（三）動量和能量 課件高考物理二輪復(fù)習(xí)題型歸納與解題技巧

（三）動量和能量考情分析011考情分析一、動量定理和動量守恒定律命題特點(diǎn)：動量觀點(diǎn)是解決物理問題的重要思維，動量定理和動量守恒定律是動量觀點(diǎn)的兩大核心支柱。從歷年全國各地高考卷中對動量觀點(diǎn)的考查情況來看，對動量定理的考查，多與生活現(xiàn)象、物理圖像、電磁感應(yīng)導(dǎo)軌問題等相聯(lián)系，對動量守恒定律的考查，多與碰撞現(xiàn)象、反沖現(xiàn)象、爆炸現(xiàn)象等相聯(lián)系?？梢灶A(yù)見，在2025年高考中，動量觀點(diǎn)的理解與應(yīng)用仍是考試熱點(diǎn)?？记榉治鰝湔n建議：一、注意動量定理和動量守恒定律的矢量性，解題時(shí)要有規(guī)定正方向的習(xí)慣；二、注意動量守恒定律的適用條件，應(yīng)用它之前要判斷是否符合條件；三、能用牛頓第二定律解決的問題,也能用動量定理解決,如果題目不涉及加速度和位移,用動量定理求解更簡捷。四、動量定理既適用于恒力,也適用于變力。當(dāng)力為變力時(shí),動量定理中的力F應(yīng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值?？记榉治龆?、動量與能量的綜合問題命題特點(diǎn)：1.都是多過程問題,以計(jì)算形式的壓軸題為主。2.以力學(xué)、電場、磁場、電磁感應(yīng)等為載體進(jìn)行考查。3.傳送帶模型、板塊模型、碰撞模型等為?？寄Ｐ?。備考建議：1.注意研究系統(tǒng)的選取:運(yùn)用動量守恒定律首先要確定系統(tǒng)的組成(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程);很多物理問題中,研究對象的選取方案并不是唯一的。題型歸納2.注意研究過程的選取:在運(yùn)用動量守恒定律解題時(shí),會遇到系統(tǒng)間物體多次相互作用的問題若作用時(shí)的速度相對于同一參考系,則可以把整個(gè)過程作為研究過程;若作用時(shí)的速度相對于不同的參考系,則必須分段列式。3.掌握典型問題的處理方法，如動量定理在電磁感應(yīng)導(dǎo)軌問題中的應(yīng)用動量守恒定律在碰撞、板塊、爆炸、反沖等情境中的應(yīng)用等。題型歸納與解題技巧022題型歸納題型1動量定理及其應(yīng)用解題技巧對動量定理的理解(1)動量定理中的沖量是合力的沖量,而不是某一個(gè)力的沖量。它可以是合力的沖量,可以是各力沖量的矢量和,也可以是外力在不同階段沖量的矢量和。(2)Ft=p'-p是矢量式,兩邊不僅大小相等,而且方向相同。式中Ft是物體所受的合外力的沖量。(3)Ft=p'-p除表明兩邊大小、方向的關(guān)系外,還說明了兩邊的因果關(guān)系,即合外力的沖量是動量變化的原因。(4)由Ft=p'-p,得F=??′?????=Δ????,即物體所受的合外力等于物體動量的變化率。(5)當(dāng)物體運(yùn)動包含多個(gè)不同過程時(shí),可分段應(yīng)用動量定理求解,也可以全過程應(yīng)用動量定理。應(yīng)用動量定理解題的注意事項(xiàng)1）動量定理反映了力的沖量與動量變化之間的因果關(guān)系，即合力的沖量是原因，物體的動量變化是結(jié)果。2）動量定理中的沖量是所受合力（包括重力）的沖量，既可以是各力沖量的矢量和，也可以是合力在不同階段沖量的矢量和。3）動量定理的表達(dá)式是矢量式，等號包含了大小相等、方向相同兩方面的含義。在一維情況下，應(yīng)先規(guī)定正方向。解題技巧題型歸納題型2動量守恒定律及其應(yīng)用題型歸納題型2動量守恒定律及其應(yīng)用題型歸納題型2動量守恒定律及其應(yīng)用題型歸納題型3動量與能量的綜合問題解題技巧動量守恒定律1.三種守恒條件:(1)理想守恒:不受外力或所受外力的合力為零,不是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力都為零,更不能認(rèn)為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。(2)近似守恒:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力。如碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等現(xiàn)象中系統(tǒng)的動量近似守恒。(3)某一方向守恒:如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零,則系統(tǒng)在這一方向上動量守恒。但值得注意的是,系統(tǒng)的總動量可能不守恒。解題技巧2．適用條件1）理想守恒：系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)動量守恒。2）近似守恒：系統(tǒng)受到的外力矢量和不為零，但當(dāng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時(shí)，系統(tǒng)的動量可近似看成守恒。3）某一方向上守恒：系統(tǒng)在某個(gè)方向上所受外力矢量和為零時(shí)，系統(tǒng)在該方向上動量守恒。解題技巧3.動量守恒定律的“六種”性質(zhì)系統(tǒng)性研究對象是相互作用的兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)條件性首先判斷系統(tǒng)是否滿足守恒條件相對性公式中v1、v2、v1'、v2'必須相對于同一個(gè)慣性參考系同時(shí)性公式中v1、v2是在相互作用前同一時(shí)刻的速度,v1'、v2'是在相互作用后同一時(shí)刻的速度矢量性應(yīng)先選取正方向,凡是與選取的正方向一致的動量為正值,相反為負(fù)值普適性不僅適用低速宏觀系統(tǒng),也適用于高速微觀系統(tǒng)解題技巧4.碰撞問題1.三條原則解決碰撞問題(1)動量守恒p1+p2=p1'+p2'(2)機(jī)械能不增加Ek1+Ek2≥Ek1'+Ek2'或+≥+(3)速度合理①同向碰撞:碰撞前,后面的物體速度大;碰撞后,前面的物體速度大或相等②相向碰撞:碰撞后兩物體的運(yùn)動方向不可能都不改變解題技巧2.彈性碰撞中的“一動碰一靜”模型情形規(guī)律m1v1=m1v1'+m2v2'm1=m1v1'2+m2v2'2結(jié)果v1'=,v2'=結(jié)論m1=m2v1'=0,v2'=v1質(zhì)量相等,速度交換m1>m2v1'>0,v2'>0且v2'>v1'大碰小,一起跑m1<m2v1'<0,v2'>0小碰大,要反彈m1?m2v1'=v1,v2'=2v1極大碰極小,大不變,小加倍m1?m2v1'=-v1,v2'=0極小碰極大,小等速率反彈,大不變解題技巧4.人船模型1.模型條件(1)兩個(gè)原來靜止的物體,系統(tǒng)總動量為0;(2)在系統(tǒng)發(fā)生相對運(yùn)動的過程中至少有一個(gè)方向的動量守恒(水平方向或豎直方向)解題技巧解題技巧3.模型拓展——類人船模型解題技巧碰撞、反沖與爆炸（一）碰撞1.碰撞遵循的三條原則：（1）動量守恒定律。（2）機(jī)械能不增加。（3）速度要合理。①同向碰撞：碰撞前，后面的物體速度大；碰撞后，前面的物體速度大或相等。②相向碰撞：碰撞后兩物體的運(yùn)動方向不可能都不改變。解題技巧2.彈性碰撞討論：（1）碰后速度的求解根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒。解得

，（2）分析討論：當(dāng)碰前物體2的速度不為零時(shí)，若

，則

，

，即兩物體交換速度。當(dāng)碰前物體2的速度為零時(shí)，

，則:

，解題技巧（二）反沖1.定義：當(dāng)物體的一部分以一定的速度離開物體時(shí)，剩余部分將獲得一個(gè)反向動量（或速度），這種現(xiàn)象叫作反沖運(yùn)動。2.特點(diǎn)：系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受到的外力，系統(tǒng)動量守恒。實(shí)例：發(fā)射炮彈、爆竹升空、發(fā)射火箭等。3.規(guī)律：遵從動量守恒定律。4.反沖過程的特征反沖運(yùn)動過程中，有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，系統(tǒng)的總動能將增加，其增加的原因是：在反沖運(yùn)動中，作用力和反作用力均做正功。解題技巧（三）爆炸現(xiàn)象的三個(gè)規(guī)律：題型練習(xí)03題型練習(xí)1.(多選)如圖所示,學(xué)生練習(xí)用腳顛球。某一次足球由靜止自由下落1.25m,被重新顛起,離開腳部后豎直上升的最大高度仍為1.25m。已知足球與腳部的作用時(shí)間為0.1s,足球的質(zhì)量為0.4kg,重力加速度大小g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力,則(

)A.足球下落到與腳部剛接觸時(shí)動量大小為4kg·m/sB.足球自由下落過程重力的沖量大小為2kg·m/sC.足球與腳部作用過程中動量變化量大小為4kg·m/sD.足球與腳部作用過程中動能變化量為10J題型練習(xí)

題型練習(xí)2.如圖所示,把質(zhì)量為m的石塊從距地面高h(yuǎn)處以初速度v0斜向上拋出,v0與水平方向夾角為θ,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。若只改變拋射角θ,下列物理量一定不變的是(

)A.石塊在空中的飛行時(shí)間B.石塊落地的水平距離C.石塊落地時(shí)的動能D.石塊落地時(shí)的動量題型練習(xí)

題型練習(xí)3.“雪如意”是我國首座國際標(biāo)準(zhǔn)跳臺滑雪場地。跳臺滑雪運(yùn)動中,裁判員主要根據(jù)運(yùn)動員在空中的飛行距離和動作姿態(tài)評分。運(yùn)動員在進(jìn)行跳臺滑雪時(shí)大致經(jīng)過四個(gè)階段:①助滑階段,運(yùn)動員兩腿盡量深蹲,順著助滑道的傾斜面下滑;②起跳階段,當(dāng)進(jìn)入起跳區(qū)時(shí),運(yùn)動員兩腿猛蹬滑道快速伸直,同時(shí)上半身向前伸展;③飛行階段,在空中運(yùn)動員保持身體與雪板基本平行、兩臂伸直貼放于身體兩側(cè)的姿態(tài);④著陸階段,運(yùn)動員落地時(shí)兩腿屈膝,兩臂左右平伸。下列說法正確的是 (

)A.助滑階段,運(yùn)動員深蹲是為了減小與滑道之間的摩擦力B.起跳階段,運(yùn)動員猛蹬滑道主要是為了增加向上的速度C.飛行階段,運(yùn)動員所采取的姿態(tài)是為了增加水平方向速度D.著陸階段,運(yùn)動員兩腿屈膝是為了減少與地面的作用時(shí)間題型練習(xí)【解析】選B。助滑階段,運(yùn)動員深蹲是為了減小與空氣之間的摩擦力,A錯(cuò)誤;起跳階段,運(yùn)動員猛蹬滑道主要是為了增大滑道對運(yùn)動員的作用力,根據(jù)動量定理可知,在相同時(shí)間內(nèi),可以增加向上的速度,B正確;飛行階段,運(yùn)動員所采取的姿態(tài)是為了減小水平方向的阻力,從而減小水平方向的加速度,C錯(cuò)誤;著陸階段,運(yùn)動員兩腿屈膝下蹲可以延長落地時(shí)間,根據(jù)動量定理可知,可以減少身體受到的平均沖擊力,D錯(cuò)誤。題型練習(xí)4.一質(zhì)量為2kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1,重力加速度g取10m/s2。則(

)A.t=2s時(shí)物塊的動量大小為2kg·m/sB.t=3s時(shí)物塊的速度大小為1m/sC.0~4s時(shí)間內(nèi)F對物塊的沖量大小為6N·sD.0~4s時(shí)間內(nèi)物塊的位移為3m題型練習(xí)

題型練習(xí)5.如圖所示,輕彈簧的下端系著質(zhì)量相等的a、b兩球,兩小球之間由輕質(zhì)細(xì)線連接,系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧未超出彈性限度。現(xiàn)剪斷a、b間細(xì)線,不計(jì)空氣阻力,在接下來的運(yùn)動過程中,下列說法正確的是(

)A.a、b兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.a、b兩球和輕彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C.a、b兩球組成的系統(tǒng)動量守恒D.a、b兩球和輕彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒題型練習(xí)【解析】選B。剪斷a、b間細(xì)線后,彈簧對a做功,a球的機(jī)械能發(fā)生變化,b球只有重力對它做功,機(jī)械能不變,所以a、b兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;剪斷a、b間細(xì)線后,a、b兩球和輕彈簧組成的系統(tǒng),只有重力和彈簧彈力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故B正確;剪斷a、b間細(xì)線后,a、b兩球組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,故C錯(cuò)誤;剪斷a、b間細(xì)線后,a、b兩球和輕彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力不為零,系統(tǒng)動量不守恒,故D錯(cuò)誤。題型練習(xí)6.質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體在光滑水平面上正碰,其位置坐標(biāo)x隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是 (

)A.碰撞前m2的速率大于m1的速率B.碰撞后m2的速率大于m1的速率C.碰撞后m2的動量大于m1的動量D.碰撞后m2的動能小于