不少考生由于对守恒定律把握不准、研究对象和研究过程的选取不明确而屡屡失误，从而使其成了高考的一个突出难点。针对上述情
3、况，在复习有关动量和能量的内容时，要抓住以下三点：第一是研究过程的合理选取，不管是动能定理、动量定理还是机械能守恒定律或动量守恒定律，都有一个过程的选取问题；第二是要抓住摩擦力做功的特征、摩擦力做功与动能变化的关系以及物体在相互作用时能量的转化关系；第三是方向性问题，运用动量定理或动量守恒定律求解时，都要选定一个正方向，然后对力、速度等矢量以正负号代表其方向，代入相关的公式中进行运算。另外，对于碰撞问题，要注意碰撞的多种可能性，作出正确的分析判断后，再针对不同情况进行计算，避免出现漏洞。动量与能量是高考的重点，难点，热点，是每年高考常出现的压轴题目，怎样解答此类问题？答：用动量的观点和能量的观
4、点解决力学问题，是我们的首选特别是对于变力作用或曲线运动问题，不涉及运动过程的细节，不涉及加速度，更显示出这两大观点的优越性动量观点包括：动量定理、动量守恒定律，能量观点包括：动能定理、机械能守恒定律、能量转化与守恒定律（或功能关系）其中功和能的关系又包含：合外力做功与物体动能的关系即动能定理、重力做功与重力势能的关系、电场力做功与电势能的关系、重力弹力之外的力做功与机械能转化的关系、滑动摩擦力做功与产生内能的关系此类问题的基本解题方法：(一)分步法（又叫拆解法或程序法）：即要将复杂的物理过程分解为几步简单的过程，分析其符合什么样的物理规律再分别列式求解这样将一个复杂的问题分解为二三个简单的问
5、题去解决，就化解了题目的难度(二)全程法（又叫综合法）：所研究的对象运动细节复杂，但从整个过程去分析考虑问题，选用适合整个过程的物理规律，如两大守恒定律或两大定理或功能关系，就可以很方便的解决问题(三)等效法（又叫类比法）：所给的物理情境比较新颖，但可以把它和熟悉的物理模型进行类比，把它等效成我们熟知的情境，方便的解决问题(四)假设法：判断未知情境时，可以先假设其结论成立，推出与已知条件或推论相一致或相反的结果，证明其假设是否成立，从而解决物理问题常见的物理模型要熟悉有：模型1：碰撞；模型2：炸裂；模型3：子弹射木块；模型4：平木板上的滑块；模型5：有档板的木板与滑块；模型6：带弹簧的木板或滑
6、块；模型7：弧形板上的滑块；模型8：人船模型（人在船上走）；以上模型遵循的共同规律：对系统：动量守恒、能量守恒；对单个物体，动量定理，动能定量，牛顿运动定律二、特别提示动量和能量的知识贯穿整个物理学，涉及到“力学、热学、电磁学、光学、原子物理学”等，从动量和能量的角度分析处理问题是研究物理问题的一条重要的途径，也是解决物理问题最重要的思维方法之一。1、动量关系动量关系包括动量定理和动量守恒定律。（1）动量定理凡涉及到速度和时间的物理问题都可利用动量定理加以解决，特别对于处理位移变化不明显的打击、碰撞类问题，连续介质作用等更具有其他方法无可替代的作用。（2）动量守恒定律动量守恒定律是自然界中普通
7、适用的规律，大到宇宙天体间的相互作用，小到微观粒子的相互作用，无不遵守动量守恒定律，它是解决爆炸、碰撞、反冲及较复杂的相互作用的物体系统类问题的基本规律。动量守恒条件为：系统不受外力或所受合外力为零在某一方向上，系统不受外力或所受合外力为零，该方向上动量守恒。系统内力远大于外力，动量近似守恒。在某一方向上，系统内力远大于外力，该方向上动量近似守恒。应用动量守恒定律解题的一般步骤：确定研究对象，选取研究过程；分析内力和外力的情况，判断是否符合守恒条件；选定正方向，确定初、末状态的动量，最后根据动量守恒定律列议程求解。应用时，无需分析过程的细节，这是它的优点所在，定律的表述式是一个矢量式，应用时要
8、特别注意方向。2、能的转化和守恒定律（1）能量守恒定律的具体表现形式高中物理知识包括“力学、热学、电学、原子物理”五大部分内容，它们具有各自的独立性，但又有相互的联系性，其中能量守恒定律是贯穿于这五大部分的主线，只不过在不同的过程中，表现形式不同而已，如：在力学中的机械能守恒定律：在热学中的热力学第一定律：在电学中的闭合电路欧姆定律：，法拉第电磁感应定律，以及楞次定律。在光学中的光电效应方程：在原子物理中爱因斯坦的质能方程：（2）利用能量守恒定律求解的物理问题具有的特点：题目所述的物理问题中，有能量由某种形式转化为另一种形式；题中参与转化的各种形式的能，每种形式的能如何转化或转移，根据能量守恒
9、列出方程即总能量不变或减少的能等于增加的能。【典型例题】【例1】 （2001年理科综合）下列是一些说法：一质点受到两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同；一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反；在同样时间内，作用力力和反作用力的功大小不一定相等，但正负符号一定相反；在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反以上说法正确的是（ ）A B C D【例2】 （石家庄）为了缩短航空母舰上飞机起飞前行驶的距离，通常用弹簧弹出飞机，使飞机获得一定的初速度，进入跑道加速起飞某
10、飞机采用该方法获得的初速度为v0，之后，在水平跑道上以恒定功率P沿直线加速，经过时间t，离开航空母舰且恰好达到最大速度vm设飞机的质量为m，飞机在跑道上加速时所受阻力大小恒定求：（1）飞机在跑道上加速时所受阻力f的大小；（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度s【例3】 如下图所示，质量为m=2kg的物体，在水平力F=8N的作用下，由静止开始沿水平面向右运动已知物体与水平面间的动摩擦因数=0.2若F作用t1=6s后撤去，撤去F后又经t2=2s物体与竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间t3=0.1s，碰墙后反向弹回的速度=6m/s，求墙壁对物体的平均作用力（g取10m/s2）【例4】 有一光滑水平板，板
11、的中央有一小孔，孔内穿入一根光滑轻线，轻线的上端系一质量为M的小球，轻线的下端系着质量分别为m1和m2的两个物体，当小球在光滑水平板上沿半径为R的轨道做匀速圆周运动时，轻线下端的两个物体都处于静止状态（如下图）若将两物体之间的轻线剪断，则小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动？【例5】 如图所示，水平传送带AB长l=8.3m，质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数=0.5当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m=20g的子弹以=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度u=50m/s，以后
12、每隔1s就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s求：（1）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离？（2）木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中？（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是多少？（g取10m/s）v0mABM【例6】 质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车的上表面是一光滑的曲面，末端是水平的，如下图所示，小车被挡板P挡住，质量为m的物体从距地面高H处自由下落，然后沿光滑的曲面继续下滑，物体落地点与小车右端距离s0，若撤去挡板P，物体仍从原处自由落下，求物体落地时落地点与小车
13、右端距离是多少？【例7】 如下图所示，一辆质量是m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数=0.4，开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端（取g=10m/s2）求：（1）平板车每一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？Mmv0【例8】 如图所示，光滑水平面上有一小车B，右端固定一个砂箱，砂箱左侧连着一水平轻弹簧，小车和
14、砂箱的总质量为M，车上放有一物块A，质量也是M，物块A随小车以速度v0向右匀速运动物块A与左侧的车面的动摩擦因数为，与右侧车面摩擦不计车匀速运动时，距砂面H高处有一质量为m的泥球自由下落，恰好落在砂箱中，求：（1）小车在前进中，弹簧弹性势能的最大值（2）为使物体A不从小车上滑下，车面粗糙部分应多长？mHABv0典型例题例1 D解析：本题辨析一对平衡力和一对作用力和反作用力的功、冲量因为，一对平衡力大小相等、方向相反，作用在同一物体上，所以，同一段时间内，它们的冲量大小相等、方向相反，故不是相同的冲量，则错误如果在同一段时间内，一对平衡力做功，要么均为零（静止），要么大小相等符号相反（正功与负功），故正确至于一对作用力与反作用力，虽然两者大小相等，方向相反，但分别作用在两个不同物体上（对方物体），所以，即使在同样时间内，力的作用点的位移不是一定相等的（子弹穿木块中的一对摩擦力），则做功大小不一定相等而且作功的正负号也不一定相反（点电荷间相互作用力、磁体间相互作用力的做功，都是同时做正功，或同时做负功）因此错误，正确综上所述，选项D正确【例2】 解析：（1）飞机达到最大速度时牵引力F与其所受阻力f 大小相等，由P=Fv得（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度为s，由动能定理得 将代入上式得或【例3】 解析：解法1（程序法）：选物体为研究对象，在
