浙江專用2020版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題二第1講動量觀點和能量觀點在力學(xué)中的應(yīng)用課件.pptx

1、第1講動量觀點和能量觀點在力學(xué)中的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,備考策略,1.解決力學(xué)綜合題目的關(guān)鍵要做好“三選擇”,(1)當(dāng)運動物體受到恒力作用而且又涉及時間時，一般選擇用動力學(xué)方法解題。 (2)當(dāng)涉及功、能和位移時，一般選用動能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系解題，題目中出現(xiàn)相對位移時，應(yīng)優(yōu)先選擇能量守恒定律。 (3)當(dāng)涉及多個物體及時間時，一般考慮動量定理、動量守恒定律。,2.碰撞中的“三看”和“三想”,(1)看到“彈性碰撞”，想到“動量守恒與機(jī)械能守恒”。 (2)看到“非彈性碰撞”，想到“動量守恒但機(jī)械能有損失”。 (3)看到“完全非彈性碰撞或者碰后連體”，想到“動量守恒，機(jī)械能損失最大”。,能量觀點

2、在力學(xué)中的應(yīng)用,功和功率的理解與計算,【典例1】 (2019浙江省杭州市期末)下列表述中最符合實際情況的是(),A.某高中同學(xué)做一次引體向上的上升過程中克服重力做功約為25 J B.將一個雞蛋從胸前舉過頭頂，克服重力做功約為10 J C.籃球從2 m高處自由下落到地面的過程中，重力做功的功率約為20 W D.某高中同學(xué)步行上樓時克服重力做功的功率約為10 kW,答案C,【典例2】 (2019浙江臨安上學(xué)期第二次模擬)(多選)如圖1所示，傾角為的光滑斜面足夠長，一質(zhì)量為m的小物體，在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從斜面底端沿斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t，力F做功為60 J，此后撤去力F

3、，物體又經(jīng)過相同的時間t回到斜面底端，若以底端的平面為零勢能參考面，重力加速度為g，則下列說法正確的是(),圖1,動能定理的應(yīng)用,A.物體回到斜面底端的動能為60 J B.恒力F2mgsin C.撤去力F時，物體的重力勢能是45 J D.動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之前,答案AC,動力學(xué)規(guī)律和動能定理的綜合應(yīng)用,【典例3】 (2018全國卷，18)如圖2，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。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點處從靜止開始向右運動。重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌

4、跡最高點，機(jī)械能的增量為(),圖2,A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR,答案C,【典例4】 (2019稽陽聯(lián)誼學(xué)校聯(lián)考)某興趣小組設(shè)計了一個玩具軌道模型如圖3甲所示，將一質(zhì)量為m0.5 kg的玩具小車(可以視為質(zhì)點)放在P點，用彈簧裝置將其從靜止彈出(彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為小車初始動能)，使其沿著半徑為r1.0 m的光滑圓形豎直軌道OAO運動，玩具小車受水平面PB的阻力為其自身重力的0.5倍(g取10 m/s2)，PB16.0 m，O為PB中點。B點右側(cè)是一個高h(yuǎn)1.25 m，寬L2.0 m的壕溝。求：,應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點解決多過程問題,圖3,(1)要使小車恰好能越過圓形

5、軌道的最高點A，則此種情況下，小車在O點受到軌道彈力的大?。?(2)要求小車能安全的越過A點，并從B點平拋后越過壕溝，則彈簧的彈性勢能至少為多少； (3)若在彈性限度內(nèi)，彈簧的最大彈性勢能Epm40 J，以O(shè)點為坐標(biāo)原點，OB為x軸，從O到B方向為正方向，在圖乙坐標(biāo)上畫出小車能進(jìn)入圓形軌道且不脫離軌道情況下，彈簧彈性勢能Ep與小車停止位置坐標(biāo)x關(guān)系圖。,綜上所述，彈簧彈性勢能的最小值為44 J。,(3)分類討論：因為最大彈性勢能為40 J， 由Epmmgs0，得s16 m， 所以至多運動到B點，必不平拋。 情況1：能越過O點，彈性勢能32.5 JEp彈140 J 當(dāng)Ep彈1kmgx100，得1

6、3 mx116 m， 又因為O點是坐標(biāo)原點，所以實際坐標(biāo)值為5 mx118 m 情況2：恰能到達(dá)圓軌道圓心等高點， 當(dāng)Ep彈2kmgxPOmgr00，得Ep彈225 J mgrkmgx21，得x212 m，又因為O點是坐標(biāo)原點，,所以實際坐標(biāo)值為x212 m 恰能進(jìn)入圓形軌道，當(dāng)Ep彈2kmgxPO00，得Ep彈220 J，此時坐標(biāo)值為0 由動能定理表達(dá)式知，Ep彈與x是線性函數(shù)，圖象如圖所示。,答案(1)30 N(2)44 J(3)見解析,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)

7、當(dāng)涉及摩擦力做功時，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QFf x相對，x相對為相對滑動的兩物體間相對滑動路徑的總長度。 (3)應(yīng)用能量守恒定律解題時，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. (2019桐鄉(xiāng)一中月考)如圖4所示，質(zhì)量為m的滑塊從h高處的a點沿圓弧軌道ab滑入水平軌道bc，滑塊與軌道的動摩擦因數(shù)相同，滑塊在a、c兩點時的速度大小均為v，ab弧長與bc長度相等，空氣阻力不計，重力加速度大小為g，則滑塊從a到c

8、的運動過程中(),圖4,答案C,2.(2019杭州模擬)如圖5所示，是一個簡化后的娛樂項目示意圖，游客被安全地固定在球型裝備(看成質(zhì)點，圖中未畫出)內(nèi)，被彈射系統(tǒng)水平貼地彈出后即刻進(jìn)入長為L5 m 的水平軌道SO。O點既是水平路面的末端，也是半圓軌道OA的起點，以O(shè)點為坐標(biāo)原點建立水平向右的x軸。豎直半圓軌道OA與AB(O、A、B在同一條豎直線上，B點為半圓軌道的最高點，該處切線水平)的半徑均為R2 m，它們在A點銜接，不計銜接處的縫隙大小和裝備運行到此處的能量損失。半圓軌道OA的右側(cè)是一片水域，水面略低于半徑r2 m的水平圓盤，MN是圓盤的豎直支架(它與半圓軌道在同一豎直面內(nèi))，N點是圓盤的

9、圓心，M點可以左右移動，水平圓盤不能和半圓軌道OA重疊。若球型裝備與SO之間的動摩擦因數(shù)0.2，與兩半圓軌道的摩擦不計，圓盤轉(zhuǎn)軸NM的高度H2 m，不計空氣阻力，g取10 m/s2，球型裝備的質(zhì)量為50 kg，在某次設(shè)備測試中，讓球型裝備空載運行，求：,圖5,(1)為了能讓裝備安全到達(dá)B點，則彈射系統(tǒng)應(yīng)至少給裝備提供多少能量？ (2)若裝備恰好能安全到達(dá)B點，此后為讓裝備能落到水平圓盤上，求M點的坐標(biāo)范圍； (3)若M點的坐標(biāo)為x6 m，為讓裝備能落到水平圓盤上，求彈射系統(tǒng)提供給裝備的能量。,答案(1)5 000 J(2)(422) m (3)5 000 JE5 833 J,【典例1】 (20

10、19浙江湖州選考模擬)高鐵列車在啟動階段的運動可看作初速度為零的勻加速直線運動。在啟動階段，列車的動能() A.與它所經(jīng)歷的時間成比 B.與它的位移成正比 C.與它的速度成正比 D.與它的動量成正比,動量觀點和能量觀點在力學(xué)中的應(yīng)用,動量和動能的關(guān)系,答案B,【典例2】 (2019浙江富陽新高考適應(yīng)性考試)高空墜物極易對行人造成傷害。若一個50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地面的碰撞時間約為2 ms，則該雞蛋對地面產(chǎn)生的沖擊力約為() A.10 N B.102 N C.103 N D.104 N 解析根據(jù)自由落體運動和動量定理有v22gh(25層樓的高度約70 m)，F(xiàn)tmv，代入數(shù)據(jù)解

11、得F1103 N，所以C正確。 答案C,動量定理的應(yīng)用,動量守恒定律和能量守恒定律的綜合應(yīng)用,【典例3】 (2018全國卷，24)一質(zhì)量為m的煙花彈獲得動能E后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升的速度為零時，彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量相等的兩部分，兩部分獲得的動能之和也為E，且均沿豎直方向運動。爆炸時間極短，重力加速度大小為g，不計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)過的時間； (2)爆炸后煙花彈向上運動的部分距地面的最大高度。,解析(1)設(shè)煙花彈上升的初速度為v0，由題給條件有,設(shè)煙花彈從地面開始上升到火藥爆炸所用的時間為t，,由運動學(xué)公式有0v0gt,(2)

12、設(shè)爆炸時煙花彈距地面的高度為h1，由機(jī)械能守恒定律有Emgh1,由式知，煙花彈兩部分的速度方向相反，向上運動部分做豎直上拋運動。,動量和能量綜合問題的主要情境模型為：碰撞、滑塊在滑板上滑動和爆炸。 (1)碰撞過程滿足動量守恒并遵循碰撞后系統(tǒng)動能不增加、碰撞前后的運動情況要合理的原則。 (2)滑塊放置在光滑水平地面的滑板上滑動時，滑塊和滑板組成的系統(tǒng)滿足動量守恒，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)動能的減少量)列方程求解。,1.(2019合肥四中段考)(多選)如圖6所示，(a)圖表示光滑平臺上，物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車上，車與

13、水平面間的動摩擦因數(shù)不計；(b)圖為物體A與小車B的vt圖象，重力加速度已知，由此可求出(),圖6,A.小車上表面長度B.物體A與小車B的質(zhì)量之比 C.A與小車B上表面的動摩擦因數(shù)D.小車B獲得的動能,答案BC,2.(2019江西紅色七校二模)在光滑水平面上有三個彈性小鋼球a、b、c處于靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量分別為2m、m和2m。其中a、b兩球間夾一被壓縮了的彈簧，兩球被左右兩邊的光滑擋板束縛著。若某時刻將擋板撤掉，彈簧便把a(bǔ)、b兩球彈出，兩球脫離彈簧后，a球獲得的速度大小為v，若b、c兩球相距足夠遠(yuǎn)，則b、c兩球相碰后(),圖7,答案B,3.(2019浙江淳安新高考適應(yīng)性考試)如圖8所示，質(zhì)量M1.

14、0 kg的木塊隨傳送帶一起以v2.0 m/s的速度向左勻速運動，木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.50。當(dāng)木塊運動至最左端A點時，一顆質(zhì)量為m20 g的子彈以v03.0102 m/s水平向右的速度擊穿木塊，穿出時子彈速度v150 m/s。設(shè)傳送帶的速度恒定，子彈擊穿木塊的時間極短，且不計木塊質(zhì)量變化，g取10 m/s2。求：,圖8,(1)在被子彈擊穿后，木塊向右運動距A點的最大距離； (2)子彈擊穿木塊過程中產(chǎn)生的內(nèi)能； (3)從子彈擊穿木塊到最終木塊相對傳送帶靜止的過程中，木塊與傳送帶間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。,解析(1)設(shè)木塊被子彈擊穿時的速度為v，子彈擊穿木塊過程動量守恒，則 mv0Mvmv1M

15、v 解得v3.0 m/s 設(shè)子彈穿出木塊后，木塊向右做勻減速運動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得MgMa 解得a5.0 m/s2 木塊向右運動到離A點最遠(yuǎn)時，速度為零，設(shè)木塊向右移動最大距離為s1，則v22as1 解得s10.90 m。 (2)根據(jù)能量守恒定律可知子彈射穿木塊過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為,(3)設(shè)木塊向右運動至速度減為零所用時間為t1，然后再向左做加速運動，經(jīng)時間t2與傳送帶達(dá)到相對靜止，木塊向左移動的距離為s2。根據(jù)運動學(xué)公式得v22as2 解得s20.40 m,木塊向右減速運動的過程中相對傳送帶的位移為svt1s12.1 m 產(chǎn)生的內(nèi)能Q1Mgs10.5 J 木塊向左加速運動的過

16、程中相對傳送帶的位移為svt2s20.40 m 產(chǎn)生的內(nèi)能Q2Mgs2.0 J 所以整個過程中木塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能QQ1Q212.5 J。,答案(1)0.90 m(2)872.5 J(3)12.5 J,破解選考壓軸題策略審題“三步走”,第一步：審條件挖隱含 任何一個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)化為具體的物理條件或物理模型后，才能利用物理規(guī)律求解。