高考物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題6動(dòng)力學(xué)動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用課件

1、專(zhuān)題6動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量和能量觀點(diǎn) 的綜合應(yīng)用知識(shí)專(zhuān)題網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建考題二動(dòng)量守恒定律和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用考題三電學(xué)中動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用欄目索引考題一動(dòng)量定理和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用考題一動(dòng)量定理和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1.動(dòng)量定理公式：Ftpp說(shuō)明：(1)F為合外力恒力，求p時(shí)，用pFtb.變力，求I時(shí)，用Ipmv2mv1牛頓第二定律的第二種形式：合外力等于動(dòng)量變化率當(dāng)p一定時(shí)，F(xiàn)t為確定值：Ft小F大如碰撞；t大F小緩沖知識(shí)精講(2)等式左邊是過(guò)程量Ft，右邊是兩個(gè)狀態(tài)量之差，是矢量式.v1、v2是以同一慣性參照物為參照的.p的方向可與mv1一致、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)

2、律的選用原則單個(gè)物體：宜選用動(dòng)量定理、動(dòng)能定理和牛頓運(yùn)動(dòng)定律.若其中涉及時(shí)間的問(wèn)題，應(yīng)選用動(dòng)量定理；若涉及位移的問(wèn)題，應(yīng)選用動(dòng)能定理；若涉及加速度的問(wèn)題，只能選用牛頓第二定律.例1據(jù)統(tǒng)計(jì)人在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(wèn)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(guò)一定質(zhì)量的重物從某一高度自由下落沖擊地面來(lái)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).g取10 m/s2.下表為一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù).典例剖析重物(包括傳感器)的質(zhì)量m/kg8.5重物下落高度H/cm45重物反彈高度h/cm20最大沖擊力Fm/N850重物與地面接觸

3、時(shí)間t/s0.1(1)請(qǐng)你選擇所需數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)題：重物受到地面的最大沖擊力時(shí)的加速度大?。唤馕鲋匚锸艿阶畲鬀_擊力時(shí)加速度的大小為a解得a90 m/s2解析答案答案90 m/s2在重物與地面接觸過(guò)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.解析答案重物與地面接觸過(guò)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(dòng)量定理：(Fmg)tmv2m(v1)因此重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6倍.答案6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(guò)程中受到的沖擊力，可采取什么具體措施，請(qǐng)你提供一種可行的方法并說(shuō)明理由.解析可以通過(guò)增加

4、人與地面接觸時(shí)間來(lái)減小沖擊力(如落地后雙腿彎曲)，由動(dòng)量定理Ftmv可知，接觸時(shí)間增加了，沖擊力F會(huì)減小.答案見(jiàn)解析解析答案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(kāi)始跌落到安全帶對(duì)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(dòng)).此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)量，若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為()解析變式訓(xùn)練12122.一質(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v09 m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng)，在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7 m/s，碰后以6 m/s的速

5、度反向運(yùn)動(dòng)直至靜止.g取10 m/s2.(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；解析對(duì)小物塊從A運(yùn)動(dòng)到B處的過(guò)程中圖1代入數(shù)值解得0.32答案0.3212解析答案(2)若碰撞時(shí)間為0.05 s，求碰撞過(guò)程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F；解析取向右為正方向，碰后滑塊速度v6 m/s由動(dòng)量定理得：Ftmvmv解得F130 N其中“”表示墻面對(duì)物塊的平均作用力方向向左.答案130 N解析答案12(3)求物塊在反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功W.解析對(duì)物塊反向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中應(yīng)用動(dòng)能定理得返回解析答案解得W9 J.答案9 J121.動(dòng)量守恒定律(1)表達(dá)式：m1v1m2v2m1v1m2v2；或pp(系統(tǒng)相互作用前

6、總動(dòng)量p等于相互作用后總動(dòng)量p)；或p0(系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零)；或p1p2(相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)，兩物體動(dòng)量的增量大小相等、方向相反).考題二動(dòng)量守恒定律和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用知識(shí)精講(2)動(dòng)量守恒條件：理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力合力為零.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.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(dòng)量守恒.動(dòng)量守恒定律應(yīng)用要注意的三性(1)矢量性：在一維運(yùn)動(dòng)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：m1v1和m2v2作用前的同一時(shí)刻的動(dòng)量m1v1和m2v2作用后

7、的同一時(shí)刻的動(dòng)量(3)同系性：各個(gè)速度都必須相對(duì)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，若涉及碰撞、爆炸、反沖等問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選用動(dòng)量守恒定律，然后再根據(jù)能量關(guān)系分析解決.例2如圖2所示，一條帶有圓軌道的長(zhǎng)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R0.5 m，物塊A以v06 m/s的速度滑入圓軌道，滑過(guò)最高點(diǎn)Q，再沿圓軌道滑出后，與直軌上P處?kù)o止的物塊B碰撞，碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，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(zhǎng)度都為L(zhǎng)0.1 m，物塊與各粗糙段間的動(dòng)

8、摩擦因數(shù)都為0.1，A、B的質(zhì)量均為m1 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).(1)求A滑過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小v和受到的彈力大小F；解析答案典例剖析圖2解得F22 N.答案4 m/s22 N(2)若碰后AB最終停止在第k個(gè)粗糙段上，求k的數(shù)值；解析A撞B，由動(dòng)量守恒得mv02mv解得x4.5 m答案45解析答案(3)求碰后AB滑至第n個(gè)(nk)光滑段上的速度vn與n的關(guān)系式.解析AB滑至第n個(gè)光滑段上，由動(dòng)能定理得解析答案3.如圖3，在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，物體A、B、C位于同一直線上，A位于B、C之間.A的質(zhì)量為m，B、C的質(zhì)量都為M，三者均處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)使A

9、以某一速度向右運(yùn)動(dòng)，求m和M之間應(yīng)滿足什么條件，才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞.設(shè)物體間的碰撞都是彈性的.變式訓(xùn)練圖3解析答案返回解析設(shè)A運(yùn)動(dòng)的初速度為v0，A向右運(yùn)動(dòng)與C發(fā)生碰撞，由動(dòng)量守恒定律得mv0mv1Mv2要使得A與B能發(fā)生碰撞，需要滿足v10，即mMA反向向左運(yùn)動(dòng)與B發(fā)生碰撞過(guò)程，有mv1mv3Mv4解析答案由于mM，所以A還會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)要求不發(fā)生第二次碰撞，需要滿足v3v2整理可得m24MmM2返回 考題三電學(xué)中動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用方法指導(dǎo)系統(tǒng)化思維方法，就是根據(jù)眾多的已知要素、事實(shí)，按照一定的聯(lián)系方式，將其各部分連接成整體的方法.(1)對(duì)多個(gè)物理過(guò)程進(jìn)行整體思維，即把

10、幾個(gè)過(guò)程合為一個(gè)過(guò)程來(lái)處理，如用動(dòng)量守恒定律解決比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng).(2)對(duì)多個(gè)研究對(duì)象進(jìn)行整體思維，即把兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立物體合為一個(gè)整體進(jìn)行考慮，如應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，就是把多個(gè)物體看成一個(gè)整體(或系統(tǒng)).典例剖析例3如圖4所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，x軸與絕緣的水平面重合，在y軸右方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng).質(zhì)量為m28103 kg的不帶電小物塊靜止在原點(diǎn)O，A點(diǎn)距O點(diǎn)l0.045 m，質(zhì)量m11103 kg的帶電小物塊以初速度v00.5 m/s從A點(diǎn)水平向右運(yùn)動(dòng)，在O點(diǎn)與m2發(fā)生正碰并把部分電量轉(zhuǎn)移到m2上，碰撞后m2的速度為0.1 m/s，此后不再考慮m1

11、、m2間的庫(kù)侖力.已知電場(chǎng)強(qiáng)度E40 N/C，小物塊m1與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，取g10 m/s2，求：(1)碰后m1的速度；圖4解析答案代入數(shù)據(jù)解得：v10.4 m/sv20.1 m/s，m1、m2正碰，由動(dòng)量守恒有：m1v1m1v1m2v2代入數(shù)據(jù)得：v10.4 m/s，方向水平向左答案0.4 m/s，方向水平向左解析答案(2)若碰后m2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且恰好通過(guò)P點(diǎn)，OP與x軸的夾角30，OP長(zhǎng)為lOP0.4 m，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；解析m2恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以qEm2g得：q2103 C由洛倫茲力提供向心力，設(shè)物塊m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則qv2B軌跡如圖，由幾何關(guān)系有：R

12、lOP解得：B1 T答案1 T(3)其他條件不變，若改變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使m2能與m1再次相碰，求B的大小.解析答案解析當(dāng)m2經(jīng)過(guò)y軸時(shí)速度水平向左，離開(kāi)電場(chǎng)后做平拋運(yùn)動(dòng)，m1碰后做勻減速運(yùn)動(dòng).m1勻減速運(yùn)動(dòng)至停止，其平均速度大小為：所以m2在m1停止后與其相碰由牛頓第二定律有：Ffm1gm1a設(shè)m2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系有：答案0.25 T4.如圖5所示，C1D1E1F1和C2D2E2F2是距離為L(zhǎng)的相同光滑導(dǎo)軌，C1D1和E1F1為兩段四分之一的圓弧，半徑分別為r18r和r2r.在水平矩形D1E1E2D2內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)體棒P、Q的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，

13、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(wú)初速度釋放，則：(1)求導(dǎo)體棒P進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，回路中的電流的大小和方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)；變式訓(xùn)練解析答案圖5解析導(dǎo)體棒P由C1C2下滑到D1D2，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：導(dǎo)體棒P到達(dá)D1D2瞬間：EBLvD方向逆時(shí)針解析答案(2)若P、Q不會(huì)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(kāi)軌道瞬間的速度；解析棒Q到達(dá)E1E2瞬間，恰能脫離軌道飛出，此時(shí)對(duì)Q：設(shè)導(dǎo)體棒P離開(kāi)軌道瞬間的速度為vP，根據(jù)動(dòng)量守恒定律：mvDmvPmvQ返回解析答案(3)若P、Q不會(huì)在軌道上發(fā)生碰撞，且兩者到達(dá)E1E2瞬間，

14、均能脫離軌道飛出，求回路中產(chǎn)生熱量的范圍.解析由(2)知，若導(dǎo)體棒Q恰能在到達(dá)E1E2瞬間飛離軌道，P也必能在該處飛離軌道.根據(jù)能量守恒，回路中產(chǎn)生的熱量：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(dòng)量守恒：綜上所述，回路中產(chǎn)生熱量的范圍是3mgrQ4mgr.答案3mgrQ4mgr編后語(yǔ)有的同學(xué)聽(tīng)課時(shí)容易走神，常常聽(tīng)著聽(tīng)著心思就不知道溜到哪里去了；有的學(xué)生，雖然留心聽(tīng)講，卻常?！案簧喜椒ァ?，思維落后在老師的講解后。這兩種情況都不能達(dá)到理想的聽(tīng)課效果。聽(tīng)課最重要的是緊跟老師的思路，否則，教師講得再好，新知識(shí)也無(wú)法接受。如何跟上老師飯思路呢？以下的聽(tīng)課方法值得同學(xué)們學(xué)習(xí)： 一、“超

15、前思考，比較聽(tīng)課” 什么叫“超前思考，比較聽(tīng)課”？簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是同學(xué)們?cè)谏险n的時(shí)候不僅要跟著老師的思路走，還要力爭(zhēng)走在老師思路的前面，用自己的思路和老師的思路進(jìn)行對(duì)比，從而發(fā)現(xiàn)不同之處，優(yōu)化思維。 比如在講林沖棒打洪教頭一文，老師會(huì)提出一些問(wèn)題，如林沖當(dāng)時(shí)為什么要戴著枷鎖？林沖、洪教頭是什么關(guān)系？林沖為什么要棒打洪教頭？ 老師沒(méi)提了一個(gè)問(wèn)題，同學(xué)們就應(yīng)當(dāng)立即主動(dòng)地去思考，積極地尋找答案，然后和老師的解答進(jìn)行比較。通過(guò)超前思考，可以把注意力集中在對(duì)這些“難點(diǎn)”的理解上，保證“好鋼用在刀刃上”，從而避免了沒(méi)有重點(diǎn)的泛泛而聽(tīng)。通過(guò)將自己的思考跟老師的講解做比較，還可以發(fā)現(xiàn)自己對(duì)新知識(shí)理解的不妥之處，及時(shí)消除知識(shí)的“隱患”。 二、同步聽(tīng)課法 有些同學(xué)在聽(tīng)課的過(guò)程中常碰到這樣的問(wèn)題，比如老師講到一道很難的題目時(shí)，同學(xué)們聽(tīng)課的思路就“卡殼“了，無(wú)法再跟上老師的思路。這時(shí)候該怎么辦呢？ 如果“卡殼”的內(nèi)容是老師講的某一句話或某一個(gè)具體問(wèn)題，同學(xué)們應(yīng)馬上舉手提問(wèn)，爭(zhēng)取讓老師解釋得在透徹些、明白些。 如果“卡殼