《（全國通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 動(dòng)量與能量 第1講 動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 動(dòng)量與能量 第1講 動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用學(xué)案（15頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用知識(shí)必備1.常見的功能關(guān)系(1)合力做功與動(dòng)能的關(guān)系：W合Ek。(2)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系：WGEp。(3)彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系：W彈Ep。(4)除重力以外其他力做功與機(jī)械能的關(guān)系：W其他E機(jī)。(5)滑動(dòng)摩擦力做功與內(nèi)能的關(guān)系：Ff x相對(duì)E內(nèi)。2.機(jī)械能守恒定律(1)條件：只有重力、系統(tǒng)內(nèi)彈力做功。(2)表達(dá)式：Ek1Ep1Ek2Ep2。3.動(dòng)能定理(1)內(nèi)容：合外力做的功等于動(dòng)能的變化。(2)表達(dá)式：Wmvmv4.動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律(1)動(dòng)量定理：Ftmv2mv1(2)動(dòng)量守恒定律：m1v1m2v2m1v1m2v2(3)備考策略1.復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)
2、理清運(yùn)動(dòng)中功與能的轉(zhuǎn)化與量度的關(guān)系，結(jié)合受力分析、運(yùn)動(dòng)過程分析，熟練地應(yīng)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理解決問題。2.深刻理解功能關(guān)系，綜合應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，結(jié)合動(dòng)力學(xué)方程解決多運(yùn)動(dòng)過程的問題。3.必須領(lǐng)會(huì)的“1種物理思想和3種方法”(1)守恒的思想。(2)守恒法、轉(zhuǎn)化法、轉(zhuǎn)移法。4.必須辨明的“3個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)”(1)動(dòng)量和動(dòng)能是兩個(gè)和速度有關(guān)的不同概念。(2)系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能不一定同時(shí)守恒。(3)不是所有的碰撞都滿足機(jī)械能守恒。力學(xué)中的幾個(gè)功能關(guān)系的應(yīng)用【真題示例1】 (2017全國卷，16)如圖1，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的均勻柔軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M
3、點(diǎn)，M點(diǎn)與繩的上端P相距l(xiāng)。重力加速度大小為g。在此過程中，外力做的功為()圖1A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl解析由題意可知，PM段細(xì)繩的機(jī)械能不變，MQ段細(xì)繩的重心升高了，則重力勢(shì)能增加Epmgmgl，由功能關(guān)系可知，在此過程中，外力做的功為Wmgl ，故選項(xiàng)A正確，B、C、 D錯(cuò)誤。答案A【真題示例2】 (2017全國卷，24)一質(zhì)量為8.00104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60105 m 處以7.5103 m/s的速度進(jìn)入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時(shí)下落到地面。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取
4、為9.8 m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能；(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%。解析(1)飛船著地前瞬間的機(jī)械能為Ek0mv式中，m和v0分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率。由式和題給數(shù)據(jù)得Ek04.0108 J設(shè)地面附近的重力加速度大小為g，飛船進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能為Ehmvmgh式中，vh是飛船在高度1.6105 m處的速度大小。由式和題給數(shù)據(jù)得Eh2.41012 J(2)飛船在高度h600 m處的機(jī)械能為Ehm(vh)2mgh由
5、功能原理得WEhEk0式中，W是飛船從高度600 m處至著地瞬間的過程中克服阻力所做的功。由式和題給數(shù)據(jù)得W 9.7108 J答案(1)(1)4.0108 J2.41012 J(2)9.7108 J真題感悟1.高考考查特點(diǎn)(1)本考點(diǎn)高考命題既有選擇題也有計(jì)算題，集中在物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒及物體間的做功特點(diǎn)、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，并結(jié)合平拋、圓周運(yùn)動(dòng)等典型運(yùn)動(dòng)及生活科技為背景綜合考查。(2)熟悉掌握并靈活應(yīng)用機(jī)械能的守恒條件、力學(xué)中的功能關(guān)系、常見典型運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)及規(guī)律是突破該考點(diǎn)的關(guān)鍵。2.常見誤區(qū)及臨考提醒(1)注意判斷物體運(yùn)動(dòng)過程中的臨界狀態(tài)和隱含條件。(2)注意物理方法的靈活選用。如全國卷第
6、16題的等效法(重心)。(3)注意提高計(jì)算能力。如全國卷第24題，試題情境難度不大，但增加了計(jì)算的難度。預(yù)測(cè)1功、功率的理解與計(jì)算預(yù)測(cè)2機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用預(yù)測(cè)3功能關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化守恒定律的綜合應(yīng)用1.(2017濰坊模擬)質(zhì)量為m2 kg的物體沿水平面向右做直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻受到一個(gè)水平向左的恒力F，如圖2甲所示，此后物體的vt圖象如圖乙所示，取水平向右為正方向，g取10 m/s2，則()圖2A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B.10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為6 WC.10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)4 m處D.010 s內(nèi)恒力F做功的平均功率為0.6 W解析由圖線可知04 s內(nèi)的加速度大小a1
7、 m/s22 m/s2，可得Fmgma1；由圖線可知41 0 s內(nèi)的加速度大小a2 m/s21 m/s2，可得Fmgma2；解得F3 N，0.05，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；10 s末恒力F的瞬時(shí)功率為P10Fv1036 W18 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；04 s內(nèi)的位移x1 48 m16 m，410 s內(nèi)的位移x266 m18 m，故10 s末物體在計(jì)時(shí)起點(diǎn)左側(cè)2 m 處，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；010 s內(nèi)恒力F做功的平均功率為P W0.6 W，選項(xiàng)D正確。答案D2.(多選)如圖3，直立彈射裝置的輕質(zhì)彈簧頂端原來在O點(diǎn)，O與管口P的距離為2x0，現(xiàn)將一個(gè)重力為mg的鋼珠置于彈簧頂端，再把彈簧壓縮至M點(diǎn)，壓縮量為x0，釋放彈簧
8、后鋼珠被彈出，鋼珠運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為4mgx0，不計(jì)一切阻力，下列說法正確的是()圖3A.彈射過程，彈簧和鋼珠組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為鋼珠的動(dòng)能C.鋼珠彈射所到達(dá)的最高點(diǎn)距管口P的距離為7x0D.彈簧被壓縮至M點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能為7mgx0解析彈射過程中，對(duì)彈簧和鋼珠組成的系統(tǒng)而言，只受重力作用，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A正確；彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，鋼珠的動(dòng)能和勢(shì)能都增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；鋼珠運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，鋼珠的動(dòng)能增加到4mgx0，且豎直方向上鋼珠位置升高了3x0，即重力勢(shì)能增加量Ep3mgx0，故彈簧被壓縮至M點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能為E4mgx03mgx07mgx0，D正確；
9、鋼珠到達(dá)管口P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為4mgx0，當(dāng)鋼珠達(dá)到最大高度時(shí)，動(dòng)能為0，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，則上升的最高點(diǎn)與管口的距離h滿足mgh4mgx0，故上升的最高點(diǎn)與管口的距離h4x0，C錯(cuò)誤。答案AD3.(名師改編)如圖4所示，質(zhì)量mB3.5 kg的物體B通過下端固定在地面上的輕彈簧與地面連接，彈簧的勁度系數(shù)k100 N/m。輕繩一端與物體B連接，另一端繞過兩個(gè)光滑的輕質(zhì)小定滑輪O1、O2后，與套在光滑直桿頂端E處的質(zhì)量mA1.6 kg 的小球A連接。已知直桿固定不動(dòng)，桿長(zhǎng)L為0.8 m，且與水平面的夾角37。初始時(shí)使小球A靜止不動(dòng)，與A相連的一段繩子保持水平，此時(shí)繩子中的張力F為45 N。已知EO10
10、.5 m，重力加速度g取10 m/s2，繩子不可伸長(zhǎng)?，F(xiàn)將小球A從靜止釋放。圖4(1)求在釋放小球A之前彈簧的形變量；(2)若直線CO1與桿垂直，求小球A從靜止運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中繩子拉力對(duì)小球A所做的功；(3)求小球A運(yùn)動(dòng)到直桿底端D點(diǎn)時(shí)的速度大小。解析(1)釋放小球A前，B處于靜止?fàn)顟B(tài)，由于繩子中的張力大于物體B的重力，故彈簧被拉伸，設(shè)彈簧形變量為x，有kxFmBg，解得x0.1 m。(2)對(duì)A球從E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C的過程應(yīng)用動(dòng)能定理得WmAghmAv0其中hxC O1cos 37，而xC O1xE O1sin 370.3 m物體B下降的高度hxE O1xC O10.2 m由此可知，彈簧這時(shí)被壓縮
11、了0.1 m，此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能與初始時(shí)刻相等，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有mAghmBghmAvmBv由題意知，小球A在C點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與繩垂直，此時(shí)B物體速度vB0由得W7 J。(3)由題意知，桿長(zhǎng)L0.8 m，由幾何知識(shí)可知ECCD，CDO1CEO137，故DO1EO1當(dāng)A到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能與初狀態(tài)相等，物體B又回到原位置，將A在D點(diǎn)的速度沿平行于繩和垂直于繩兩方向進(jìn)行分解，平行于繩方向的速度即B的速度，由幾何關(guān)系得vBvAcos 37整個(gè)過程機(jī)械能守恒，可得mAgLsin 37mAvA2mBvB2由得vA2 m/s。答案(1)0.1 m(2)7 J(3)2 m/s歸納總結(jié)解決
12、功能關(guān)系問題應(yīng)注意的三個(gè)問題(1)分析清楚是什么力做功，并且清楚該力做正功，還是做負(fù)功；根據(jù)功能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，判定能的轉(zhuǎn)化形式，確定能量之間的轉(zhuǎn)化情況。(2)也可以根據(jù)能量之間的轉(zhuǎn)化情況，確定是什么力做功，尤其是可以方便計(jì)算變力做功的多少。(3)功能關(guān)系反映了做功和能量轉(zhuǎn)化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，功是能量轉(zhuǎn)化的量度和原因，在不同問題中的具體表現(xiàn)不同。動(dòng)量定理和動(dòng)能定理的應(yīng)用【真題示例1】 (多選)(2017全國卷，20)一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖5所示，則()圖5A.t1 s時(shí)物塊的速率為1 m/sB.t2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4 kgm/
13、sC.t3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5 kgm/sD.t4 s時(shí)物塊的速度為零解析由動(dòng)量定理可得Ftmv，解得v。t1 s時(shí)物塊的速率為v m/s1 m/s，故A正確；t2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小p2F2t222 kgm/s4 kgm/s，t3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為p3(2211) kgm/s3 kgm/s，t4 s 時(shí)物塊的動(dòng)量大小為p4(2212) kgm/s2 kgm/s，所以t4 s時(shí)物塊的速度為1 m/s，故B正確，C、D錯(cuò)誤。答案AB【真題示例2】 (2017全國卷，24)為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1s0)處分別設(shè)置一個(gè)擋板和一面小旗，如圖6所示。
14、訓(xùn)練時(shí)，讓運(yùn)動(dòng)員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時(shí)，運(yùn)動(dòng)員至少到達(dá)小旗處。假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過程中做勻加速運(yùn)動(dòng)，冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1。重力加速度為g。求：圖6(1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度。解析(1)設(shè)冰球的質(zhì)量為m，冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，由動(dòng)能定理得mgs0mvmv解得(2)法1冰球到達(dá)擋板時(shí)，滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員中，剛好到達(dá)小旗處的運(yùn)動(dòng)員的加速度最小。設(shè)這種情況下，冰球和運(yùn)動(dòng)員的加速度大小分別為a1
15、和a2，所用的時(shí)間為t。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得vv2a1s0v0v1a1ts1a2t2聯(lián)立式得a2法2對(duì)冰球由動(dòng)量定理得mgtmv1mv0s1a2t2由式得a2答案(1)(2)真題感悟1.高考考查特點(diǎn)(1)動(dòng)能定理是高考的必考熱點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)量定理解決生活中的物理問題也已成為高考的熱點(diǎn)。(2)一般以生活中的物理問題(如2017年全國卷第24以冰球運(yùn)動(dòng))為背景考查對(duì)動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用。2.常見誤區(qū)及臨考提醒(1)不清楚物體動(dòng)量變化規(guī)律是由合外力的沖量決定的，物體動(dòng)能變化規(guī)律是由合外力的功決定的。(2)不清楚動(dòng)能定理表達(dá)式是標(biāo)量式，動(dòng)量定理表達(dá)式是矢量式。預(yù)測(cè)1動(dòng)能定理的應(yīng)用預(yù)測(cè)2動(dòng)量定理的應(yīng)用預(yù)測(cè)3動(dòng)能定
16、理、動(dòng)量定理的綜合應(yīng)用1.(多選)一物體靜止在粗糙水平面上，某時(shí)刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用開始沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，已知在第1 s內(nèi)合力對(duì)物體做的功為45 J，在第1 s末撤去拉力，物體整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的vt圖象如圖7所示，g取10 m/s2，則()圖7A.物體的質(zhì)量為5 kgB.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1C.第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做的功為60 JD.第1 s內(nèi)拉力對(duì)物體做的功為60 J解析由動(dòng)能定理有W合，第1 s末速度v3 m/s，解出m10 kg，故A錯(cuò)誤；撤去拉力后物體的位移x233 m4.5 m，由動(dòng)能定理可得：fx20mv2，可解得：f10 N，又fmg，解出0.1，故B
17、正確；第1 s內(nèi)物體的位移x11.5 m，第1 s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做的功Wfx115 J，故C錯(cuò)誤；由Fx1f(x1x2)0，可得F40 N，所以第1 s內(nèi)拉力對(duì)物體做的功WFx160 J，故D正確。答案BD2.(多選)(2017陜西省寶雞市高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖8所示，用高壓水槍噴出的強(qiáng)力水柱沖擊右側(cè)的煤層。設(shè)水柱直徑為D，水流速度為v，方向水平，水柱垂直煤層表面，水柱沖擊煤層后水的速度為零。高壓水槍的質(zhì)量為M，手持高壓水槍操作，進(jìn)入水槍的水流速度可忽略不計(jì)，已知水的密度為。下列說法正確的是()圖8A.高壓水槍單位時(shí)間噴出的水的質(zhì)量為vD2B.高壓水槍的功率為D2v3C.水柱對(duì)煤層的平均沖力為
18、D2v2D.手對(duì)高壓水槍的作用力水平向右解析設(shè)t時(shí)間內(nèi)，從水槍噴出的水的體積為V，質(zhì)量為m，則mV，VSvtD2vt，單位時(shí)間噴出水的質(zhì)量為vD2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t時(shí)間內(nèi)水槍噴出的水的動(dòng)能Ekmv2D2v3t，由動(dòng)能定理知高壓水槍在此期間對(duì)水做功為WEkD2v3t，高壓水槍的功率PD2v3，選項(xiàng)B正確；考慮一個(gè)極短時(shí)間t，在此時(shí)間內(nèi)噴到煤層上水的質(zhì)量為m，設(shè)煤層對(duì)水柱的作用力為F，由動(dòng)量定理得Ftmv，t時(shí)間內(nèi)沖到煤層水的質(zhì)量mD2vt，解得FD2v2，由牛頓第三定律可知，水柱對(duì)煤層的平均沖力為FFD2v2，選項(xiàng)C正確；當(dāng)高壓水槍向右噴出高壓水流時(shí)，水流對(duì)高壓水槍的作用力向左，由于高壓水槍有重力
19、，根據(jù)平衡條件，手對(duì)高壓水槍的作用力方向斜向右上方，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC3.如圖9所示，輕繩長(zhǎng)為l，豎直懸掛質(zhì)量為M的擺球，在最低點(diǎn)A經(jīng)兩次打擊后到達(dá)圓周最高點(diǎn)C，若第一次平均打擊力為10 N，擺球恰升到水平位置OB處，則第二次平均打擊力至少應(yīng)該為多大，才能使擺球上升到最高點(diǎn)？(設(shè)兩次打擊時(shí)間相等且極短)圖9解析設(shè)第一次被打擊后，球的速度為vA1，由動(dòng)能定理得：mgl0mv，即vA1。則第二次被打擊后，球的速度為vA2，則mg2lmvmvmg聯(lián)立得vA2。由動(dòng)量定理Ftmv得，F(xiàn)25 N答案5 N歸納總結(jié)1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)抓好“一個(gè)過程、兩個(gè)狀態(tài)、四個(gè)關(guān)注”(1)一個(gè)過程：明確研究過程，確
20、定這一過程研究對(duì)象的受力情況和位置變化或位移信息。(2)兩個(gè)狀態(tài)：明確研究對(duì)象的始、末狀態(tài)的速度或動(dòng)能情況。(3)四個(gè)關(guān)注：建立運(yùn)動(dòng)模型，判斷物體做了哪些運(yùn)動(dòng)。分析各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況。抓住運(yùn)動(dòng)模型之間的聯(lián)系紐帶，如速度、加速度、位移，確定初、末狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際情況分階段或整體利用動(dòng)能定理列式計(jì)算。2.使用動(dòng)量定理的注意事項(xiàng)(1)動(dòng)量定理不僅適用于恒力，也適用于變力。這種情況下，動(dòng)量定理中的力F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。(2)動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，運(yùn)用它分析問題時(shí)要特別注意沖量、動(dòng)量及動(dòng)量變化量的方向，公式中的F是物體或系統(tǒng)所受的合力。動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用【真題
21、示例1】 (2017全國卷，14)將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點(diǎn)火升空，50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動(dòng)量大小為(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略)()A.30 kgm/s B.5.7102 kgm/sC.6.0102 kgm/s D.6.3102 kgm/s解析設(shè)火箭的質(zhì)量為m1，燃?xì)獾馁|(zhì)量為m2。由題意可知，燃?xì)獾膭?dòng)量p2m2v250103600 kgm/s30 kgm/s。根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得0m1v1m2v2，則火箭的動(dòng)量大小為p1m1v1m2v230 kgm/s，所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A【真題示例2】
22、(2017天津理綜，10)如圖10所示，物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連，跨放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè)，質(zhì)量分別為mA2 kg、mB1 kg。初始時(shí)A靜止于水平地面上，B懸于空中?，F(xiàn)將B豎直向上再舉高h(yuǎn)1.8 m(未觸及滑輪)，然后由靜止釋放。一段時(shí)間后細(xì)繩繃直，A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動(dòng)，之后B恰好可以和地面接觸。取g10 m/s2，空氣阻力不計(jì)。求：圖10(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；(2)A的最大速度v的大??；(3)初始時(shí)B離地面的高度H。解析(1)B從釋放到細(xì)繩剛繃直前做自由落體運(yùn)動(dòng)，有hgt2代入數(shù)據(jù)解得t0.6 s(2)設(shè)細(xì)繩繃直前瞬間B速度大小為vB，有
23、vBgt細(xì)繩繃直瞬間，細(xì)繩張力遠(yuǎn)大于A、B的重力，A、B相互作用，由動(dòng)量守恒得mBvB(mAmB)v之后A做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以細(xì)繩繃直后瞬間的速度v即為最大速度，聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v2 m/s(3)細(xì)繩繃直后，A、B一起運(yùn)動(dòng)，B恰好可以和地面接觸，說明此時(shí)A、B的速度為零，這一過程中A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有(mAmB)v2mBgHmAgH代入數(shù)據(jù)解得H0.6 m答案(1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m真題感悟1.高考考查特點(diǎn)(1)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用是高考熱點(diǎn)，碰撞模型、反沖運(yùn)動(dòng)是動(dòng)量守恒定律的基礎(chǔ)與核心模型。(2)熟悉掌握并靈活應(yīng)用動(dòng)量守恒的條件，掌握常見的碰撞模型及規(guī)律是突
24、破該考點(diǎn)的關(guān)鍵。2.常見誤區(qū)及臨考提醒(1)對(duì)動(dòng)量守恒條件理解不準(zhǔn)確。(2)注意物理模型的構(gòu)建。如天津卷第10題，繩子繃直瞬間，兩物塊獲得共同速度，可等效于發(fā)生完全非彈性碰撞。預(yù)測(cè)1動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用預(yù)測(cè)2與動(dòng)量守恒定律相關(guān)的臨界問題預(yù)測(cè)3動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.(2017云南玉溪一中模擬)在一水平支架上放置一個(gè)質(zhì)量m10.98 kg的小球A，一顆質(zhì)量為m020 g的子彈以v0300 m/s的水平速度擊中小球A并留在其中。之后小球A水平拋出恰好落入迎面駛來的沙車中，已知沙車的質(zhì)量m22 kg，沙車的速度v12 m/s，水平面光滑，不計(jì)小球與支架間的摩擦。圖11(1)若子彈打入小球A的過
25、程用時(shí)t0.01 s，求子彈與小球間的平均作用力大?。?2)求最終沙車B的速度。解析(1)子彈打入小球的過程，子彈和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則m0v0(m0m1)v對(duì)小球由動(dòng)量定理得Ftm1v0解得F588 N。(2)之后小球平拋，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，規(guī)定水平向右為正方向，則(m0m1)vm2v1(m0m1m2)v2解得v2 m/s，方向水平向右。答案(1)588 N(2) m/s，方向水平向右2.(2017西安一中模擬)光滑水平面上，用輕質(zhì)彈簧連接的質(zhì)量為mA2 kg、mB3 kg的A、B兩物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。將質(zhì)量為mC5 kg的物體C，從半徑R3.2 m的光滑圓弧
26、軌道最高點(diǎn)由靜止釋放，如圖12所示，圓弧軌道的最低點(diǎn)與水平面相切，B與C碰撞后粘在一起運(yùn)動(dòng)。求：圖12(1)B、C碰撞剛結(jié)束時(shí)的瞬時(shí)速度的大?。?2)在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能。解析(1)對(duì)C下滑過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得mCgRmCv設(shè)B、C碰撞后的瞬間速度為v1，以C的速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得mCv0(mBmC)v1代入數(shù)據(jù)得v15 m/s。(2)由題意可知，當(dāng)A、B、C速度大小相等時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)此時(shí)三者的速度大小為v2，以C的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得(mCmB)v1(mAmBmC)v2設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm，則對(duì)B、C碰撞后到A、B、C速度相
27、同過程中，由能量守恒定律得(mBmC)v(mAmBmC)vEp代入數(shù)據(jù)得Ep20 J。答案(1)5 m/s(2)20 J3.(2017肇慶高中畢業(yè)班一模)如圖13所示，質(zhì)量M1.5 kg 的小車靜止于光滑水平面上并緊靠固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質(zhì)量為0.5 kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為0.5 kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)?，F(xiàn)用水平向左的推力F將P緩慢推至B點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi))，推力做功WF4 J，撤去F后，P沿桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下。已知Q與小車表面間動(dòng)
28、摩擦因數(shù)0.1。(取g10 m/s2)求：圖13(1)P剛要與Q碰撞前的速度是多少？(2)Q剛在小車上滑行時(shí)的初速度v0是多少？(3)為保證Q不從小車上滑下，小車的長(zhǎng)度至少為多少？解析(1)推力F通過P壓縮彈簧做功，根據(jù)功能關(guān)系有EpWF當(dāng)彈簧完全推開物塊P時(shí)，有EpmPv2由式聯(lián)立解得v4 m/s。(2)P、Q之間發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰撞后Q的速度為v0，P的速度為v，由動(dòng)量守恒和能量守恒得mPvmPvmQv0mPv2mPv2mQv由式解得v0v4 m/s，v0。(3)設(shè)滑塊Q在小車上滑行一段時(shí)間后兩者的共同速度為u，由動(dòng)量守恒可得mQv0(mQM)u根據(jù)能量守恒，系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱mQgLmQv(mQM)u2聯(lián)立解得L6 m。答案(1)4 m/s(2)4 m/s(3)6 m歸納總結(jié)規(guī)律優(yōu)先原則(1)對(duì)于單個(gè)物體，涉及位移的應(yīng)優(yōu)先選用動(dòng)能定理，涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的優(yōu)先選用動(dòng)量定理。(2)若是多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，則優(yōu)先考慮機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律與動(dòng)量守恒定律。(3)若涉及系統(tǒng)內(nèi)物體間的相對(duì)路程并涉及滑動(dòng)摩擦力做功要優(yōu)先考慮能量守恒定律。- 15 -
（全國通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 動(dòng)量與能量 第1講 動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用學(xué)案
