高考物理总复习考前三个月专题二能量与动量第2讲动量动量与能量的综合应用市赛课公开课一等奖省名师优质课.pptx

第,2,讲动量、动量与能量,综合,应用,第一篇 专题二 能量与动量,1/38,热点精练,1,动量定理与动量守恒定律,热点精练,2,动量和能量观点在力学中应用,栏目索引,热点精练,3,动量和能量观点在电场中应用,2/38,热点精练,1,动量定理与动量守恒定律,知识方法链接,1.,动量定理公式：,Ft,p,p,说明：,(1),F,为合外力,恒力，求,p,时，用,p,Ft,变力，求,I,时，用,I,p,m,v,2,m,v,1,牛顿第二定律第二种形式：合外力等于动量改变率,当,p,一定时，,Ft,为确定值：,F,t,小,F,大,如碰撞；,t,大,F,小,如缓冲,3/38,(2),等式左边是过程量,Ft,，右边是两个状态量之差，是矢量式,.,v,1,、,v,2,是以同一惯性参考物为参考,.,p,方向可与,m,v,1,一致、相反或成某一角度，不过,p,方向一定与,Ft,一致,.,4/38,2.,动量守恒定律,(1),表示式：,m,1,v,1,m,2,v,2,m,1,v,1,m,2,v,2,；或,p,p,(,系统相互作用前总动量,p,等于相互作用后总动量,p,),；或,p,0(,系统总动量增量为零,),；或,p,1,p,2,(,相互作用两个物体组成系统，两物体动量增量大小相等、方向相反,).,(2),动量守恒条件：,理想守恒：,系统不受外力或所受外力协力为零,.,5/38,近似守恒：,外力远小于内力，且作用时间极短，外力冲量近似为零，或外力冲量比内力冲量小得多,.,单方向守恒：,合外力在某方向上分力为零，则系统在该方向上动量守恒,.,6/38,3.,碰撞现象满足规律,(1),动量守恒定律,.,(2),机械能不增加,.,(3),速度要合理,.,碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有,v,后,v,前,，碰后原来在前物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有,v,前,v,后,；,碰前两物体相向运动，碰后两物体运动方向不可能都不改变,.,7/38,1.(,全国卷,14),将质量为,1.00 kg,模型火箭点火升空，,50 g,燃烧燃气以大小为,600 m/s,速度从火箭喷口在很短时间内喷出,.,在燃气喷出后瞬间，火箭动量大小为,(,喷出过程中重力和空气阻力可忽略,),A.30 kgm,/s,B.5.7,10,2,kgm/,s,C.6.0,10,2,kgm,/s D.6.3,10,2,kgm/,s,真题模拟精练,答案,解析,解析,设火箭质量为,m,1,，燃气质量为,m,2,.,由题意可知，燃气动量,p,2,m,2,v,2,50,10,3,600 kgm,/s,30 kgm/,s.,依据动量守恒定律可得，,0,m,1,v,1,m,2,v,2,，则火箭动量大小为,p,1,m,1,v,1,m,2,v,2,30 kgm/s,，所以,A,正确，,B,、,C,、,D,错误,.,2,3,1,4,8/38,2.(,多项选择,)(,全国卷,20),一质量为,2 kg,物块在合外力,F,作用下从静止开始沿直线运动,.,F,随时间,t,改变图线如图,1,所表示，则,A.,t,1 s,时物块速率为,1 m/s,B.,t,2 s,时物块动量大小为,4 kgm/s,C.,t,3 s,时物块动量大小为,5 kgm/s,D.,t,4 s,时物块速度为零,答案,图,1,解析,2,3,1,4,9/38,t,2 s,时物块动量大小,p,2,F,2,t,2,2,2 kgm,/s,4 kgm/,s,，,t,3 s,时物块动量大小为,p,3,(2,2,1,1)kgm,/s,3,kgm/s,，,t,4 s,时物块动量大小为,p,4,(2,2,1,2)kgm,/s,2,kgm/s,，所以,t,4 s,时物块速度为,1 m/s,，故,B,正确，,C,、,D,错误,.,2,3,1,4,10/38,3.(,多项选择,)(,山东淄博市一模,),如图,2,所表示，在质量为,M,(,含支架,),小车中用轻绳悬挂一小球，小球质量为,m,0,，小车和小球以恒定速度,v,沿光滑水平地面运动，与位于正对面质量为,m,静止木块发生碰撞，碰撞时间极短，以下哪些说法是可能发生,图,2,2,3,1,4,11/38,A.,在这次碰撞过程中，小车、木块、小球速度都发生改变，分别变为,v,1,、,v,2,、,v,3,，满足,(,M,m,0,),v,M,v,1,m,v,2,m,0,v,3,B.,在这次碰撞过程中，小球速度不变，小车和木块速度变为,v,1,和,v,2,，,满足,(,M,m,0,),v,M,v,1,m,v,2,C.,在这次碰撞过程中，小球速度不变，小车和木块速度都变为,u,，满,足,M,v,(,M,m,),u,D.,碰撞后小球摆到最高点时速度变为,v,1,，小木块速度变为,v,2,，满足,(,M,m,0,),v,(,M,m,0,),v,1,m,v,2,答案,解析,2,3,1,4,12/38,解析,碰撞瞬间小车和木块组成系统动量守恒，小球速度在瞬间不变，若碰后小车和木块速度变为,v,1,和,v,2,，依据动量守恒有：,M,v,M,v,1,m,v,2,.,若碰后小车和木块速度相同，依据动量守恒定律有：,M,v,(,M,m,),u,，故,C,正确，,A,、,B,错误,.,碰撞后，小车和小球水平方向动量守恒，则整个过程中，系统水平方向动量守恒，则有：,(,M,m,0,),v,(,M,m,0,),v,1,m,v,2,，故,D,正确,.,故选：,C,、,D.,2,3,1,4,13/38,4.(,多项选择,)(,安徽马鞍山市第一次模拟,),如图,3,所表示，劲度系数为,k,轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为,m,物体,A,接触但未连接，弹簧水平且无形变，现对物体,A,施加一个水平向右瞬间冲量,I,0,，测得,A,向右运动最大距离为,x,0,，之后物体,A,被弹簧弹回，最终停在距离初始位置左侧,2,x,0,处，已知弹簧一直在弹性程度内，物体,A,与水平面间动摩擦因数为,，重力加速度为,g,，以下说法中正确是,A.,物体,A,整个运动过程，弹簧对物体,A,冲量为零,B.,物体,A,向右运动过程中与弹簧接触时间一定小,于物体,A,向左运动过程中与弹簧接触时间,C.,物体,A,向左运动最大速度,v,m,2,D.,物体,A,与弹簧作用过程中，最大弹性势能,E,p,mgx,0,答案,解析,图,3,2,3,1,4,14/38,解析,物体,A,整个运动过程中与弹簧有相互作用时，因为弹簧弹力一直向左，故弹簧对物体,A,冲量不可能为零，故,A,错误；,物体向右运动过程受向左弹力和摩擦力，而向左运动过程中受向左弹力与向右摩擦力，所以向左运动时加速度小于向右运动时加速度，而与弹簧接触向左和向右位移大小相等，则由位移公式可得，向右运动时间一定小于向左运动时间，故,B,正确；,2,3,1,4,15/38,对离开弹簧后再向左运动,2,x,0,过程由动能定理可知，,m,v,2,mg,2,x,0,；解得离开弹簧时速度为,v,；而物体在向左运动至弹簧弹力与摩擦力相等时速度最大，故可知向左运动最大速度一定大于,，故,C,错误；,由动量定理可知,I,0,m,v,0,；则由功效关系知，系统含有最大弹性势能,E,p,mgx,0,mgx,0,，故,D,正确；故选：,B,、,D.,2,3,1,4,16/38,知识方法链接,力学规律选取标准,单个物体：宜选取动量定理、动能定理和牛顿运动定律,.,若其中包括时间问题，应选取动量定理；若包括位移问题，应选取动能定理；若包括加速度问题，只能选取牛顿第二定律,.,多个物体组成系统：优先考虑两个守恒定律，若包括碰撞、爆炸、反冲等问题时，应选取动量守恒定律，然后再依据能量关系分析处理,.,热点精练,2,动量和能量观点在力学中应用,17/38,5.(,河北石家庄市第二次质检,),如图,4,所表示，质量分布均匀、半径为,R,光滑半圆形金属槽，静止在光滑水平面上，左边紧靠竖直墙壁,.,一质量为,m,小球从距金属槽上端,R,处由静止下落，恰好与金属槽左端相切进入槽内，抵达最低点后向右运动从金属槽右端冲出，小球抵达最高点,真题模拟精练,答案,解析,图,4,时距金属槽圆弧最低点距离为,，重力加速度为,g,，不计空气阻力,.,求：,(1),小球第一次抵达最低点时对金属槽压力大小；,答案,5,mg,5,6,18/38,解析,小球从静止到第一次抵达最低点过程，依据机械能守恒定律有：,mg,2,R,，小球刚到最低点时，依据圆周运动规律和牛顿第二定律有：,F,N,mg,，据牛顿第三定律可知小球对金属槽压力为：,F,N,F,N,.,联立解得：,F,N,5,mg,5,6,19/38,(2),金属槽质量,.,答案,解析,5,6,20/38,解析,小球第一次抵达最低点至小球抵达最高点过程，小球和金属槽在水平方向动量守恒，选取向右为正方向，则：,m,v,0,(,m,M,),v,设小球抵达最高点时距金属槽圆弧最低点高度为,h,.,5,6,21/38,6.(,广东广州市一模,),如图,5,所表示，固定在水平,地面上凹槽，槽宽,D,2.3 m,，左侧槽缘高,h,0.6 m,、斜面倾角,45,，右侧槽缘高,H,0.8 m,、,光滑圆弧形轨道足够长,.,长,L,1.6 m,、高,H,0.8 m,、,质量,m,A,1 kg,木板,A,静止在槽内，左端距凹槽左,侧,D,1,0.3 m.,可视为质点滑块,B,，质量,m,B,2 kg,，放在,A,上表面最左端,.,质量,m,1 kg,、,v,0,10 m/s,小球水平撞击,B,后水平反弹，下落过程中刚好与斜面相切经过斜面最高点,.,已知,A,与,B,、,A,与凹槽底部动摩擦因数分别为,1,、,2,，,B,向右滑行过程中未与,A,共速，,A,与凹槽左、右侧碰撞后马上停顿但不粘连，,g,取,10 m/s,2,.,求：,(1),小球与,B,碰后，,B,取得速度,v,B,大小；,图,5,答案,解析,答案,6 m/s,5,6,22/38,解析,设小球水平反弹速度为,v,x,，从反弹到经过斜面最高点时时间为,t,0,，竖直方向速度为,v,y,，则有：,竖直方向有,v,y,gt,0,设小球与,B,撞击后，,B,取得速度为,v,B,，有：,m,v,0,m,v,x,m,B,v,B,联立,并代入数据得：,v,x,2 m/s,，,v,B,6 m/s,5,6,23/38,(2),整个过程中,A,、,B,间摩擦产生热量,Q,.,答案,解析,答案,27 J,5,6,24/38,解析,设,B,滑上凹槽右侧光滑轨道时速度为,v,，因为,B,向右滑行过程中与,A,未共速，,B,对地移动距离为,L,D,2,(,依题意,D,2,0.4 m),，由动能定理：,B,沿弧形轨道返回到,A,右端时速度大小仍为,v,，设,B,在,A,上减速滑行加速度大小为,a,1,，,A,在凹槽内加速滑行加速度大小为,a,2,，则有：,1,m,B,g,m,B,a,1,1,m,B,g,2,(,m,A,m,B,),g,m,A,a,2,5,6,25/38,现判断,B,向左移动时是否与,A,共速,.,假设经过时间,t,，,A,、,B,共速为,v,1,，则：,对,B,：,v,1,v,a,1,t,对,A,：,v,1,a,2,t,联立,解得：,v,4 m,/s,，,a,1,5 m/s,2,，,a,2,5 m/s,2,，,v,1,2 m/s,B,在,A,上滑行位移：,x,x,1,x,0.8 m,L,1.6 m,所以，,A,与凹槽左侧相碰前，,B,未滑离,A,上表面并与,A,到达共速,.,5,6,26/38,A,、,B,以,v,1,速度一起减速到,A,与凹槽左侧相碰，设,A,与凹槽左侧相碰时速,度为,v,2,，则有：,A,与凹槽左边缘相碰后,B,在,A,上滑行距离：,x,2,0,，所以,C,能一直做圆周运动,设经过最高点次数为,n,解得：,F,T,(80,n,30)N,，,n,1,，,2,，,3,7,8,38/38,