《高三物理专题复习攻略 第一部分专题二第六讲 动量和能量的综合应用课件 新人教版（重庆专用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理专题复习攻略 第一部分专题二第六讲 动量和能量的综合应用课件 新人教版（重庆专用）（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六讲动量和能量的综合应用第六讲动量和能量的综合应用重点知重点知识归纳一、动量与动能、冲量的关系一、动量与动能、冲量的关系1动量和动能的关系动量和动能的关系(1)动量和动能都与物体的某一运动状态相对应，都动量和动能都与物体的某一运动状态相对应，都与物体的质量和速度有关但它们存在明显的不同：与物体的质量和速度有关但它们存在明显的不同：动量的大小与速度成正比，动量的大小与速度成正比，pmv；动能的大小与；动能的大小与速度的平方成正比，速度的平方成正比，Ekmv2/2.两者的关系：两者的关系：p22mEk.(2)动量是矢量而动能是标量物体的动量发生变动量是矢量而动能是标量物体的动量发生变化时，动能不
2、一定变化；但物体的动能一旦发生化时，动能不一定变化；但物体的动能一旦发生变化，则动量必发生变化变化，则动量必发生变化(3)动量的变化量动量的变化量pp2p1是矢量形式，其运算是矢量形式，其运算遵循平行四边形定则；动能的变化量遵循平行四边形定则；动能的变化量EkEk2Ek1是标量式，运算时应用代数法是标量式，运算时应用代数法2动量和冲量的关系动量和冲量的关系冲量是物体动量变化的原因，动量变化量的方向冲量是物体动量变化的原因，动量变化量的方向与合外力冲量方向相同与合外力冲量方向相同二、动能定理和动量定理的比较二、动能定理和动量定理的比较动能定理动能定理动量定理动量定理公式中公式中物理量物理量的意义
3、的意义公式中的公式中的W是合外力对是合外力对物体所做的总功，做功物体所做的总功，做功是物体动能变化的原因是物体动能变化的原因EkEk是物体动是物体动能的变化，是指做功过能的变化，是指做功过程的末动能减去初动能程的末动能减去初动能公式中的公式中的Ft是合外力的是合外力的冲量，冲量是使研究对冲量，冲量是使研究对象动量发生变化的原因象动量发生变化的原因mvtmv0是研究对象是研究对象的动量变化，是过程终的动量变化，是过程终态动量与初态动量的矢态动量与初态动量的矢量差量差相同处相同处两两个个定定理理都都可可以以在在最最简简单单的的情情景景下下，利利用用牛牛顿顿第二定律导出第二定律导出它它们们都都反反映
4、映了了力力的的积积累累效效应应，都都是是建建立立了了过过程程量与状态量变化的对应关系量与状态量变化的对应关系既适用于直线运动，又适用于曲线运动；既适既适用于直线运动，又适用于曲线运动；既适用于恒力的情况，又适用于变力的情况用于恒力的情况，又适用于变力的情况动能定理动能定理动量定理动量定理不同处不同处动动能能定定理理是是标标量量式式，动动量量定定理理是是矢矢量量式式侧侧重重于于位位移移过过程程的的力力学学问问题题用用动动能能定定理理处处理理较较为为方方便便，侧侧重重于于时时间间过过程程的的力力学学问问题题用用动动量量定定理理处处理理较较为为方方便便力力对对时时间间的的积积累累决决定定了了动动量量
5、的的变变化化，力对空间的积累则决定动能的变化力对空间的积累则决定动能的变化三、功能关系的分析三、功能关系的分析特别提醒：特别提醒：做功的过程就是能量转化的过程，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，做了多少功，就表示有多少能量发生了转化，所以说功是能量转化的量度功能关系是联系所以说功是能量转化的量度功能关系是联系功和能的功和能的“桥梁桥梁”热点点题型示例型示例热点热点一一动量定理的应用动量定理的应用1动量定理的理解动量定理的理解(1)动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的原因，冲量是物体动量变化的量度这里所说原因，冲量是物体
6、动量变化的量度这里所说的冲量必须是物体所受的合外力的冲量的冲量必须是物体所受的合外力的冲量(或者说或者说是物体所受合外力冲量的矢量和是物体所受合外力冲量的矢量和)(2)动量定理给出了冲量动量定理给出了冲量(过程量过程量)和动量变化和动量变化(状状态量态量)间的互求关系间的互求关系2解题步骤解题步骤(1)明确研究对象明确研究对象(一般为单个物体一般为单个物体)及对应物理过程及对应物理过程(2)对研究对象进行受力分析并区分初、末运动状态，对研究对象进行受力分析并区分初、末运动状态，找出对应的动量找出对应的动量(3)规定正方向，明确各矢量的正负，若为未知矢量，规定正方向，明确各矢量的正负，若为未知矢
7、量，则可先假设其为正方向则可先假设其为正方向(4)由动量定理列方程求解由动量定理列方程求解例例1图图61(1)对板施加指向圆心的水平外力对板施加指向圆心的水平外力F，设物块与板间，设物块与板间最大静摩擦力为最大静摩擦力为Ffmax，若物块能在板上滑动，求，若物块能在板上滑动，求F应满足的条件应满足的条件(2)如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为极短的较大冲击力，冲量为I，I应满足什么条件才能使物块从板上掉下？应满足什么条件才能使物块从板上掉下？物块从开始运动到掉下时的位移物块从开始运动到掉下时的位移s为多少？为多少？根据根
8、据s与与I的关系式说明要使的关系式说明要使s更小，冲量应如何更小，冲量应如何改变改变【答案答案】见解析见解析强强化化训训练练1如如图图62所所示示，质质量量mA为为4 kg的的木木板板A放放在在水水平平面面C上上，木木板板与与水水平平面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.24，木木板板右右端端放放着着质质量量mB为为1.0 kg的的小小物物块块B(视视为为质质点点)，它它们们均均处处于于静静止止状状态态木木板板突突然然受受到到水水平平向向右右的的12 Ns的的瞬瞬时时冲冲量量I作作用用开开始始运运动动，当当小小物物块块滑滑离离木木板板时时，木木板板的的动动能能EkA为为8.0 J，小小物物块块的
9、的动动能能EkB为为0.50 J，重重力加速度取力加速度取10 m/s2，求：，求：图图62(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；(2)木板的长度木板的长度L.解析：解析：(1)设水平向右为正方向，有设水平向右为正方向，有ImAv0代入数据解得代入数据解得v03.0 m/s.(2)设设A对对B、B对对A、C对对A的滑动摩擦力的大小的滑动摩擦力的大小分别为分别为FAB、FBA和和FCA，B在在A上滑行的时间为上滑行的时间为t，B离开离开A时时A和和B的速度分别为的速度分别为vA和和vB，有，有答案：答案：(1)3.0 m/s(2)0.50 m热点二热点二动量守恒定律
10、的应用动量守恒定律的应用1表达式：表达式：(1)pp(相互作用前系统总动量相互作用前系统总动量p等于相互作用后总等于相互作用后总动量动量p)；(2)p0(系统总动量的增量等于零系统总动量的增量等于零)；(3)p1p2(两个物体组成的系统中，各自动量的两个物体组成的系统中，各自动量的增量大小相等、方向相反增量大小相等、方向相反)2应用范围：应用范围：(1)平均动量守恒：初动量为零，两物体动量大平均动量守恒：初动量为零，两物体动量大小相等，方向相反小相等，方向相反(2)碰撞、爆炸、反冲：作用时间极短，相互作碰撞、爆炸、反冲：作用时间极短，相互作用力很大，外力可忽略用力很大，外力可忽略(3)分方向动
11、量守恒：一般水平动量守恒，竖直分方向动量守恒：一般水平动量守恒，竖直动量不守恒动量不守恒3应用动量守恒定律解决问题的步骤：应用动量守恒定律解决问题的步骤：(1)确定研究对象，研究对象为相互作用的几个确定研究对象，研究对象为相互作用的几个物体物体(2)分析系统所受外力，判断系统动量是否守恒，分析系统所受外力，判断系统动量是否守恒，哪一过程守恒哪一过程守恒(3)选取正方向，确定系统的初动量和末动量选取正方向，确定系统的初动量和末动量(4)根据动量守恒列方程求解根据动量守恒列方程求解 (2011年高考山东卷年高考山东卷)如图如图63所示，甲、所示，甲、乙两船的总质量乙两船的总质量(包括船、人和货物包
12、括船、人和货物)分别为分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度接住，求抛出货物的最小速度 .(不计水的阻力不计水的阻力)例例2图图63【解析解析】设乙船上的人抛出货物的最小速度大小设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为为vmin，抛出货物后船的速度为，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接，甲船上的人接到货物后船的速度为到货物后船的速度为v2
13、，由动量守恒定律得，由动量守恒定律得12mv011mv1mvmin10m2v0mvmin11mv2为避免两船相撞应满足为避免两船相撞应满足v1v2联立联立式得式得vmin4v0.【答案答案】4v0强强化化训训练练2(2011年年高高考考福福建建卷卷)在在光光滑滑水水平平面面上上，一一质质量量为为m、速速度度大大小小为为v的的A球球与与质质量量为为2m静静止止的的B球球碰碰撞撞后后，A球球的的速速度度方方向向与与碰碰撞撞前前相反则碰撞后相反则碰撞后B球的速度大小可能是球的速度大小可能是()A0.6vB0.4vC0.3v D0.2v热点三热点三机械能守恒定律的应用机械能守恒定律的应用注：应用表达式
14、注：应用表达式(1)时，涉及重力势能的大小，必须时，涉及重力势能的大小，必须首先选零势能参考平面首先选零势能参考平面2机械能守恒定律解题的基本思路机械能守恒定律解题的基本思路(1)选取研究对象选取研究对象系统或物体系统或物体(2)对研究对象进行受力、做功分析，判断机械能是对研究对象进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒否守恒(3)根据要选取的表达式，确定研究对象的初、末机根据要选取的表达式，确定研究对象的初、末机械能、动能或势能的变化械能、动能或势能的变化(4)根据机械能守恒列方程求解根据机械能守恒列方程求解例例3图图64(1)发射该小钢珠前，弹簧的弹性势能发射该小钢珠前，弹簧的弹性势能Ep多
15、大？多大？(2)小钢珠落到曲面小钢珠落到曲面N上时的动能上时的动能Ek多大？多大？(结果保结果保留两位有效数字留两位有效数字)【答案答案】(1)1.5101 J(2)8.0102 J强强化化训训练练3(2010年年高高考考上上海海卷卷)如如图图65，ABC和和ABD为为两两个个光光滑滑固固定定轨轨道道，A、B、E在在同同一一水水平平面面上上，C、D、E在在同同一一竖竖直直线线上上，D点点距距水水平平面面的的高高度度为为h，C点点的的高高度度为为2h，一一滑滑块块从从A点点以以初初速速度度v0分别沿两轨道滑行到分别沿两轨道滑行到C或或D处后水平抛出处后水平抛出(1)求求滑滑块块落落到到水水平平面
16、面时时，落落点点与与E点点间间的的距距离离sC和和sD；(2)求实现求实现sCsD，v0应满足什么条件？应满足什么条件？图图65答案：见解析答案：见解析热点四热点四两大守恒定律的综合应用两大守恒定律的综合应用在解决力学问题时，有动量和能量两种不同的观在解决力学问题时，有动量和能量两种不同的观点点动量的观点：主要用动量定理和动量守恒定律求动量的观点：主要用动量定理和动量守恒定律求解，常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作解，常涉及物体的受力和时间问题，以及相互作用的物体系问题用的物体系问题能量的观点：在涉及单个物体的受力和位移问题能量的观点：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
17、涉及物体系内能量的时，常用动能定理分析，在涉及物体系内能量的转化问题时，常用能量的转化和守恒定律转化问题时，常用能量的转化和守恒定律在做题时首先确定研究的系统和过程，判断动在做题时首先确定研究的系统和过程，判断动量守恒和机械能守恒或能量守恒；其次，分析量守恒和机械能守恒或能量守恒；其次，分析参与转化的能量种类，分清哪些能量增加，哪参与转化的能量种类，分清哪些能量增加，哪些能量减少些能量减少碰撞、反冲、火箭是动量知识和机械能知识综碰撞、反冲、火箭是动量知识和机械能知识综合应用的特例，高考常从这几个方面出题，在合应用的特例，高考常从这几个方面出题，在做题时，要善于寻找题中给出的解题条件，分做题时，
18、要善于寻找题中给出的解题条件，分析属于哪种情况，从而顺利解题析属于哪种情况，从而顺利解题例例4图图66(1)物块物块B在在d点的速度大小点的速度大小v；(2)物块物块A滑行的距离滑行的距离s.强强化化训训练练4(2011年年高高考考海海南南卷卷)一一质质量量为为2m的的物物体体P静静止止于于光光滑滑水水平平地地面面上上，其其截截面面如如图图67所所示示图图中中ab为为粗粗糙糙的的水水平平面面，长长度度为为L；bc为为一一光光滑滑斜斜面面，斜斜面面和和水水平平面面通通过过与与ab和和bc均均相相切切的的长长度度可可忽忽略略的的光光滑滑圆圆弧弧连连接接现现有有一一质质量量为为m的的木木块块以以大大
19、小小为为v0的的水水平平初初速速度度从从a点点向向左左运运动动，在在斜斜面面上上上上升升的的最最大大高高度度为为h，返返回回后后在在到到达达a点点前前与与物体物体P相对静止重力加速度为相对静止重力加速度为g.求：求：图图67(1)木块在木块在ab段受到的摩擦力段受到的摩擦力Ff；(2)木块最后距木块最后距a点的距离点的距离s.解析：木快解析：木快m和物体和物体P组成的系统在相互作用过组成的系统在相互作用过程中遵守动量守恒、能量守恒程中遵守动量守恒、能量守恒(1)以木块开始运动至在斜面上上升到最大高度以木块开始运动至在斜面上上升到最大高度为研究过程，当木块上升到最高点时两者具有为研究过程，当木块上升到最高点时两者具有相同的速度，根据动量守恒，有相同的速度，根据动量守恒，有mv0(2mm)v根据能量守恒，有根据能量守恒，有知能知能优化化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放
