2020高考物理一轮总复习第六章链接高考6利用动量和能量观点解决力学综合问题讲义含解析新人教版.pdf
《2020高考物理一轮总复习第六章链接高考6利用动量和能量观点解决力学综合问题讲义含解析新人教版.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020高考物理一轮总复习第六章链接高考6利用动量和能量观点解决力学综合问题讲义含解析新人教版.pdf(11页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、利用动量和能量观点解决力学综合问题利用动量和能量观点解决力学综合问题 考点解读 1解动力学问题的三个基本观点 力的观点运用牛顿定律结合运动学知识解题,可处理匀变速运动问题 能量观点用动能定理和能量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题 动量观点用动量守恒观点解题,可处理非匀变速运动问题 2.动量观点和能量观点的比较 相同点 (1)研究对象都是相互作用的物体组成的系统 (2)研究过程都是某一运动过程 不同点 动量守恒定律是矢量表达式,还可以写出分量表达式; 而动能定理和能量守恒定律都是标量表达式,无分量表 达式 3.力学规律的选用原则 (1)如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律
2、(2)研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间 的问题)或动能定理(涉及位移的问题)去解决问题 (3)若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用两个守恒定律去解决 问题,但需注意研究的问题是否满足守恒的条件 (4)在涉及相对位移问题时则优先考虑能量守恒定律,系统克服摩擦力所做的总功等于 系统机械能的减少量,即转变为系统内能的量 (5)在涉及碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,需注意到这些过程一般均隐含有 系统机械能与其他形式能量之间的转换这种问题由于作用时间都极短,因此动量守恒定 律一般能派上大用场 考向分析 考向 1 “爆炸”类问题 典例 1 (
3、2018全国卷)一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升 空当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分 获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计 空气阻力和火药的质量求: (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间; (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度 审题指导 关键词理解,隐含条件显性化 (1)题目中的两个E,分别对应“一个物体”和“两个物体” (2)爆炸后两部分质量均为 . m 2 (3)爆炸过程中系统初动量为 0. (4)距地面的最大高度由两部分组成,一是爆炸前上升的高度,二是爆炸后向上运动
4、的 部分上升的高度 解析 (1)设烟花弹上升的初速度为v0,由题给条件有 Emv 1 2 2 0 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t,由运动学公式有 0v0gt 联立式得 t 1 g 2E m (2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1,由机械能守恒定律有 Emgh1 火药爆炸后,烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动,设炸后瞬间其速度分别为v1和 v2.由题给条件和动量守恒定律有 mvmvE 1 4 2 1 1 4 2 2 mv1mv20 1 2 1 2 由式知,烟花弹两部分的速度方向相反,向上运动部分做竖直上抛运动设爆炸后 烟花弹上部分继续上升的高度为h2,由机械能守恒定律有 mvmg
5、h2 1 4 2 1 1 2 联立式得,烟花弹向上运动部分距地面的最大高度为 hh1h2. 2E mg 答案 (1) (2) 1 g 2E m 2E mg 爆炸过程的特征 1动能增加:在爆炸过程中,由于有其他形式的能量转化为动能,所以爆炸后系统的 总动能增加 2位置不变:爆炸的时间极短,因而在作用过程中,物体产生的位移很小,一般可忽 略不计,可以认为爆炸后仍然从作用前的位置以新的动量开始运动 3由于内力外力,故爆炸过程动量守恒 跟踪训练 1如图所示,光滑水平面上有三个滑块A、B、C,质量关系是mAmCm、mB .开始 m 2 时滑块B、C紧贴在一起,中间夹有少量炸药,处于静止状态,滑块A以速率
6、v0正对B向 右运动,在A未与B碰撞之前,引爆了B、C间的炸药,炸药爆炸后B与A迎面碰撞,最终 A与B粘在一起,以速率v0向左运动求: (1)炸药爆炸过程中炸药对C的冲量; (2)炸药的化学能有多少转化为机械能? 解析:(1)全过程,A、B、C组成的系统动量守恒 mAv0(mAmB)v0mCvC 炸药对C的冲量:ImCvC0 解得:Imv0,方向向右 5 2 (2)炸药爆炸过程,B和C组成的系统动量守恒 mCvCmBvB0 据能量关系:EmBvmCv 1 2 2B 1 2 2C 解得:Emv. 75 8 2 0 答案:见解析 考向 2 “滑块弹簧”类问题 典例 2 (2019河北石家庄二中模拟
7、)如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA 4.0 kg 和mB3.0 kg.用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接 触另有一物块C从t0 时以一定速度向右运动,在t4 s 时与物块A相碰,并立即与 A粘在一起不再分开,物块C的vt图象如图乙所示求: (1)物块C的质量mC; (2)B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep. 解析 (1)由题图乙知,C与A碰前速度为v19 m/s,碰后速度为v23 m/s,C与 A碰撞过程动量守恒 mCv1(mAmC)v2 解得mC2 kg. (2)12 s 时B离开墙壁,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A、 C与
8、B的速度相等时,弹簧弹性势能最大 (mAmC)v3(mAmBmC)v4 (mAmC)v (mAmBmC)vEp 1 2 2 3 1 2 2 4 得Ep9 J. 答案 (1)2 kg (2)9 J “滑块弹簧”模型的解题思路 1应用系统的动量守恒 2应用系统的机械能守恒 3注意临界条件:两滑块同速时,弹簧的弹性势能最大 4从A开始压缩弹簧到弹簧恢复原长的过程,可借用弹性碰撞结论: v1v0,v2v0. m1m2 m1m2 2m1 m1m2 跟踪训练 2如图所示,质量M4 kg 的滑板B静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹 簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L0.5 m,这段滑板与木块A(可
9、视为质点)之间的 动摩擦因数0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑木块A 以速度v010 m/s 由滑板B左端开始沿滑板B上表面向右运动已知木块A的质量m1 kg,g取 10 m/s2.求: (1)弹簧被压缩到最短时木块A的速度大小; (2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能 解析:(1)弹簧被压缩到最短时,木块A与滑板B具有相同的速度,设为v,从木块A 开始沿滑板B上表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中,整体动量守恒,则 mv0(Mm)v 解得vv0 m Mm 代入数据得木块A的速度v2 m/s (2)在木块A压缩弹簧过程中,弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大,
10、由能量关 系知,最大弹性势能为Epmmv (mM)v2mgL 1 2 2 0 1 2 代入数据解得Epm39 J. 答案:(1)2 m/s (2)39 J 考向 3 “滑块平板”类问题 典例 3 如图所示,质量m10.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L1.5 m, 现有质量m20.2 kg 可视为质点的物块,以水平向右的速度v02 m/s 从左端滑上小车, 最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数0.5,g取 10 m/s2,求: (1)物块与小车的共同速度; (2)物块在车面上滑行的时间t; (3)小车运动的位移x; (4)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2020 高考 物理 一轮 复习 第六 链接 利用 动量 能量 观点 解决 力学 综合 问题 讲义 解析 新人
链接地址:https://www.31doc.com/p-4194150.html