高三物理能量和动量经典总结知识点.pdf
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1、运用动量和能量观点解题的思路 河南省新县高级中学吴国富 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适用范围更广泛, 是自然界中普遍适用的基本规律,因此是高中物理的重点,也是高考考查的重点之一。 试题常常是综合题,动量与能量的综合,或者动量、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。试题的情景常常是物理过程较复杂的,或者是作用时 间很短的,如变加速运动、碰撞、爆炸、打击、弹簧形变等。 冲量是力对时间的积累,其作用效果是改变物体的动量;功是力对空间的积累,其 作用效果是改变物体的能量;冲量和动量的变化、功和能量的变化都是原因和结果的关 系,在此基础上, 还
2、很容易理解守恒定律的条件,要守恒, 就应不存在引起改变的原因。 能量还是贯穿整个物理学的一条主线,从能量角度分析思考问题是研究物理问题的一个 重要而普遍的思路。 应用动量定理和动能定理时,研究对象一般是单个物体,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;此外,这些规律都是运用于物理过程,而不是 对于某一状态(或时刻)。因此,在用它们解题时,首先应选好研究对象和研究过程。 对象和过程的选取直接关系到问题能否解决以及解决起来是否简便。选取时应注意以下 几点: 1选取研究对象和研究过程,要建立在分析物理过程的基础上。临界状态往往应 作为研究过程的开始或结束状态。 2要能视情况对研究
3、过程进行恰当的理想化处理。 3可以把一些看似分散的、相互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。 4有的问题,可以选这部分物体作研究对象,也可以选取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。 确定对象和过程后,就应在分析的基础上选用物理规律来解题,规律选用的一般原 则是: 1对单个物体,宜选用动量定理和动能定理,其中涉及时间的问题,应选用动量 定理,而涉及位移的应选用动能定理。 2若是多个物体组成的系统,优先考虑两个守恒定律。 3若涉及系统内物体的相对位移(路程)并涉及摩擦力的,要考虑应用能量守恒 定
4、律。 例 1图 1 中轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连, B静止在水平直导轨上, 弹簧处于原长状态。另一质量与B相同的滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑 行。当 A滑过距离时,与 B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互 不粘连。已知最后A恰好回到出发点P并停止。滑块A和 B与导轨的摩擦因数都为, 运动过程中弹簧最大形变量为,重力加速度为。求 A从 P点出发时的初速度。 解析:首先要将整个物理过程分析清楚,弄清不同阶段相互作用的物体和运动性质, 从而为正确划分成若干阶段进行研究铺平道路。即A先从 P点向左滑行过程,受摩擦力 作用做匀减速运动。设A刚接触 B时的速度为,对
5、A根据动能定理,有 接着 A、B发生碰撞,动量守恒。设碰后瞬间A、B的共同速度为,对 A、B系统 根据动量守恒定律,有 随后 A、B向左压缩弹簧至阶段,设弹簧获得的势能为,对 A、B和弹簧组成 的系统,根据功能关系,有: A、B又被弹簧弹回至弹簧恢复到原长阶段,设A、B的速度为,对 A、B和弹簧 组成的系统,根据功能关系,有 最后 A、B分离, A滑至 P点停下,对A应用动能定理,有 由以上各式解得。 评析: 动量和能量的综合问题,通常都具有多个物理过程,分析时需要根据整个过 程在不同阶段的受力特点和运动情况,将其划分为较简单的几个子过程,从而为运用动 量和能量关系解决问题奠定基础。 例 2在
6、地面上方,一小圆环A套在一条均匀直杆B上, A和 B的质量均为m,它们 之间的滑动摩擦力。 开始时 A处于 B的下端,B竖直放置。在 A的下方 米处,存在一个“相互作用”区域C,区域 C的高度米,固定在空中如图2中 划有虚线的部分。当A进入区域C时, A受到方向竖直向上的恒力F作用,。 区域 C对杆不产生作用力。A和 B一起由静止开始下落,已知杆B落地时 A和 B的速度 相同。不计空气阻力,重力加速度。求杆 B的长度至少为多少? 解析: 通过审题,将物理过程、状态细分为如图2-1 、2-2、 2-3 所示。图 2-3 状态 为 A、B刚达到共同速度,此时A、B相对位移的长度为杆的最小长度。 在
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- 物理 能量 动量 经典 总结 知识点
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