(全國通用)2017版高考物理二輪復(fù)習(xí)考前三個(gè)月專題6.

1、i專題6動力學(xué)、動量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考題一動量定理和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用畫知識精講1. 動量定理公式：Ft=pp說明：(1)F為合外力1恒力，求p時(shí)，用p=Ft2b.變力，求I時(shí)，用1= p=mvmv3牛頓第二定律的第二種形式：合外力等于動量變化率4當(dāng)p一定時(shí)，F(xiàn)t為確定值：F=t小F大一一如碰撞；t大F小一一緩沖(2)等式左邊是過程量Ft,右邊是兩個(gè)狀態(tài)量之差，是矢量式.vi、V2是以同一慣性參照物為參照的.p的方向可與mv致、相反或成某一角度，但是p的方向一定與Ft一致.2. 力學(xué)規(guī)律的選用原則單個(gè)物體：宜選用動量定理、動能定理和牛頓運(yùn)動定律.若其中涉及時(shí)間的問題，應(yīng)選用動量 定

2、理；若涉及位移的問題， 應(yīng)選用動能定理；若涉及加速度的問題， 只能選用牛頓第二定律B典例剖析例 1 據(jù)統(tǒng)計(jì)人在運(yùn)動過程中， 腳底在接觸地面瞬間受到的沖擊力是人體自身重力的數(shù)倍.為探究這個(gè)問題，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用落錘沖擊的方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，即通過一定質(zhì)量的重物從某一高度自由下落沖擊地面來模擬人體落地時(shí)的情況.重物與地面的形變很小，可忽略不計(jì).g22取 10 m/s .下表為一次實(shí)驗(yàn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)重物（包括傳感器）的質(zhì)量mkg8.5重物下落咼度 Hem45重物反彈高度h/em20最大沖擊力Fn/N850重物與地面接觸時(shí)間t/s0.1（1）請你選擇所需數(shù)據(jù)，通過計(jì)算回答下列問題：1重物受到地面的最大沖

3、擊力時(shí)的加速度大小；2在重物與地面接觸過程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的多少倍（2）如果人從某一確定高度由靜止豎直跳下，為減小腳底在與地面接觸過程中受到的沖擊力,可采取什么具體措施，請你提供一種可行的方法并說明理由解析（1）重物受到最大沖擊力時(shí)加速度的大小為a由牛頓第二定律：a=Fmmg解得a= 90 m/s重物在空中運(yùn)動過程中，由動能定理mgl *mV重物與地面接觸前瞬時(shí)的速度大小，環(huán)重物離開地面瞬時(shí)的速度大小V2= 2gh重物與地面接觸過程，重物受到的平均作用力大小為F,設(shè)豎直向上為正方向由動量定理：(F-mg t=mv-V1)解得F=510N，故語6因此重物受到的地面

4、施加的平均作用力是重物所受重力的6 倍.（2）可以通過增加人與地面接觸時(shí)間來減小沖擊力（如落地后雙腿彎曲），由動量定理Ft=mv可知，接觸時(shí)間增加了，沖擊力F會減小.2答案90 m/s 6倍（2）見解析【變式訓(xùn)練】1.高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開始跌落到安全帶對人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h（可視為自由落體運(yùn)動）此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長量，若在此過程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對人的平均作用力大小為3m ghm ghC.t+mgD.mg答案 A解析 由自由落體運(yùn)動公式得人下降h距離時(shí)的速度為v= 2gh,在t時(shí)間內(nèi)對人由動量定理得(Fmg

5、t=mv解得安全帶對人的平均作用力為F=叫了人+mgA 項(xiàng)正確2. 一質(zhì)量為 0.5 kg 的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn)，距離A點(diǎn) 5 m 的位置B處是一面墻，如圖 1 所示.物塊以vo= 9 m/s 的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為27 m/s，碰后以 6 m/s 的速度反向運(yùn)動直至靜止.g取 10 m/s .圖 1(1) 求物塊與地面間的動摩擦因數(shù)卩;(2) 若碰撞時(shí)間為 0.05 s，求碰撞過程中墻面對物塊平均作用力的大小F;(3) 求物塊在反向運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功W答案(1)0.32(2)130 N (3)9 J解析(1)對小物塊從A運(yùn)動到B處的過程中1

6、21應(yīng)用動能定理一 卩mgs=mv 2mv代入數(shù)值解得卩=0.32(2)取向右為正方向，碰后滑塊速度v= 6 m/s由動量定理得：FAt=mvmv解得F=130 N其中“一”表示墻面對物塊的平均作用力方向向左(3)對物塊反向運(yùn)動過程中應(yīng)用動能定理得1W= 0 ?mv解得W= 9 J.考題二動量守恒定律和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用A.m.#ght+mg-mg41.動量守恒定律(1)表達(dá)式：mv1+mv2=mv1+mv?;或p=p(系統(tǒng)相互作用前總動量p等于相互作用后 總動量p);或Ap= 0(系統(tǒng)總動量的增量為零)；或Ap1= Ap2(相互作用的兩個(gè)物體組5成的系統(tǒng)，兩物體動量的增量大小相等、方向相反(

7、2)動量守恒條件：1理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力合力為零2近似守恒：外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，且作用時(shí)間極短，外力的沖量近似為零，或外力的沖量比內(nèi)力沖量小得多3單方向守恒：合外力在某方向上的分力為零，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒動量守恒定律應(yīng)用要注意的三性(1) 矢量性：在一維運(yùn)動中要選取正方向，未知速度方向的一律假設(shè)為正方向，帶入求解(2) 同時(shí)性：mvi和mv2-作用前的同一時(shí)刻的動量mvi和mv2-作用后的同一時(shí)刻的動量同系性： 各個(gè)速度都必須相對于同一個(gè)慣性參考系 定律的使用條件：在慣性參考系中普遍適用(宏觀、微觀、高速、低速)2.力學(xué)規(guī)律的選用原則多個(gè)物體組成的系統(tǒng)：優(yōu)先考慮兩個(gè)守恒定律，若涉

8、及碰撞、爆炸、反沖等問題時(shí)，應(yīng)選用 動量守恒定律，然后再根據(jù)能量關(guān)系分析解決B典例剖析例 2 如圖 2 所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相切，半徑R= 0.5 m，物塊A以vo= 6 m/s 的速度滑入圓軌道，滑過最高點(diǎn)Q再沿圓軌道滑出后，與直軌上P處靜止的物塊B碰撞，碰后粘在一起運(yùn)動，P點(diǎn)左側(cè)軌道光滑，右側(cè)軌道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段長度都為L= 0.1 m,物塊與各粗糙段間的動摩擦因數(shù)都為卩=0.1 ,A、B的質(zhì)量均為 m= 1 kg(重力加速度g取 10 m/s2 ;A B視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞 時(shí)間極短).).6(1) 求A滑過Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v和

9、受到的彈力大小F;(2) 若碰后AB最終停止在第k個(gè)粗糙段上，求k的數(shù)值;7（3）求碰后AB滑至第n個(gè)（nvk）光滑段上的速度Vn與n的關(guān)系式. 解析（1）從 2 Q 由動能定理得1212-mg2R= qmvqmv解得v= 4 m/s gR=5 m/s在Q點(diǎn)，由牛頓第二定律得2v F+mg= mR解得F= 22 N.A撞B,由動量守恒得mv=2mV” e ,vo解得v= = 3 m/s1設(shè)摩擦距離為x,則2 卩mgx=02 mv解得x= 4.5 mx所以k= 45.(3)AB滑至第n個(gè)光滑段上，由動能定理得121,2口 2 mgn=2 mv 2 2 mv所以v=9 0.2nm/s (n45).

10、答案 (1)4 m/s 22 N (2)45vn= 9 0.2nm/s(nmy1=(mMvo整理可得m+ 4MrM解方程可得m(5 2)M另一解me ( 5 + 2)M舍去所以使A只與B C各發(fā)生一次碰撞，須滿足(52) M1叫1 XXXXEL氣XXXPKXXsXX/IQ二XrzzrJXX X X圖 4(1)碰后m的速度；若碰后m做勻速圓周運(yùn)動且恰好通過P點(diǎn)，0P與x軸的夾角0= 30,OP長為loP= 0.4m,求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大?。?3)其他條件不變，若改變磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使m能與m再次相碰，求B的大小.解析(1)設(shè)m與m碰前速度為vi，由動能定理代入數(shù)據(jù)解得：Vi= 0.4 m

11、/sV2= 0.1 m/s ,m、m正碰，由動量守恒有：mvi=mv1+mv2代入數(shù)據(jù)得：v1=- 0.4 m/s，方向水平向左m恰好做勻速圓周運(yùn)動，所以qE=mg得：q=2X10 C2由洛倫茲力提供向心力，設(shè)物塊m做圓周運(yùn)動的半徑為R,則qv2B= m-R軌跡如圖，由幾何關(guān)系有：R= lop解得：B= 1 T1iKX2iiXEL%2XXpxXsXX”孑二rzzrJXX X X(3)當(dāng)m經(jīng)過y軸時(shí)速度水平向左，離開電場后做平拋運(yùn)動,m勻減速運(yùn)動至停止，其平均速度大小為：1 ,v= Iv1| = 0.2 m/sV2= 0.1 m/s ,所以m在m停止后與其相碰由牛頓第二定律有：Ff=img=ma

12、/2m停止后離O點(diǎn)距離：s=_1-mgl= gmvi2-抽。m碰后做勻減速運(yùn)動10平拋的高度：h= 2gt2設(shè)m做勻速圓周運(yùn)動的半徑為R,由幾何關(guān)系有:1R=2h2mv2由qvzB=一，聯(lián)立得：B= 0.25 TR答案 一 0.4 m/s，方向水平向左(2)1 T (3)0.25 T【變式訓(xùn)練】4.如圖 5 所示，CDEFi和QD2E2F2是距離為L的相同光滑導(dǎo)軌，CD和EFi為兩段四分之一的圓弧，半徑分別為ri= 8r和2=r.在水平矩形DEED內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng) 度為B導(dǎo)體棒P Q的長度均為L,質(zhì)量均為m電阻均為R其余電阻不計(jì)，Q停在圖中位置，現(xiàn)將P從軌道最高點(diǎn)無初速度釋放，

13、則:(1)求導(dǎo)體棒P進(jìn)入磁場瞬間， 回路中的電流的大小和方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)；(2) 若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞，棒Q到達(dá)E1E2瞬間，恰能脫離軌道飛出，求導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度；(3) 若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞，且兩者到達(dá)EE瞬間，均能脫離軌道飛出，求回路中產(chǎn)生熱量的范圍.答案(1) 2B；gr，方向逆時(shí)針 (2)3gr3mgr Q=mv+mv代入數(shù)據(jù)得，VP=3gr由 知，若導(dǎo)體棒Q恰能在到達(dá)EE2瞬間飛離軌道，P也必能在該處飛離軌道根據(jù)能量21212守恒，回路中產(chǎn)生的熱量：Q=空口“ 一 qmw mvQ= 3mgr若導(dǎo)體棒Q與P能達(dá)到共速v,回路中產(chǎn)生的熱量最多，則根據(jù)動量守

14、恒：mv= （m+n）v,v= 2gr1212回路中產(chǎn)生的熱量：Q=qmw 2（m n）v= 4mgr綜上所述，回路中產(chǎn)生熱量的范圍是3mgrwQ 卩mg小滑塊b滑上長木板c時(shí)的加速度大小:a1= 10g=1.6 m/s2此時(shí)兩塊長木板的加速度大?。篴2=斗0巴g= 0.8 m/sm十m令小滑塊b在長木板c上的滑行時(shí)間為t，則：12時(shí)間t內(nèi)小滑塊b的位移X1=V2t歹吐16且X1X2=L10解得：t1= 1 s 或t2= s(舍去)b剛離開長木板c時(shí)b的速度V2=V2a1t1= 3.6 m/sb剛離開長木板c時(shí)d的速度V3=a2t1= 0.8 m/s兩塊長木板的位移1X2=尹上217d的長度至

15、少為x:由動量守恒可知：mv2+nw3= (m+m)v解得：v= 2 m/s1, 21212omgx= 2mv2+ 2mv3 2(m+m)v解得：x= 1.4 m3.如圖 3 所示，兩個(gè)圓形光滑細(xì)管在豎直平面內(nèi)交疊，組成“8”字形通道，在“ 8”字形通道底端B處連接一內(nèi)徑相同的粗糙水平直管AB已知E處距地面的高度h= 3.2 m，一質(zhì)量m=1 kg 的小球a從A點(diǎn)以速度vo= 12 m/s 的速度向右進(jìn)入直管道，到達(dá)B點(diǎn)后沿“ 8”字形軌道向上運(yùn)動，到達(dá)D點(diǎn)時(shí)恰好與軌道無作用力，直接進(jìn)入DE管(DE管光滑)，并與原來靜止于E處的質(zhì)量為M= 4 kg 的小球b發(fā)生正碰(a、b均可視為質(zhì)點(diǎn)).已知

16、碰撞后a球沿原路1返回，速度大小為碰撞前速度大小的-，而b球從E點(diǎn)水平拋出，其水平射程s= 0.8 m.(g=3210 m/s )(1) 求碰后b球的速度大?。?2) 求“8”字形管道上下兩圓的半徑r和 R;若小球a在管道AB中運(yùn)動時(shí)所受阻力為定值，請判斷a球返回到BA管道時(shí)，能否從A端穿出？答案 (1)1 m/s (2)0.9 m 0.7 m (3)不能解析(1)b球離開E點(diǎn)后做平拋運(yùn)動12h= qgt,s=Vbt，解得Vb= 1 m/s(2)a、b碰撞過程，動量守恒，以水平向右為正方向，則有：1mv=mK尹+Mv解得Va= 3 m/s2va碰前a在D處恰好與軌道無作用力，則有：mg= m圖

17、 318R=h 2r=0.7 mr= 0.9 m191212小球從B到D,機(jī)械能守恒：mvi=-2mva+mgh12解得：gm= 36.5 J1212從A到B過程，由動能定理得：一W=gmv-mo解得：W= 35.5 J1Va21從D到B,機(jī)械能守恒：TR（） +mgh=Tmvsz232解得：2mB,2= 32.5 J7).A B間夾著質(zhì)量可忽略的火藥.現(xiàn)點(diǎn)燃火藥(此時(shí)間極短且不會影響小球的質(zhì) 量、電量和各表面的光滑程度 ).火藥炸完瞬間A的速度為vo.求：d. E 1/LzA9時(shí)yKLB詞uJfQz* $z圖 4(1) 火藥爆炸過程中有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；(2)A球在磁場中的運(yùn)動時(shí)間；(3) 若一段時(shí)間后A B在桌上相遇，求爆炸前A球與桌邊P的距離.k+123nm2k23nmv答案莎訊麗EV