2019年高考物理二轮专题复习课件：第7讲 动量和能量观点的应用 .ppt
专题整合突破,专题二 能量与动量,第7讲 动量和能量观点的应用,微 网 构 建,高 考 真 题,1(2018·全国，15)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 ( ) A10N B102N C103N D104N,C,2(2018·天津，9(1)质量为0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05kg的子弹以200m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是_ m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N，则子弹射入木块的深度为_ m。,20,0.2,3(2018·全国，24)一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求 (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。,4(2018·全国，24)汽车A在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停有汽车B，立即采取制动措施，但仍然撞上了汽车B。两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示，碰撞后B车向前滑动了4.5m，A车向前滑动了2.0m。已知A和B的质量分别为2.0×103kg和1.5×103kg，两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10，两车碰撞时间极短，在碰撞后车轮均没有滚动，重力加速度大小g10m/s2。求： (1)碰撞后的瞬间B车速度的大小； (2)碰撞前的瞬间A车速度的大小。,5(2018·北京，22)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h10m，C是半径R20m圆弧的最低点。质量m60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a4.5m/s2，到达B点时速度vB30m/s。取重力加速度g10m/s2。,(1)求长直助滑道AB的长度L； (2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小； (3)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。,热 点 聚 焦,1应用动量定理解决问题的关键 (1)表达式Ftmv2mv1是矢量式，一定要规定正方向 (2)表达式中的Ft是指合外力的冲量或者是各个外力冲量的矢量和,热点一 动量定理的理解和应用,2使用动量定理的注意事项 (1)一般来说，用牛顿第二定律能解决的问题，用动量定理也能解决，如果题目不涉及加速度和位移，用动量定理求解更简捷。 动量定理不仅适用于恒力，也适用于变力。这种情况下，动量定理中的力F应理解为变力在作用时间内的平均值。 (2)动量定理的表达式是矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向，公式中的F是物体或系统所受的合力。,3应用动量定理解题的一般步骤 (1)明确研究对象和研究过程(研究过程既可以是全过程，也可以是全过程中的某一阶段) (2)进行受力分析：只分析研究对象以外的物体施加给研究对象的力，不必分析内力 (3)规定正方向 (4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量，根据动量定理列方程求解,(2018·山东省潍坊市高三下学期三模)如图所示，一消防车空载时的质量为2000kg，储水容积为10m3，储满水后静止在倾角为37°的斜坡上，水枪出水口距水平地面高度为3.2m，打开水枪水流持续向坡底水平射出，水落到水平面上的着火点，着火点到射出点的水平距离为48m，已知水枪出水口的面积为2×103m2，水的密度为1.0×103kg/m3，取g10m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8。求： (1)水射出枪口时的速度大小； (2)从打开水枪开始计时，水喷完前消防车受到的摩擦力随时间变化的关系式。,典例 1,方法总结 (1)动量定理的正交分解式 IxFxtmvxmvx，IyFytmvymvy， (2)对于连续流体应用动量定理 确定小段时间t的连续体为研究对象。 写出t内的质量m与t的关系式。 分析连续m的受力情况和动量变化。 用动量定理列方程、求解。,类题演练1(2018·贵州省贵阳市高三5月模拟)如图所示，为一距地面某高度的小球由静止释放后撞击地面弹跳的vt图象，小球质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计，由图象可知 ( ),A横坐标每一小格表示的时间约为0.08s B小球释放时离地面的高度为1.5m C小球第一次反弹的最大高度为0.8m D小球第一次撞击地面受地面的平均作用力为50N,C,1动量守恒定律适用条件 (1)前提条件：存在相互作用的物体系 (2)理想条件：系统不受外力 (3)实际条件：系统所受合外力为0 (4)近似条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受的外力 (5)方向条件：系统在某一方向上满足上面的条件，则此方向上动量守恒,热点二 动量守恒定律的应用,2动量守恒定律的表达式 (1)m1v1m2v2m1v1m2v2，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和 (2)p1p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向 (3)p0，系统总动量的增量为零 3必须明确碰撞问题遵守的三条原则 (1)动量守恒：p1p2p1p2 (2)动能不增加：Ek1Ek2Ek1Ek2 (3)速度要符合实际情况,(2018·山东省淄博、莱芜高三下学期模拟)如图所示，足够长的光滑水平面与半径为R的四分之一光滑圆弧轨道平滑连接，质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放，在水平面上与静止的小球B发生弹性正碰。已知重力加速度为g，两小球均可视为质点，求： (1)小球A刚好到达圆弧轨道最低点N时，对轨道的压力大小； (2)若要求两球发生二次碰撞，小球B的质量mB应满足的条件。,典例 2,方法总结 弹性碰撞中的一动一静模型 如图所示，在光滑水平面上，质量为m1的物体以速度v0与质量为m2、静止的物体发生弹性正碰，则有,类题演练2(多选)(2018·四川省达州市一模)如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑水平面上。现使B获得水平向右、大小为6m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象提供的信息可得 ( ),BC,A在t1，t2时刻两物块达到共同速度2m/s，且弹簧都处于伸长状态 B从t3到t4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长 C两物块的质量之比为m1m221 D在t2时刻，A、B两物块的动能之比为Ek1Ek241,类题演练3(2018·四川省绵阳南山中学3月月考)如图所示，动量分别为pA12kg·m/s、pB13kg·m/s的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用pA、pB表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是 ( ) ApA3kg·m/s、pB4kg·m/s BpA3kg·m/s、pB3kg·m/s CpA2kg·m/s、pB2kg·m/s DpA24kg·m/s、pB24kg·m/s,C,解析 若pA3kg·m/s、pB4kg·m/s，不遵守动量守恒定律，故A错误；若pA3kg·m/s、pB3kg·m/s，遵守动量守恒定律。碰撞后A、B的动量分别为：pApApA(123)kg·m/s15kg·m/s，pBpBpB(133)kg·m/s10kg·m/s，可知碰后A的动量增加，B的动量减小；但由于碰撞过程中，A受到向左的冲力，B受到向右的冲力，所以A、B仍沿原方向运动时，A的动量应减小，B的动量应增加，因此这组数据是不可能的，故B错误；若pA2kg·m/s、pB2kg·m/s，遵守动量守恒定律。,碰撞后A、B的动量分别为：pApApA(122)kg·m/s10kg·m/s，pBpBpB(132)kg·m/s15kg·m/s，A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故C正确；若pA24kg·m/s、pB24kg·m/s，遵守动量守恒定律。碰撞后A、B的动量分别为：pApApA(1224)kg·m/s12kg·m/s，pBpBpB(1324)kg·m/s37kg·m/s，可知碰后A的动能不变，B的动能增加，总动能增加，违反了能量守恒定律，所以是不可能的，故D错误，故选C。,动量守恒与其他知识综合问题往往是多过程问题，解决这类问题要弄清物理过程，分清每一个物理过程，遵从什么样的物理规律。一般来说，若研究过程中涉及到时间，用动量定理或运动学公式列方程；若研究过程中不涉及时间，对象为单个物体，用动能定理列方程；对象为系统，用能量和动量守恒定律列方程。,热点三 动量和能量的综合应用,(2018·河南省郑州市高三下学期模拟)质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地面上，钢板处于平衡状态。一质量也为m的物块甲从钢板正上方高为h的A处自由落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动x0后到达最低点B；若物块乙质量为2m，仍从A处自由落下，则物块乙与钢板一起向下运动到B点时，还具有向下的速度，已知重力加速度为g，空气阻力不计。求：,典例 3,(1)物块甲和钢板一起运动到最低点B过程中弹簧弹性势能的增加量； (2)物块乙和钢板一起运动到B点时速度vB的大小。,类题演练4(多选)(2018·山东省淄博市高三下学期第二次模拟)如图所示，一个质量为M的木箱静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m2M的小物块。现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v0的初速度，下列说法正确的是 ( ),BC,力学三大观点是指动力学观点、动量观点和能量观点 (1)当物体受到恒力作用发生运动状态的改变而且又涉及时间时，一般选择用动力学方法解题。 (2)当涉及功、能和位移时，一般选用动能定理、机械能守恒定律、功能关系或能量守恒定律解题，题目中出现相对位移时，应优先选择能量守恒定律。 (3)当涉及多个物体及时间时，一般考虑动量定理、动量守恒定律。 (4)当涉及细节并要求分析力时，一般选择牛顿运动定律，对某一时刻的问题选择牛顿第二定律求解。 (4)复杂问题的分析一般需要选择能量的观点、运动与力的观点综合解题。,热点四 力学三大观点的综合应用,(2018·江西省新余市高三下学期模拟)如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角30°，一质量为3m的“L”型工件沿斜面以速度v0匀速向下运动，工件上表面光滑，其下端连着一块挡板。某时刻，一质量为m的木块从工件上的A点，沿斜面向下以速度v0滑上工件，当木块运动到工件下端时(与挡板碰前的瞬间)，工件速度刚好减为零，随后木块与挡板第1次相碰，以后每隔一段时间，木块就与挡板碰撞一次。已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，木块始终在工件上运动，重力加速度为g。求：,典例 4,类题演练5(多选)(2018·四川省高三下学期第二次模拟)如图所示，水平桌面有一光滑小孔P，轻绳穿过小孔，一端连接质量为1kg的小物块c，另一端连接质量为0.1kg的物块b，b、c均静止，绳子竖直部分长1.6m。质量为0.1kg的弹丸a以水平速度v08m/s击中b且留在b中，已知c与桌面间的最大静摩擦力为其重力的0.5倍，重力加速度为10m/s2，下列说法正确的是 ( ) Aa击中b过程系统产生的热量为2.4J Bab摆动过程中偏离竖直方向的最大角度为60° C绳子对ab的最大拉力为2N D在以后的运动过程中，c始终处于静止状态,BD,复 习 练 案,
