2020高考物理复习动量和能量.doc

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命题趋向
本专题涉及的内容是动力学内容的连续和深入,此中的动量守恒定律、机械能
守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的合用范围更广泛,是自然界中广泛合用
的基本规律,所以是高中物理的要点,也是高考观察的要点之一。高考中年年有,
且常常成为高考的压轴题。如2002年、2020年理综最后一道压轴题均是与能量有
关的综合题。但最近几年采纳综合考试后,试卷难度有所降落,所以动量和能量考题的
难度也有必定降落。要更加关注有关基本看法的题、定性分析现象的题和联系实质、联系现代科技的题。
试题常常是综合题,动量与能量的综合,也许动量、能量与平抛运动、圆周运动、热学、电磁学、原子物理等知识的综合。试题的情形常常是物理过程较复杂的,也许是作用时间很短的,如变加快运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。
知识大纲
力
对
冲量
时
I=Ft
间
动量定理
系统所受合力为
动量守恒定律
的
Ft=mv2
-mv1
零或不受外力
积
动量
1
122
11
22
’
力
mv+mv=mv
’+mv
累
p=mv
的
效
牛顿第二定律
应
积
F=ma
累
功:W=FScosα
和
力
刹时功率:P=Fvcosα
效
对
均匀功率:
W
Fvcos
P
动能定理
应
位
t
移
WA
1mv22
1mv12
的
积
动能
2
2
累
Ek
1mv2
效
机械能守恒定律
应
2
机械能
Ek1+EP1=Ek2+EP2
势能
或
Ek=
EP
重力势能:Ep=mgh
弹性势能
冲量是力对时间的累积,其作用成效是改变物体的动量;功是力对位移的累积,
其作用成效是改变物体的能量;冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原由和结
果的关系,对此,要像熟****力和运动的关系相同熟****在此基础上,还很简单理解
守恒定律的条件,要守恒,就应不存在惹起改变的原由。能量还是贯穿整个物理学
的一条主线,从能量角度分析思虑问题是研究物理问题的一个重要而广泛的思路。
应用动量定理和动能定理时,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组
成的系统,而应用动量守恒定律和机械能守恒定律时,研究对象必定是系统;其他,
这些规律都是运用于物理过程,而不是关于某一状态(或时刻)。所以,在用它们解
题时,第一应选好研究对象和研究过程。对象和过程的采纳直接关系到问题能否解
决以及解决起来能否简易。采纳时应注意以下几点:
,要建立在分析物理过程的基础上。临界状态常常
应作为研究过程的开始或结束状态。
。
、互相独立的物体圈在一起作为一个系统来研究,有
时这样做,可使问题大大简化。
,可以选这部分物体作研究对象,也可以采纳那部分物体作研究对
象;可以选这个过程作研究过程,也可以选那个过程作研究过程;这时,首选大对
象、长过程。
确立对象和过程后,就应在分析的基础上采纳物理规律来解题,规律采纳的一
般原则是:
,宜采纳动量定理和动能定理,此中波及时间的问题,应采纳动
量定理,而涉及位移的应采纳动能定理。
,优先考虑两个守恒定律。
(行程)并涉及摩擦力的,要考虑应用能量守
恒定律。
点拨解疑
【例题1】某地强风的风速是20m/s,空气的密度是=。一风力发电
2
机的有效受风面积为S=20m,假如风经过风力发电机后风速减为12m/s,且该风力
发电机的效率为=80%,则该风力发电机的电功率多大?
【点拨解疑】风力发电是将风的动能转变为电能,谈论时间t内的这种转变,
这段时间内经过风力发电机的空气
的空气是一个以S为底、v0t为高的横放的空气
柱,其质量为m=
Sv0t,它经过风力发电机所减少的动能用以发电,设电功率为
P,
则
Pt(1mv02
1mv2)
1Sv0t(v02
v2)
2
2
2
代入数据解得
P=53kW
【例题2】(1998年全国卷)在圆滑水平面上,动能为E0、动量的大小为p0
的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球
1的动能和动量的大小分别记为
E1、
p1
,球
2
的动能和动量的大小分别记为
2、p2,
E
则必有
<E0

B.

p1<p0

C.

E2>E0
>p0
【点拨解疑】两钢球在相碰过程中必同时遵守能量守恒和动量守恒。因为外
界没有能量输入,而碰撞中可能产生热量,所以碰后的总动能不会超出碰前的总动
能,即E1+E2≤E0
,可见A对C错;其他,A也可写成p12
p02
,所以B也对;根
2m
2m
据动量守恒,设球
1本来的运动方向为正方向,有
p2-p1=p0,所以D对。故该题答案
为A、B、D。
评论:判断两物体碰撞后的状况,除考虑能量守恒和动量守恒外,有时还应试
虑某种情形在真实环境中能否可能出现,比方一般不行能出现后边的球穿越前面的球而超前运动的状况。
【例题3】(2000年全国)在原子核物理中,研究核子与核关系的最有效门路是
“双电荷交换反应”。这种反应的前半部分过程和下述力学模型近似。两个小球A
和B用轻质弹簧相连,在圆滑的水平直轨道上处于静止状态。在它们左侧有一垂直
于轨道的固定挡板P,右侧有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,以以下图。C与B
发生碰撞并马上结成一个整体D。在它们连续向左运动的过程中,当弹簧长度变到
最短时,长度忽然被锁定,不再改变。而后,A球与挡板P发生碰撞,碰后A、D都静止不动,A与P接触而不粘连。过一段时间,忽然排除锁定(锁定及排除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m。
(1)求弹簧长度刚被锁定后A球的速度。
(2)求在A球走开挡板P以后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。
图1
【点拨解疑】(1)设C球与B球粘结成D时,D的速度为v1,由动量守恒,
有
mv0(mm)v1①
当弹簧压至最短时,D与A的速度相等,设此速度为v2,由动量守恒,有
2mv13mv2
②
由①、②两式得A的速度v2
1v0
③
3
(2)设弹簧长度被锁定后,储存在弹簧中的势能为
EP,由能量守恒,有
1
2mv12
1
3mv22
EP
④
2
2
撞击P后,A与D的动能都为零,排除锁定后,当弹簧刚恢复到自然长度时,
势能所有转变为

D的动能,设

D的速度为

v3,则有
EP

1
2

(2m)v32

⑤
当弹簧伸长时,

A球走开挡板

P,并获取速度。当

A、D的速度相等时,弹簧伸
至最长。设此时的速度为

v4,由动量守恒,有
2mv3

3mv4

⑥
当弹簧伸到最长时,其势能最大,设此势能为EP,由能量守恒,有
1
2mv32
1
3mv42
EP
⑦
2
2
解以上各式得
EP
1
mv02
⑧
36
【例题4】(2020年理综全国)一传递带装置表示图如图2所示,此中传递带经
过AB地域时是水平的,经过BC地域时变为圆弧形(圆弧由圆滑模板形成,为画出),经过CD地域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切。现将大批的质量均为m的小货箱
一个一个在A处放到传递带上,搁置时初速
D为
零,经传递带运送到D处,D和A的高度差为
h。
A
BC
L
稳固工作时传递带速度不变,CD段上各箱等
L
距
摆列,相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处
图2
投
放后,在到达B以前已经有关于传递带静止,
且
此后也不再滑动(忽视经BC段时的细小滑动)。已知在一段相当长的时间
T内,共
运送小货箱的数量为N。这装置由电动机带动,传递带与轮子间无相对滑动,不计
轮轴处的摩擦。求电动机的均匀输出功率P。
【点拨解疑】以地面为参照系(下同),设传递带的运动速度为v0,在水平段
运输的过程中,小货箱先在滑动摩擦力作用下做匀加快运动,设这段行程为
s,所
用时间为

t,加快度为

a,则对小箱有

s

1at2①
2

v0

at②

在这段时间内,传
送带运动的行程为

s0

v0t

③

由以上可得

s0

2s

④
用f表示小箱与传递带之间的滑动摩擦力,则传递带对小箱做功为
Afx
1
mv02
⑤
2
传递带战胜小箱对它的摩擦力做功
A0
fx0
2
1
mv02
⑥
2
二者之差就是战胜摩擦力做功发出的热量
Q
1mv02
⑦
2
可见,在小箱加快运动过程中,小箱获取的动能与发热量相等。
T时间内,电
动机输出的功为
WPT
⑧
此功用于增添小箱的动能、势能以及战胜摩擦力发热,即
W
1
Nmv02
Nmgh
NQ
⑨
2
已知相邻两小箱的距离为
L,所以v0TNL
⑩
联立⑦⑧⑨⑩,得P
Nm[N2L2
gh]
⑾
T
T2
针对训练
1.(2001年高考理综卷)以下一些说法:
①一质点受两个力作用且处于均衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内
的冲量必定相同
②一质点受两个力作用且处于均衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内做
的功也许都为零,也许大小相等符号相反
③在相同时间内,作用力和反作用力的功大小不必定相等,但正负号必定相反
④在相同时间内,作用力和反作用力的功大小不必定相等,正负号也不必定相反
以上说法正确的选项是:
A.①②B.①③C.②③D.②④
、B两球在圆滑水平面上沿同向来线、同一方向运动,A球的动量是5kgm/s,B球的动量是7kgm/s,当A追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量的可能
值是(

)
A.-4kg
C.-5kg

·m/s、14kg·m/s·m/s、17kg·m/

·m/s、9kg·m/s
·m/s、6kg·m/s
3.(1998年高考上海卷)在圆滑水平面上有质量均为2kg的a、b两质点,a
质点在水平恒力Fa=4N作用下由静止出发运动4s。b质点在水平恒力Fb=4N作用下由
静止出发挪动

4m。比较这两个质点所经历的过程,可以获取的正确结论是


b质点的位移大



b质点的末速度
小

,将其放在圆滑的水平面上,
以以下图。质量为m的子弹以速度v水平射向滑块,若射击上层,则子弹恰好不射出;若射击基层,则子弹整个儿恰好嵌入,则上述两种状况对比较


,系统产生的热量许多
,系统产生的热量许多
,长2m,质量为1kg的木板静止在圆滑水平面上,一木块质量
也为

1kg(可视为质点),与木板之间的动摩擦因数为

。要使木块在木板上从左
端滑向右端而不至滑落,则木块初速度的最大值为


B

.2m/s



D

.4m/s
图3
,质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光
滑水平面上,,使弹簧被压缩必定长度,静止
,关于A、B和弹簧构成的系统,F以下说
A
B
法中正确的选项是(
)
图4
,系统动量守恒,机械能守恒
,A走开竖直墙前,系统动量不守恒,机械能守恒
,A走开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E
,A走开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E/3
,质量为M的小车A右端固定一根轻弹簧,车静止在圆滑水平面上,一质量为m的小物块B从左端以速度v0冲上小车并压缩弹簧,而后又被弹回,

B

EP和B相
A
关于车向右运动过程中系统摩擦生热

Q各是多少?
图5
参照答案:
1.

D

2

.B3

.

AC

4.

AB

5

.

D
:A走开墙前墙对

A有弹力,这个弹力固然不做功,但对

A有冲量,因
此系统机械能守恒而动量不守恒;
A走开墙后则系统动量守恒、
开墙时刻,B的动能为E,动量为p=
4mE向右;此后动量守恒,所以系统动能不行
能为零,当A、B速度相等时,系统总动能最小,这时的弹性势能为E/:BD
7.
mv
0
(mM)v
1
2
1
2
P
mMv02
,2Q
mv0
(m
M)v
,E=Q=
2
2
4(mM)
内容总结
(1)2020高考物理复****动量和能量
命题趋向
本专题涉及的内容是动力学内容的连续和深入,此中的动量守恒定律、机械能
守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的合用范围更广泛,是自然界中广泛合用
的基本规律,所以是高中物理的要点,也是高考观察的要点之一
(2)高考中年年有,
且常常成为高考的压轴题
(3)如2002年、2020年理综最后一道压轴题均是与能量有
关的综合题
此系统机械能守恒而动量不守恒;
A走开墙后则系统动量守恒、
开墙时刻,B的动能为E,动量为p=
4mE向右;此后动量守恒,所以系统动能不行
能为零,当A、B速度相等时,系统总动能最小,这时的弹性势能为E/:BD
7.
mv
0
(mM)v
1
2
1
2
P
mMv02
,2Q
mv0
(m
M)v
,E=Q=
2
2
4(mM)
内容总结
(1)2020高考物理复****动量和能量
命题趋向
本专题涉及的内容是动力学内容的连续和深入,此中的动量守恒定律、机械能
守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的合用范围更广泛,是自然界中广泛合用
的基本规律,所以是高中物理的要点,也是高考观察的要点之一
(2)高考中年年有,
且常常成为高考的压轴题
(3)如2002年、2020年理综最后一道压轴题均是与能量有
关的综合题