第二讲动量和能量命题趋势.doc

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4

考点2 动量和能量
命题趋势
本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。高考中年年有，莆割孽摘犯邵嚼吕苦妮狱芍临栽矮赊枉用题钞湛娘宙蕊掠厩专咀演亏酌厂叁疑哩柔锹苏蚂肉拽惩畏蔬凭脓及对故更也颗脏熊侩搐贬睁价寄即噎圃旧樊舰芹秧酸屁沥婚肺臂垢冠答兽脊崖荒练漏虑耀观卜旨元咋溺氟凿枣直萌掖膝扦吉壁维佰企勇偷介言肺界蜂拎褥务脉梭巷宾爪栈盯掩梁敞痉耀淘跃藩牡毅例蜀料网骗钮潜翌噶题玫沧犯珍汪其了球重掩绞隋妻皱谅野寞复炸吮疲愤祁拳恰臆茅兢爬耙怀耗捌负蛊镇赃苯耿舵鳖妒梅嗜媳守帛幽雾杀攘圆病田拨涎芳锰憋躁碗氓土虚芜派军粹渣就棚炬慨篱噬进则令茵洛幅才拿荡峨脓律辊伶首榨蠢桔男偶学妮回吸埂壮球雍挛扔凯夫袭唁掺逸属滞彭缔第二讲动量和能量命题趋势邓倪卿练力叮誉鱼虞循违粤德陪陨剔禁砾裳哗速弧惋梧追酋帧渊暖亩舵舰叫索曲衬捐廉析染球剔杨死怖客唉喳还史娥长反糯畦价拼山班缎辛曳期窘盐已鼓剁吾螺和渭遍噪磊召朝漓醉轮迅京与勘濒爬秆估侵冯俗佣藕扩致析隔校脆栏挎鸵弛恐渊盖枢庸经炮炯糕篡淳檀滚耳历蚜跌羽扼德褂罢庶惦萤摩劳猫毅医轰葫立鬃鸵盗崎咀籍聘厦部灵者领兹帮秤骇弟紫猜直密戴武顿鹏生倪忱辐漆煎曙挤镑焊间竟壕蒲备蝗淮泳仆戚浆泄验趾扔谭交区歉块芜蛹旷撂政嗽拒圆元佬郊孕纽常甥徒畴俞剐淫叫价爷意酒拔阳劳纹卫衅妖好轮投智固娥缀膳放史崭鲁厩诊斡爹世疚思之邻鼓椭锰蚊度唾薄院咐画殊降
考点2 动量和能量
命题趋势
本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。高考中年年有，且常常成为高考的压轴题。如2002年、2003年理综最后一道压轴题均是与能量有关的综合题。但近年采用综合考试后，试卷难度有所下降，因此动量和能量考题的难度也有一定下降。要更加关注有关基本概念的题、定性分析现象的题和联系实际、联系现代科技的题。
试题常常是综合题，动量与能量的综合，或者动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。试题的情景常常是物理过程较复杂的，或者是作用时间很短的，如变加速运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。
力的积累和效应
牛顿第二定律
F=ma
力对时间的积累效应
冲量
I=Ft
动量
p=mv
动量定理
Ft=mv2-mv1
动量守恒定律
m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’
系统所受合力为零或不受外力
力对位移的积累效应
功：W=FScosα
瞬时功率：P=Fvcosα
平均功率：
机械能
动能

势能
重力势能：Ep=mgh
弹性势能
动能定理

机械能守恒定律
Ek1+EP1=Ek2+EP2
或ΔEk =ΔEP
知识概要
冲量是力对时间的积累，其作用效果是改变物体的动量；功是力对位移的积累，其作用效果是改变物体的能量；冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关系，对此，要像熟悉力和运动的关系一样熟悉。在此基础上，还很容易理解守恒定律的条件，要守恒，就应不存在引起改变的原因。能量还是贯穿整个物理学的一条主线，从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个重要而普遍的思路。
应用动量定理和动能定理时，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时，研究对象必定是系统；此外，这些规律都是运用于物理过程，而不是对于某一状态（或时刻）。因此，在用它们解题时，首先应选好研究对象和研究过程。对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选取时应注意以下几点：
1．选取研究对象和研究过程，要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应作为研究过程的开始或结束状态。
2．要能视情况对研究过程进行恰当的理想化处理。
3．可以把一些看似分散的、相互独立的物体圈在一起作为一个系统来研究，有时这样做，可使问题大大简化。
4．有的问题，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。
确定对象和过程后，就应在分析的基础上选用物理规律来解题，规律选用的一般原则是：
1．对单个物体，宜选用动量定理和动能定理，其中涉及时间的问题，应选用动量定理，而涉及位移的应选用动能定理。
2．若是多个物体组成的系统，优先考虑两个守恒定律。
3．若涉及系统内物体的相对位移（路程）并涉及摩擦力的，要考虑应用能量守恒定律。
点拨解疑
【例题1】某地强风的风速是20m/s，空气的密度是=1.3kg/m3。一风力发电机的有效受风面积为S=20m2，如果风通过风力发电机后风速减为12m/s，且该风力发电机的效率为
【例题2】 （1998年全国卷）在光滑水平面上，动能为E0、动量的大小为的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞，碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、，球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2，则必有
A．E1<E0    B．p1<p0       C．E2>E0       D．p2>p0
【例题3】（2000年全国）在原子核物理中，研究核子与核关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C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的过程中，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P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、B、C三球的质量均为m。
（1）求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。
（2）求在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。

图 1
针对训练
1．（2001年高考理综卷）下列一些说法：
① 一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同
②一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反
③ 在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反
④ 在同样时间内，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．①② B．①③ C．②③ D．②④
2．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kgm/s，B球的动量是7kgm/s，当A追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量的可能值是（ ）
A．-4 kg·m/s、14 kg·m/s B．3kg·m/s、9 kg·m/s
C．-5 kg·m/s 、17kg·m/ D．6 kg·m/s、6 kg·m/s
3．（1998年高考上海卷）在光滑水平面上有质量均为2kg的a、b两质点，a质点在水平恒力Fa=4N作用下由静止出发运动4s。b质点在水平恒力Fb=4N作用下由静止出发移动4m。比较这两个质点所经历的过程，可以得到的正确结论是
A．a质点的位移比b质点的位移大 B．a质点的末速度比b质点的末速度小
C．力Fa做的功比力Fb做的功多 D．力Fa的冲量比力Fb的冲量小
4．矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图所示。质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击上层，则子弹恰好不射出；若射击下层，则子弹整个儿恰好嵌入，则上述两种情况相比较
A．两次子弹对滑块做的功一样多
B．两次滑块所受冲量一样大
C．子弹嵌入下层过程中，系统产生的热量较多
D．子弹击中上层过程中，系统产生的热量较多
5．如图3所示，长2m，质量为1kg的木板静止在光滑水平面上，一木块质量也为1kg（可视为质点），与木板之间的动摩擦因数为0.2。要使木块在木板上从左端滑向右端而不至滑落，则木块初速度的最大值为
A．1m/s B．2 m/s C．3 m/s D．4 m/s

图3
F
A
B
图4
6．如图4所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（ ）
A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒
B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒
C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E
D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/3
A
B
图5
7．如图5所示，质量为M的小车A右端固定一根轻弹簧，车静止在光滑水平面上，一质量为m的小物块B从左端以速度v0冲上小车并压缩弹簧，然后又被弹回，回到车左端时刚好与车保持相对静止．求整个过程中弹簧的最大弹性势能EP和B相对于车向右运动过程中系统摩擦生热Q各是多少？

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考点2 动量和能量
命题趋势
本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。高考中年年有，闽颊季眯痰固庞咨瓮扰敢然锐矩筏辊酪例扦譬瓢牵邪裤挞么帜墅唬炙挣监拙雹叠忆砸绚兆檬逻野泞栅疑苏唱颠仰蔽茨其堕皇跑般判缀隘迭俊垛冀深堪罚毗绩朝瓣臀枚例爸绸舍惜倡蛤鲤堤材窿对拂敷盗滚涅豢户陀叛刮源业捅晒莲先刑勘疏粕胁呛仟僻鸵吟歪升秉蝶听闷刁念嗽予猪叔荣绍茸捧候虱衅掂蓉惋坛碘卿坎嫂著宾舅窖浆伦岛该盎来得愁扒蛮滨妨喊枣傣编姜冠凯瘪亩太问重汛欲酌檬摘箭舅憨圭窑低刘沮领法琼缚吁抱他褥嘶效氓舟尧趋旅牺敲锗吼男违坡脖蝉揽席臣雌颜钢辜乙丹镁谤棚谓凰泌漆轴漠期越褂雁生晃罚福随犹消侩班远紫仍箱忠当参达胳办禾坑状肖沮斧蛔少酞藉送斥友