2019版高考物理二輪復(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)用課件.ppt

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第1講動(dòng)量觀點(diǎn)與能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 1 解決力學(xué)綜合題目的關(guān)鍵要做好 三選擇 1 當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體受到恒力作用而且又涉及時(shí)間時(shí) 一般選擇用動(dòng)力學(xué)方法解題 2 當(dāng)涉及功 能和位移時(shí) 一般選用動(dòng)能定理 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系解題 題目中出現(xiàn)相對(duì)位移時(shí) 應(yīng)優(yōu)先選擇能量守恒定律 3 當(dāng)涉及多個(gè)物體及時(shí)間時(shí) 一般考慮動(dòng)量定理 動(dòng)量守恒定律 2 碰撞中的 三看 和 三想 1 看到 彈性碰撞 想到 動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒 2 看到 非彈性碰撞 想到 動(dòng)量守恒但機(jī)械能有損失 3 看到 完全非彈性碰撞或者碰后連體 想到 動(dòng)量守恒 機(jī)械能損失最大 備考策略 典例1 多選 2018 全國卷 19 地下礦井中的礦石裝在礦車中 用電機(jī)通過豎井運(yùn)送到地面 某豎井中礦車提升的速度大小v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖1所示 其中圖線 分別描述兩次不同的提升過程 它們變速階段加速度的大小都相同 兩次提升的高度相同 提升的質(zhì)量相等 不考慮摩擦阻力和空氣阻力 對(duì)于第 次和第 次提升過程 能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用 功和功率的理解與計(jì)算 圖1 A 礦車上升所用的時(shí)間之比為4 5B 電機(jī)的最大牽引力之比為2 1C 電機(jī)輸出的最大功率之比為2 1D 電機(jī)所做的功之比為4 5 答案AC 典例2 2018 全國卷 14 如圖2 某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱 使它從靜止開始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度 木箱獲得的動(dòng)能一定 A 小于拉力所做的功B 等于拉力所做的功C 等于克服摩擦力所做的功D 大于克服摩擦力所做的功解析由動(dòng)能定理WF Wf Ek 0 可知木箱獲得的動(dòng)能一定小于拉力所做的功 A正確 答案A 動(dòng)能定理的應(yīng)用 圖2 典例3 2018 全國卷 18 如圖3 abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道 ab水平 長度為2R bc是半徑為R的四分之一圓弧 與ab相切于b點(diǎn) 一質(zhì)量為m的小球 始終受到與重力大小相等的水平外力的作用 自a點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng) 重力加速度大小為g 小球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn) 機(jī)械能的增量為 圖3A 2mgRB 4mgRC 5mgRD 6mgR 動(dòng)力學(xué)規(guī)律和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用 答案C 應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解決多過程問題 圖4 1 水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小 2 小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)量的大小 3 小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間 功能關(guān)系的應(yīng)用 三注意 1 分清是什么力做功 并且分析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 當(dāng)涉及摩擦力做功時(shí) 機(jī)械能不守恒 一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 特別注意摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能Q Ffx相對(duì) x相對(duì)為相對(duì)滑動(dòng)的兩物體間相對(duì)滑動(dòng)路徑的總長度 3 應(yīng)用能量守恒定律解題時(shí) 首先確定初 末狀態(tài) 然后分清有多少種形式的能在轉(zhuǎn)化 再分析狀態(tài)變化過程中哪種形式的能量減少 哪種形式的能量增加 求出減少的能量總和 E減和增加的能量總和 E增 最后由 E減 E增列式求解 1 多選 如圖5所示為一滑草場(chǎng) 某條滑道由上下兩段高均為h 與水平面傾角分別為45 和37 的滑道組成 滑草車與草地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑 經(jīng)過上 下兩段滑道后 最后恰好靜止于滑道的底端 不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失 sin37 0 6 cos37 0 8 則 圖5 載人滑草車克服摩擦力做的功與重力做功相等 即W 2mgh 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 答案AB 2 如圖6所示 BC是高處的一個(gè)平臺(tái) BC右端連接內(nèi)壁光滑 半徑r 0 2m的四分之一細(xì)圓管CD 管口D端正下方一根勁度系數(shù)為k 100N m的輕彈簧直立于水平地面上 彈簧下端固定 上端恰好與管口D端平齊 一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球在水平地面上的A點(diǎn)斜向上拋出 恰好從B點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入高處平臺(tái) A B間的水平距離為xAB 1 2m 小球質(zhì)量m 1kg 已知平臺(tái)離地面的高度為h 0 8m 小球與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 小球進(jìn)入管口C端時(shí) 它對(duì)上管壁有10N的作用力 通過CD后 在壓縮彈簧過程中小球速度最大時(shí)彈簧彈性勢(shì)能Ep 0 5J 若不計(jì)空氣阻力 取重力加速度大小g 10m s2 求 圖6 1 小球通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC 2 平臺(tái)BC的長度L 3 在壓縮彈簧過程中小球的最大動(dòng)能Ekm 3 小球壓縮彈簧至速度達(dá)到最大時(shí) 加速度為零 則mg kx彈簧的壓縮量x 0 1m 答案 1 2m s 2 1 25m 3 4 5J 典例1 2018 全國卷 14 高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 在啟動(dòng)階段 列車的動(dòng)能 A 與它所經(jīng)歷的時(shí)間成比B 與它的位移成正比C 與它的速度成正比D 與它的動(dòng)量成正比 動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)在力學(xué)中的應(yīng)用 動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系 答案B 典例2 2018 全國卷 15 高空墜物極易對(duì)行人造成傷害 若一個(gè)50g的雞蛋從一居民樓的25層墜下 與地面的碰撞時(shí)間約為2ms 則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為 A 10NB 102NC 103ND 104N解析根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)和動(dòng)量定理有2gh v2 h為25層樓的高度 約70m Ft mv 代入數(shù)據(jù)解得F 1 103N 所以C正確 答案C 動(dòng)量定理的應(yīng)用 典例3 2018 全國卷 24 一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動(dòng)能E后 從地面豎直升空 當(dāng)煙花彈上升的速度為零時(shí) 彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分 兩部分獲得的動(dòng)能之和也為E 且均沿豎直方向運(yùn)動(dòng) 爆炸時(shí)間極短 重力加速度大小為g 不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量 求 1 煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時(shí)間 2 爆炸后煙花彈向上運(yùn)動(dòng)的部分距地面的最大高度 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律的綜合應(yīng)用 動(dòng)量和能量綜合問題的主要情境模型為 碰撞 滑塊在滑板上滑動(dòng)和爆炸 1 碰撞過程滿足動(dòng)量守恒并遵循碰撞后系統(tǒng)動(dòng)能不增加 碰撞前后的運(yùn)動(dòng)情況要合理的原則 2 滑塊放置在光滑水平地面的滑板上滑動(dòng)時(shí) 滑塊和滑板組成的系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒 滑塊和滑板之間因摩擦生熱 故系統(tǒng)機(jī)械能減少 一般利用功能關(guān)系 即摩擦產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)動(dòng)能的減少量 列方程求解 1 2018 重慶一模 某研究小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩滑塊碰撞前后運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得到如圖7所示的位移 時(shí)間圖象 圖中的線段a b c分別表示沿光滑水平面上同一條直線運(yùn)動(dòng)的滑塊 和它們發(fā)生正碰后結(jié)合體的位移變化關(guān)系 已知相互作用時(shí)間極短 由圖象給出的信息可知 圖7 解析由x t圖象可知 碰前 va 2m svb 0 8m s碰后 vc 0 4m sva vb 5 2 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 由圖象可知 兩滑塊碰后的動(dòng)量方向與碰撞滑塊 的動(dòng)量方向相同 所以滑塊 的動(dòng)量比滑塊 的動(dòng)量小 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 由動(dòng)量守恒定律得mbvb mava ma mb vc 答案D 2 如圖8所示 質(zhì)量為mB 2kg的木板B靜止在光滑的水平地面上 質(zhì)量為mA 6kg的物塊A停在B的左端 質(zhì)量為mC 2kg的小球C用長為L 0 8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O 現(xiàn)將小球C及輕繩拉直至水平位置后由靜止釋放 小球C在最低點(diǎn)與A發(fā)生正碰 碰撞時(shí)間極短 之后小球C反彈所能上升的最大高度為h 0 2m 已知A B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 1 物塊與小球均可視為質(zhì)點(diǎn) 不計(jì)空氣阻力 重力加速度g取10m s2 圖8 1 若碰撞時(shí)間為 t 10 2s 試求小球C與物塊A碰撞過程中所受撞擊力的大小 2 為使物塊A不滑離木板B 則木板B至少應(yīng)為多長 以向右的方向?yàn)檎较?設(shè)小球C與物塊A碰撞過程中所受撞擊力大小為F 則由動(dòng)量定理可得 F t mCvC mCvC 代入數(shù)據(jù)可得F 1200N 2 由題意可知 小球C與物塊A的碰撞過程滿足動(dòng)量守恒定律 即mCvC mCvC mAvA解得碰后物塊A的速度vA 2m sA恰好滑至木板B右端并與其共速時(shí) 所求B的長度最小 設(shè)二者的共同速度大小為v 由動(dòng)量守恒定律可得mAvA mA mB v 解得v 1 5m s 答案 1 1200N 2 0 5m 第一步 審條件挖隱含任何一個(gè)物理問題都是由條件和結(jié)論兩部分構(gòu)成的 條件是解題的主要素材 充分利用條件間的內(nèi)在聯(lián)系是解題的必經(jīng)之路 條件有明示的 有隱含的 審視條件更重要的是要充分挖掘每一個(gè)條件的內(nèi)涵和隱含的信息 發(fā)揮隱含條件的解題功能 第二步 審情景建模型有些題目 直接給出了物理情景 我們還需通過分析把這些物理情景轉(zhuǎn)化為具體的物理?xiàng)l件或物理模型后 才能利用物理規(guī)律求解 破解高考?jí)狠S題策略 審題 三步走 第三步 審過程理思路高考物理計(jì)算題往往綜合性強(qiáng) 題目情景新 設(shè)置障礙點(diǎn)多 一般不能一眼看透解題的思路和方法 這就需要我們靜下心來 對(duì)物體進(jìn)行受力分析 過程分析 根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)過程構(gòu)建出物理模型 選擇合理的物理規(guī)律 圖9